提高梗絲出絲率的研究

張冬芹　馬濤　邱清燁

摘 要：梗絲是卷煙配方中重要的組分，梗絲質(zhì)量直接影響卷煙的外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量和消耗。梗絲出絲率是衡量煙梗是否有效利用的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是影響煙葉消耗的一個(gè)重點(diǎn)方面。該文圍繞精益物耗控制對(duì)梗絲生產(chǎn)線的所有控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全線排查，對(duì)過(guò)程損耗控制進(jìn)行測(cè)評(píng)分析，針對(duì)影響梗絲出絲率進(jìn)行原因分析、制定措施、實(shí)施和驗(yàn)證，不斷改進(jìn)煙梗加工工藝參數(shù)和生產(chǎn)流程，最終達(dá)到提高梗絲出絲率的攻關(guān)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：卷煙工藝；梗絲；出絲率

中圖分類(lèi)號(hào) S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）17-0144-05

Abstract：Stem is an important component of cigarette formulation，and the quality of stem directly affects the appearance quality，sensory quality and consumption of cigarette. The rate of stem silk is an important index to measure the effective use of tobacco stems，and it is a key aspect of tobacco consumption. This article will focus on lean consumption control of stalk silk production line all the control node across the board investigation，and evaluation analysis of loss of control，in view of the influence of the rate of stem silk possible causes carries on the reason analysis，development，implementation and verification measures，to improve tobacco stem processing parameters and production process continuously，and ultimately to get the objectives of improving the rate of stem silk.

Key words：Cigarette technology；Stem；Silk Rate

在煙梗制造工藝流程中，梗絲處理段是洗梗后在預(yù)儲(chǔ)梗柜內(nèi)的煙梗經(jīng)蒸梗、儲(chǔ)存，再經(jīng)壓梗、切梗絲、加料，再進(jìn)入梗絲膨脹和干燥定型，最后由風(fēng)選設(shè)備篩選分離出合格的梗絲加香后進(jìn)入儲(chǔ)梗絲柜，最終加工成符合工藝要求的成品梗絲，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)由于機(jī)械加工作用，最終造成梗條、梗絲不同程度的損耗。梗絲生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

煙葉單箱消耗作為“優(yōu)秀卷煙工廠”的衡量指標(biāo)之一，是各卷煙工業(yè)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，梗絲出絲率作為影響單箱耗葉的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是由投入產(chǎn)出法計(jì)算得出，其公式為：梗絲出絲率（%）=風(fēng)選后梗絲重量/投煙后煙梗重量×100。因此，挖掘梗線物料損耗的突出環(huán)節(jié)、尋找工藝參數(shù)優(yōu)化的空間，有針對(duì)性地開(kāi)展項(xiàng)目攻關(guān)活動(dòng)，能夠在保證梗絲質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，確保降耗效果持續(xù)和穩(wěn)定，具有重要的意義[1]。

1 梗絲制造工藝流程影響出絲率主要原因分析

通過(guò)對(duì)XJ卷煙廠制絲車(chē)間進(jìn)行物耗測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)批次間出絲率不夠穩(wěn)定，極差達(dá)到4.4%，梗絲出絲率平均為88.6%，均值以上的批次占比只有52%，梗絲中碎梗較多以及梗絲的抗加工能力較弱，說(shuō)明該指標(biāo)距離行業(yè)的精益控制水平仍有一定的提升空間。為此，工廠成立專(zhuān)項(xiàng)課題攻關(guān)小組，通過(guò)合理的措施降低過(guò)程物耗，提高梗絲出絲率。根據(jù)影響梗絲出絲率的可能原因，項(xiàng)目組成員應(yīng)用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行了原因匯總，總結(jié)了以下12個(gè)末端因子，如圖2所示。

