烘丝筒出口叶丝含水率预测模型研究

烘丝的最佳工艺参数难以确认,且叶丝含水率预测误差较大。为了在信息技术方面辅助提升烟草成品质量,研究基于极限学习机(ELM)的烘丝筒出口叶丝含水率预测模型。选取叶丝烘丝过程中松散回潮、预混柜、润叶加料等工艺阶段环境温度、湿度、加水比例等工艺参数。通过随机森林方法,将处理后有效数据中的各烘丝工艺参数以平均精准度逐渐减少顺序进行重新排序,筛选出对烘丝筒叶丝含水率预测作用较大的烘丝工艺参数。将筛选后的烘丝工艺参数作为ELM的输入数据,获取叶丝含水率预测结果。以含水率预测平均绝对误差最小为差分进化算法的适应度函数,优化ELM的隐含层神经元数量,提升烘丝筒出口叶丝含水率预测精度。试验结果表明,该模型可实现烘丝筒出口叶丝含水率预测,且预测误差小于0.3%,预测精度高。该研究有助于提升烟草质量。

基于组合迟滞调节PID的薄板烘丝控制系统设计与参数优化

为克服传统薄板烘丝控制方法存在的温度阶跃响应曲线超调量较大、控制能力差等问题,笔者提出了一种基于组合迟滞调节PID算法的控制系统设计以及参数优化方法。该方法基于生产过程中的多输入多输出时间序列数据,利用灰色模型对薄板烘丝机的状态变量进行预测;在此基础上,以预测模型所得到的系统状态变量作为输入,设计针对各工艺参数的迟滞调节PID控制器,并组合形成控制系统;同时,采用混沌生物地理学优化(chaotic biogeography-based optimization,CBBO)算法对各控制器的参数进行优化。实验结果表明:所述灰色模型在预测薄板烘丝机状态时准确性较高,且预测误差较小,将薄板烘丝机排潮风温度控制的上升时间降低至38 s,排潮风温度能迅速调节至设定温度附近,且控制过程中的超调幅度更小、稳定时间更短。该组合迟滞调节PID算法能够实现对薄板烘丝机快速、低超调、高效率的运行控制,具有一定的实用性。

微波烘丝前后烟丝中主要中性香味成分分析

为研究微波烘丝前后烟丝中主要中性香味成分的变化规律,在不同时间、不同微波输出功率条件下,对微波烘丝前后的烟样进行取样,采用同时蒸馏萃取法和毛细管气相色谱法,对烟样中的异佛尔酮、氧化异佛尔酮、茄酮等19种主要中性香味成分进行了分离、定性和定量。实验结果表明,随微波烘丝时间的延长,各类物质的总含量与对照相比呈降低趋势;当烘丝时间超过4min后,19种主要中性香味成分的含量都同时出现了回升现象,但仍低于对照;随微波输出功率的增加,6-甲基-5-庚烯-2-酮、异佛尔酮、氧化异佛尔酮、香叶基丙酮、β-紫罗兰酮等5种物质的含量变化不大,而茄酮、β-大马酮、β-二氢大马酮、巨豆三烯酮等4种物质的含量波动较大,总比各类物质的总含量均有所下降。

烟草烘丝过程的水分控制

讨论了烟草生产中烘丝过程的水分控制问题．根据烘丝过程各阶段不同的工艺要求，提出了包括有开关控制、跟踪控制及预测控制的分段变策略控制方案．针对烘丝过程的非线性、不确定性及存在大滞后的特点，提出了一种基于模糊模型的自校正预测控制算法，并且与前馈控制方法结合，应用于烘丝过程的送料稳定阶段．系统仿真证明的可行性．

烟叶烘丝过程的正交优化

在分析烟叶烘丝过程工作原理的基础上 ,阐述了该过程操作条件的正交优化设计及现场试验结果 .由正交优化试验和对比试验结果确定了影响烟丝填充值的主要因素和一组最优操作条件 .烘丝系统工作在此最优操作条件下 ,烟丝填充值提高了2 .5% ,经济效益显著 .正交优化设计对确定影响烟丝填充值的主要因素。

