SH9型氣流式葉絲干燥膨脹系統(tǒng)設(shè)備是在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)實(shí)際開發(fā)的一種新型設(shè)備，目前已在行業(yè)內(nèi)得到普遍應(yīng)用。與滾筒式葉絲干燥比較而言，該設(shè)備在工藝過(guò)程控制能力上存在的突出問(wèn)題為干燥出口物料含水率波動(dòng)偏大、料頭料尾時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、濕煙絲團(tuán)較多等問(wèn)題，不符合工藝控制要求。通過(guò)對(duì)該工序干燥出口葉絲含水率過(guò)程控制能力指數(shù)Cpk的評(píng)價(jià)，大多數(shù)生產(chǎn)批（次）的Cpk值在0.67以下。為此，需要探討如何提高SH9型氣流式葉絲膨脹設(shè)備出口物料含水率Cpk值的方法。
1、設(shè)備原理及存在問(wèn)題分析
1.1設(shè)備工作原理
   SH9型葉絲在線干燥系統(tǒng)主要由流量控制單元、滾筒式超級(jí)回潮機(jī)、葉絲高速氣流膨脹干燥烘干機(jī)、葉絲冷卻定型設(shè)備以及相應(yīng)的輔聯(lián)設(shè)備等組成，系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。葉絲高速膨脹干燥烘干機(jī)由工藝加熱裝置、進(jìn)料裝置、松散器、膨脹干燥器、汽料分離器、熱風(fēng)管道等組成。由葉絲超級(jí)回潮機(jī)加濕后的葉絲，經(jīng)進(jìn)料裝置進(jìn)入松散器松散、加溫后，被熱風(fēng)吹人膨脹干燥器進(jìn)行膨脹干燥，然后經(jīng)氣料分離器進(jìn)行汽料分離，分離出的膨脹干燥后葉絲進(jìn)入冷卻定型工序，分離出的過(guò)熱蒸汽經(jīng)熱風(fēng)管道輸送到工藝加熱裝置，加溫后循環(huán)使用。
2、存在問(wèn)題及原因分析
2.1存在問(wèn)題
    (1)滾筒式超級(jí)回潮機(jī)加水自動(dòng)控制系統(tǒng)工作不正常，造成葉絲出口含水率及溫度不穩(wěn)定，葉絲含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差僅控制在0.4%左右，過(guò)程控制能力指數(shù)Cpk值控制在0.5左右（允差為±1.090）；
    (2)氣流干燥烘干機(jī)出口葉絲含水率不穩(wěn)定，葉絲含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差僅控制在0.25%左右，且經(jīng)常出現(xiàn)水分沖高現(xiàn)象，過(guò)程控制能力指數(shù)Cpk值低于0.67（允差為±0.5%）；
    (3)燥出口料頭時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（一般超過(guò)5min）．且伴有一定量的濕煙絲團(tuán)。
2.2原因分析
    (1)葉絲回潮機(jī)自動(dòng)加水控制系統(tǒng)工作不正常，對(duì)瞬間來(lái)料含水率波動(dòng)的處理反應(yīng)過(guò)激，也是造成回潮出口葉絲含水率波動(dòng)較大的原因之一。
    (2)葉絲回潮機(jī)工藝蒸汽凝結(jié)水的含量不均勻，引起葉絲實(shí)際加水量與理論加水量產(chǎn)生偏離，導(dǎo)致回潮機(jī)出口葉絲含水率實(shí)際值與設(shè)定值產(chǎn)生差異。
    (3)葉絲回潮機(jī)汽水混合噴嘴的霧化效果差，造成葉絲吸收水分不均勻，且極易形成濕葉絲團(tuán)。
    (4)由于物料剛進(jìn)入氣流干燥系統(tǒng)時(shí)，管道內(nèi)部的溫濕度與正常生產(chǎn)時(shí)的溫濕度差別較大，造成干燥烘干機(jī)脫水能力過(guò)強(qiáng)，從而引起氣流干燥出口料頭時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
    (5)由于氣流干燥出口落料器上下溫差大，所產(chǎn)生的冷凝水易造成干燥出口葉絲形成濕團(tuán)。
3、改進(jìn)措施
3.1滾筒式超級(jí)回潮機(jī)的改進(jìn)
    (1)在程序上增加熱風(fēng)控制器，在硬件上增加薄膜閥，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)溫度的自動(dòng)控制，且穩(wěn)定可調(diào)，從而保證葉絲出口溫度的穩(wěn)定。
  (2)在蒸汽管路上加裝疏水閥，以消除凝結(jié)水對(duì)霧化水的影響。
    (3)在水汽混合噴嘴上加裝“定向霧化”裝置，以提高葉絲的吸濕效果。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，增濕水霧化效果非常好，但霧化后的水顆粒較小，呈漂浮半球狀，并且很快被循環(huán)風(fēng)抽走，僅有少量的水分被葉絲吸收。為此，在加水噴嘴上安裝定向噴吹帽，使霧化后的水霧經(jīng)短暫存留后，通過(guò)6個(gè)孔定向噴吹到葉絲上，保證了葉絲的吸濕效果，達(dá)到了出口葉絲含水率均勻穩(wěn)定的目的。
