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   SH9型氣流式葉絲干燥膨脹系統(tǒng)設(shè)備是在吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國內(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)備在工藝過程控制能力上存在的突出問題為干燥出口物料含水率波動偏大、料頭料尾時間過長、濕煙絲團(tuán)較多等問題，不符合工藝控制要求。通過對該工序干燥出口葉絲含水率過程控制能力指數(shù)Cpk的評價，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、存在問題及原因分析
2.1存在問題
    (1)滾筒式超級回潮機(jī)加水自動控制系統(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)燥出口料頭時間過長（一般超過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)自動加水控制系統(tǒng)工作不正常，對瞬間來料含水率波動的處理反應(yīng)過激，也是造成回潮出口葉絲含水率波動較大的原因之一。
    (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，管道內(nèi)部的溫濕度與正常生產(chǎn)時的溫濕度差別較大，造成干燥烘干機(jī)脫水能力過強(qiáng)，從而引起氣流干燥出口料頭時間過長的問題。
    (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6個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)對于不同牌號的來料，在程序中設(shè)置不同的加水上限，以消除瞬間來料水分波動處理反應(yīng)過激的問題。經(jīng)過多次生產(chǎn)觀察發(fā)現(xiàn)，來料水分有瞬間沖高的現(xiàn)象，如果此時自動跟蹤，會出現(xiàn)加水過量的問題。為此，在來料水分有瞬間沖高時，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)過觀察發(fā)現(xiàn)，此位置物料受振槽振蕩對水分儀的準(zhǔn)確測量造成了較大影響。為此，將水分儀檢測點(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)生的蒸汽冷凝水對來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)料頭及過程處理：經(jīng)過觀察分析發(fā)現(xiàn)，不同卷煙牌號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，對不同卷煙牌號的葉絲選擇相應(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、水分儀參與控制時的PID參數(shù)。通過對比試驗(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的PID參數(shù)，可保證生產(chǎn)過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，熱風(fēng)通過落料器上方直接進(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)時當(dāng)高溫物料從上部落到下部時，較大的溫差會導(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。為解決這個問題，在落料器下部加裝了一套加熱裝置，并通過程序，控制其在預(yù)熱時打開、正常生產(chǎn)時關(guān)閉，有效解決了料頭濕葉絲團(tuán)的產(chǎn)生問題。
4、改進(jìn)前后效果對比分析
4.1改進(jìn)前后超級回潮出口葉絲含水率對比
  隨機(jī)抽取改進(jìn)前后的10批次物料，將超級回潮出口葉絲含水率指標(biāo)對比（見表1）。由表1可以看出，與改進(jìn)前相比，改進(jìn)后超級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，且干燥出口料頭時間小于3min。由此說明，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1.33，達(dá)到了過程控制能力充分的狀態(tài)。
5、結(jié)語
    (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，首先要解決回潮過程的問題，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，這樣會達(dá)到事半功倍的效果。