基于均匀设计分析滚筒烘丝工艺参数对叶丝质量的影响

为分析滚筒烘丝各工艺参数对烘后叶丝质量的影响,采用均匀设计法对HT蒸汽流量、筒壁温度、热风温度、排潮风门开度及筒体转速等参数对叶丝质量的影响进行了试验。结果表明:①滚筒转速仅对叶丝物理指标有显著影响;排潮风门开度和HT蒸汽流量同时影响叶丝物理指标和感官质量,且影响趋势相同;筒壁温度和热风温度对叶丝物理指标和感官质量均有显著影响,但影响趋势相反。②在试验范围内,各工艺参数的最优组合为:筒壁温度130℃、热风温度90℃、排潮风门开度59%、筒体电机频率24Hz、蒸汽流量240 kg/h,对应烟丝填充值、整丝率和感官质量得分分别比优化前提高了0.18 cm3/g,1.6%和1.8分,碎丝率降低了0.7%。

切丝宽度与烘丝方式对不同规格卷烟的影响

为研究切丝宽度、烘丝方式对不同规格卷烟烟支的物理质量、主流烟气常规指标和卷烟机台运行情况的影响规律,选取切丝宽度分别为0.8,0.9,1.0mm,烘丝方式分别为KLD滚筒干燥和HDT气流干燥的烟丝在中支、细支、短支卷烟规格上开展试验。对于同一规格的卷烟,烟支的圆周和重量保持不变。结果表明:①与滚筒烘丝相比,气流烘丝卷制的烟支吸阻升高,硬度增大,端部落丝减小;②与滚筒烘丝相比,气流烘丝卷制时的机台平整盘位置值增大,压实量减小;③随着切丝宽度的减小,烟支含末率升高,主流烟气中的CO量、焦油量、总粒相物、烟碱增加,中、细支卷烟空头率降低;④中、细支卷烟建议采用0.8,0.9mm较细的切丝宽度来解决烟支空头率较高的问题;⑤短支卷烟建议采用HDT气流烘丝的方式来解决端部落丝较大的问题。

不同烘丝方式对烟丝外加香料持留率的影响

[目的]了解不同烘丝方式对烟丝外加香料持留率的影响。[方法]将10种外加香料加入到烟丝中,分别经薄板烘丝与HXD烘丝后,进行同时蒸馏萃取,并用气相色谱仪与气质联用仪测定外加香料的持留率。[结果]薄板烘丝与HXD烘丝后的外加香料持留率相差不大,可能与所用香料沸点均在128℃以上有关。[结论]薄板烘丝后的外加香料持留率比HXD烘丝后的要高一些。

滚筒烘丝工艺参数优化研究

对滚筒烘丝工序进行优化,得到4个优化工艺参数因素,即滚筒转速选择11.5 r.min-1,热风风机转速选择400 r.min-1,热风温度选择100℃,排潮风门开度选择60%.优化后的卷烟产品感官质量明显提高,香气更为丰满,透发性变好,香气质有一定程度的提高,烟气更为细腻,杂气和刺激性都有不同程度的减轻.

基于PID控制的烟草烘丝机温度控制系统研究

在烟草加工过程中,烘丝环节直接影响烟草质量的好坏,而对温度的控制是烘丝环节的关键所在。该系统提出通过传感器采集烘丝机滚筒内部的温度信号,送入PID控制器运算比较,再通过PLC控制变频器对滚筒调速,能解决加热过程的迟滞效应,并可对温度进行稳定控制。