(4)對(duì)于不同牌號(hào)的來(lái)料，在程序中設(shè)置不同的加水上限，以消除瞬間來(lái)料水分波動(dòng)處理反應(yīng)過(guò)激的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多次生產(chǎn)觀察發(fā)現(xiàn)，來(lái)料水分有瞬間沖高的現(xiàn)象，如果此時(shí)自動(dòng)跟蹤，會(huì)出現(xiàn)加水過(guò)量的問(wèn)題。為此，在來(lái)料水分有瞬間沖高時(shí)，采用設(shè)置加水上限的方法進(jìn)行“消峰”，有效穩(wěn)定了加水流量。
3.2葉絲高速氣流膨脹干燥烘干機(jī)的改進(jìn)
    (1)水分儀的合理定位：原設(shè)備水分儀的安裝位置在出口振槽上方，經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，此位置物料受振槽振蕩對(duì)水分儀的準(zhǔn)確測(cè)量造成了較大影響。為此，將水分儀檢測(cè)點(diǎn)移至振槽后的皮帶輸送機(jī)上，并重新進(jìn)行了調(diào)校。
    (2)蒸汽管路上加裝冷凝水排放裝置：在氣流干燥設(shè)備中，松散蒸汽和加濕蒸汽是直接和物料接觸的，由此產(chǎn)生的蒸汽冷凝水對(duì)來(lái)料含水率有較大影響。為此，在原有冷凝水排放管路的基礎(chǔ)上又增加了旁路系統(tǒng)，以增強(qiáng)疏水能力，保證蒸汽質(zhì)量的穩(wěn)定。
    (3)料頭及過(guò)程處理：經(jīng)過(guò)觀察分析發(fā)現(xiàn)，不同卷煙牌號(hào)的葉絲在相同的干燥條件下，出口葉絲含水率的曲線差別很大。因此，對(duì)不同卷煙牌號(hào)的葉絲選擇相應(yīng)的控制參數(shù)，是解決氣流干燥烘干機(jī)出口葉絲含水率不穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。經(jīng)試驗(yàn)和驗(yàn)證，確定了影響出口葉絲含水率的3個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：預(yù)熱模擬水流量、水分儀參與控制前排潮風(fēng)門開度、水分儀參與控制時(shí)的PID參數(shù)。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合理設(shè)置預(yù)熱模擬水流量可增加干燥烘干機(jī)內(nèi)濕度，減少干頭時(shí)間；合理設(shè)置水分儀參與控制前排潮風(fēng)門開度，可有效消除料頭水分上沖的現(xiàn)象；合理設(shè)置水分儀參與控制時(shí)的PID參數(shù)，可保證生產(chǎn)過(guò)程中葉絲含水率的穩(wěn)定。
    (4)在落料器下部加裝加熱裝置，以減少料頭濕葉絲團(tuán)的出現(xiàn)。在設(shè)備預(yù)熱時(shí)，熱風(fēng)通過(guò)落料器上方直接進(jìn)入循環(huán)，下部并未被加熱，造成落料器上下部存在一定的溫差。生產(chǎn)時(shí)當(dāng)高溫物料從上部落到下部時(shí)，較大的溫差會(huì)導(dǎo)致物料回潮，俗稱“出汗”，從而產(chǎn)生濕團(tuán)，這種現(xiàn)象在冬季尤為明顯。為解決這個(gè)問(wèn)題，在落料器下部加裝了一套加熱裝置，并通過(guò)程序，控制其在預(yù)熱時(shí)打開、正常生產(chǎn)時(shí)關(guān)閉，有效解決了料頭濕葉絲團(tuán)的產(chǎn)生問(wèn)題。
4、改進(jìn)前后效果對(duì)比分析
4.1改進(jìn)前后超級(jí)回潮出口葉絲含水率對(duì)比
  隨機(jī)抽取改進(jìn)前后的10批次物料，將超級(jí)回潮出口葉絲含水率指標(biāo)對(duì)比（見(jiàn)表1）。由表1可以看出，與改進(jìn)前相比，改進(jìn)后超級(jí)回潮出口物料含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差降低了0.21%．出口物料含水率Cpk值提高了0.81。根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，改進(jìn)后回潮出口物料含水率標(biāo)準(zhǔn)允差均控制在±0.5%范圍以內(nèi)。
4.2改進(jìn)前后氣流干燥出口葉絲含水率對(duì)比分析
    表2力改進(jìn)前后氣流干燥出口葉絲含水率指標(biāo)對(duì)比。由表2可以看出，改進(jìn)后氣流干燥出口葉絲含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值達(dá)到0.13%．較改進(jìn)前降低了0.12%，完全滿足《卷煙工藝規(guī)范》低于0.17%的要求;出口葉絲含水率Cpk值平均值達(dá)到1.26，較改進(jìn)前提高了0.77，且干燥出口料頭時(shí)間小于3min。由此說(shuō)明，干燥出口葉絲含水率達(dá)到了受控狀態(tài)，其中有部分批次的出口葉絲含水率Cpk值超過(guò)1.33，達(dá)到了過(guò)程控制能力充分的狀態(tài)。
5、結(jié)語(yǔ)
    (1)改進(jìn)后的回潮出口葉絲含水率及氣流干燥出口葉絲含水率的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了所制定的預(yù)期改進(jìn)目標(biāo)。
    (2)在對(duì)此類“回潮+干燥”工藝配置的技術(shù)改進(jìn)中，首先要解決回潮過(guò)程的問(wèn)題，使回潮效果達(dá)到下一工序干燥工藝要求且穩(wěn)定后，再進(jìn)行干燥工序的改進(jìn)和調(diào)整，這樣會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。