叶丝在增温增湿与滚筒烘丝工序中香味组分变化分析

该文研究了制丝线增温增湿和滚筒烘丝工序加工对叶丝香味组分的影响,采用溶剂超声萃取前处理结合GC-MS法测定叶丝的香味组分,并对SIROX增温增湿工序和滚筒烘丝工序前后叶丝香味组分的相对含量进行了分析,比较了工序前后、工序间香味组分的变化趋势。结果显示:①经SIROX增温增湿工序加工后,乙酸、苯甲醇等18种组分相对含量减少,糠醇、2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃-3-酮等6种组分相对含量增加;②经滚筒烘丝工序加工后,乙酸、麦芽酚等14种组分相对含量减少,糠醇、糠醛等6种组分相对含量增加;③经增温增湿及滚筒烘丝两工序后,乙酸、2,3-丁二醇等23种组分相对含量减少,糠醇、2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃-3-酮等4种组分相对含量增加;④两工序间的温度、湿度剧烈变化,使叶丝内部组分发生了美拉德反应、降解反应、挥发等,香味组分经两个工序后发生了一系列显著变化。该研究对提升卷烟产品质量、优化工艺参数、开发高质量产品具有重要意义。

烘丝过程中碳酸钾对烟草香味成分含量的影响

为探讨碳酸钾（K2CO3）对烟丝中挥发性、半挥发性香味成分含量的影响,采用实验室模拟烘丝,按烟丝质量0.5％,0.9％,1.3％,1.7％和2.1％的用量将K2CO3水溶液均匀施加于烟丝,平衡48 h后,于设定条件（温度110℃,风速1.57 m/s和转速12 r/min）下烘丝至含水率为12％～13％,再用甲基叔丁基醚萃取烟丝并进行GC/MS检测.结果表明：①K2CO3对烟丝的外观有显著影响,当施加比例超过烟丝质量的1.3％时,部分烟丝变黑;②加入K2CO3后,烟丝中酯类、酸类组分含量呈规律性降低趋势;醇类组分和巨豆三烯酮类组分含量增加.

烘丝过程中的组合积分控制器与双重控制研究

在烟草行业的烘丝过程中,烟丝的出口水分作为被控对象常常具有大滞后与强非线性的特性,且在工艺流程中通常存在干扰因素;当前,这一过程中大多仍采用传统PID控制器,存在响应稳态误差大、响应时间长等问题,进而影响烟丝的最终品质;针对这一情况,引入组合积分控制器替代传统PID控制器在烘丝过程中的作用;同时引入双重控制,并与组合积分控制器相结合;针对控制对象进行的仿真实验结果表明,这一新型控制策略在烘丝过程出口水分的控制效果上明显优于传统PID控制器,稳态误差较小且响应迅速,证明了组合积分控制器运用在双重控制系统中时具有优异的动态性能与鲁棒性;最后,这一新型双重控制算法已成功应用到烟草行业烘丝过程的水分控制上。

基于大数据DQN的烘丝料头预热温度在线调节与仿真模拟

卷烟制丝工艺流程中,保持烟丝含水率维持在一个稳定的范围是保证烟丝质量的一个重要因素。在调节烘丝机温度以保证烟丝水分达标时,烘丝筒壁温度根据挡车工经验值设定。对于不同的烟草来料情况,不同人员在烘前温度预热调整时往往会在生产阶段产生一定的偏差,而在烘后水分反馈调节时又会产生滞后性,造成产线上烟丝含水率不稳定的现象。为了解决烘丝过程中的诸多问题,以及工艺知识固化、少人化与质量一致化等一系列需求问题,实现工厂的一体化智能管控,提出了一种基于大数据的环境、应用深度强化学习算法模拟预测料头阶段筒壁温度设定值。根据大数据,构建了一个仿真模拟系统,并集成在烟厂MAS工业控制平台进行试车应用。模拟仿真和现场应用试验结果证明了强化方法的可行性,其能够替代人工在线控制并提高生产效率。

烟气水分、感官舒适性与烘丝工艺参数的关系研究

为了研究烘丝工艺参数对烟气水分的影响,对KLD滚筒烘丝机和HDT气流烘丝机的工艺参数进行了试验和评价.结果表明:1)干燥感、涩口感与烟气水分之间存在着极显著的正相关关系,刺激性与烟气水分之间存在着显著的正相关关系.2)经过KLD滚筒烘丝机处理的样品,其烟气水分大于HDT气流烘丝机的样品之烟气水分;KLD滚筒烘丝机的工艺参数中,烟气水分随着热风温度的增加而增加,随着蒸汽流量和热风风速的变化而发生明显变化,但不随着烘前水分的变化而发生明显变化;HDT气流烘丝机的工艺参数中,烟气水分随着烘前水分和排潮负压的增加而增加,随着蒸汽流量、风机转速的变化而发生明显变化.

烘丝过程烟丝含水率的MFA控制

烘丝过程中烟丝含水率的变化具有较强的非线性、不确定性和大滞后特性,同时存在干扰和噪声,运用常规的PID算法难以达到期望的控制效果。采用无模型自适应控制器(MFA)并结合渐进辨识(ASYM)方法对烘丝过程的烟丝含水率控制系统进行了改造,建立了前馈和含水率对象的数学模型,提高了模型的精度。利用MFA的自适应和抗滞后功能,减小了烟丝含水率的波动幅度,降低了“干头干尾”的数量,提高了卷烟生产质量。

烘丝控制模式的建立与实现

通过对烘丝过程的分析 ,针对现有烘丝控制系统的不足 ,提出了新的控制模式。正常工作时稳定进入烘丝筒内烟丝的脱水量以及烘丝筒的筒壁温度 ,从而稳定烘后烟丝的含水率。在热风管道上增加一个由电磁阀控制的低压蒸汽喷射装置 ,“模拟”正常烘丝过程中筒内的环境 ,以减少“干头”和“干尾”烟丝量。使用新的控制模式 ,提高了烘后烟丝含水率的稳定性 ,“干头”和“干尾”

Box-Behnken响应面法优化CTD气流烘丝工艺

采用单因素和Box-Behnken试验设计,响应面法优化CTD气流烘丝加工工艺。结果表明,以综合评分为响应值建立的二次多项式回归模型效果显著,拟合度较好(P<0.0001,R^(2)=0.9616)。偏最小二乘法回归预测烟丝品质最佳综合评分工艺参数为物料流量4400 kg/h,膨胀节工艺气温度150℃,膨胀节工艺气流量18600 m^(3)/h,含氧量2.0%,理论综合评分达93.17,该条件下烟丝品质综合评分达92.97,与模型预测值接近,表明以赋权法折算得到的综合评分为响应值建立的回归模型具有良好的预测能力。

优化滚筒烘丝机控制模式降低干头干尾量

针对HAUNI6500 kg/h KLD-2Z两段式滚筒烘丝机在生产过程中产生大量干头干尾烟丝的问题,对其运行状态和控制模式进行了分析,并对烘丝机现行两种加工模式(两区同温和前高后低)启动状态和收尾状态的控制模式进行了优化。优化后的运行结果表明,两段式滚筒烘丝机在两区同温控制模式下的平均干头干尾量下降43.46%;在筒壁温度前高后低控制模式下的平均干头干尾量下降41.47%。

回潮、加料和烘丝工序烟草生物碱的变化

为探索卷烟加工关键工序中烟草总生物碱和游离生物碱的变化规律、优化工艺参数、合理控制卷烟中烟草生物碱的含量、提高产品质量提供理论依据,采用毛细管气相色谱(GC)分离、氢火焰离子化检测(FID),分析研究了制丝工艺过程中松片回潮、润叶加料和烘丝前后3个关键工序烟草总生物碱和游离生物碱含量的变化情况。结果表明,烘丝工序对烟草总生物碱和游离生物碱的影响最为显著,润叶加料工序次之,松片回潮工序影响较小。经过这3个工序后,烟草总生物碱和游离生物碱的降低幅度分别超过15%和25%。