為有針對(duì)性地解決問(wèn)題，必須采用調(diào)查分析和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的方法來(lái)確認(rèn)各因素的影響程度。對(duì)此，針對(duì)分析出的12個(gè)末端原因來(lái)逐一確認(rèn)。（1）切絲機(jī)刀門(mén)壓力小：檢查了梗線1號(hào)切絲機(jī)刀門(mén)處切面平整情況，現(xiàn)行刀門(mén)壓力設(shè)定值為0.4Mpa，梗條有明顯蜂窩狀切面，說(shuō)明現(xiàn)行刀門(mén)壓力偏小。（2）切絲機(jī)刀輥轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定：檢查了梗線1號(hào)切絲機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的刀輥轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)穩(wěn)定情況下，1min采集一次實(shí)際轉(zhuǎn)速，通過(guò)跟蹤調(diào)查，切絲機(jī)刀輥轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，極差為3R/MIN，符合要求。（3）切梗絲厚度不達(dá)標(biāo)：檢測(cè)了梗線2號(hào)切絲機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的梗絲厚度達(dá)標(biāo)率，切絲厚度達(dá)標(biāo)率≥80%，符合要求。（4）壓梗機(jī)霧化水壓不合適：壓梗機(jī)霧化水主要作用是對(duì)壓輥表面進(jìn)行潤(rùn)滑，軟化壓輥表面附著物，方便梗條通過(guò)及壓輥?zhàn)詣?dòng)清潔。如果霧化水壓過(guò)大，梗條表面濕滑，容易造成切絲機(jī)銅排鏈內(nèi)積壓過(guò)程中打滑[2]。通過(guò)跟蹤檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)目前壓梗機(jī)霧化水壓偏大，梗條壓后的水分增加了1.09%，超過(guò)增加梗條水分≤1%的標(biāo)準(zhǔn)值。（5）壓梗機(jī)壓輥表面積垢：壓梗機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中，表面有配套刮板進(jìn)行積垢清潔，調(diào)查期間，刮板面平整，能夠充分與壓輥接觸，同時(shí)，車(chē)間有完善的《設(shè)備衛(wèi)生保養(yǎng)檢查記錄》，車(chē)間設(shè)備副主任每天組織相關(guān)人員進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)檢查，車(chē)間工藝質(zhì)量組也在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行主機(jī)設(shè)備清線檢查工作，設(shè)備衛(wèi)生保持良好。（6）壓梗機(jī)壓輥間隙不均勻：車(chē)間規(guī)定壓梗機(jī)壓輥間隙每周由片區(qū)修理工進(jìn)行檢查和維護(hù)，維修人員能夠認(rèn)真檢查保養(yǎng)，記錄完整。經(jīng)查閱2016年4月壓輥間隙檢查記錄，全部符合設(shè)備點(diǎn)檢要求。（7）梗條儲(chǔ)存時(shí)間不夠：通過(guò)中控?cái)?shù)采系統(tǒng)，抽查了6月份生產(chǎn)的12批次生產(chǎn)時(shí)間記錄，統(tǒng)計(jì)出各批次梗條儲(chǔ)存時(shí)間，各批次實(shí)際儲(chǔ)存時(shí)間均高于4h，達(dá)標(biāo)率為100%。（8）梗條二蒸后實(shí)際水分與控制水分偏差大：經(jīng)在線檢測(cè)和烘箱法檢測(cè)水分比對(duì)，單樣本T分析結(jié)果為梗條水分對(duì)梗絲出絲率有線性相關(guān)關(guān)系，梗條實(shí)際水分與梗絲出絲率呈正相關(guān)性，梗條在線控制水分與實(shí)際水分存在較大差異。（9）梗條三蒸工作蒸汽壓力設(shè)計(jì)值高：對(duì)梗條三蒸后的破損率進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，通過(guò)臨時(shí)調(diào)整工作蒸汽壓力，在0.6 Mpa、0.4 Mpa、0.2 Mpa各壓力下取壓梗后梗條，進(jìn)行破損率檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)行工作蒸汽壓力0.6 Mpa標(biāo)準(zhǔn)下，壓梗后的破損率達(dá)到4.8%，隨著蒸汽壓力的降低，梗條破損率會(huì)逐步下降。因此，梗條三蒸的工作蒸汽壓力設(shè)計(jì)值偏高。（10）梗絲干燥溫度達(dá)標(biāo)：從中控室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中調(diào)閱了6月15—6月20日的12批次某牌號(hào)的梗絲干燥溫度歷史數(shù)據(jù)，實(shí)際梗絲干燥溫度均控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，達(dá)標(biāo)率100%，梗絲干燥溫度符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。（11）梗絲風(fēng)選頻率設(shè)定值不合理：我們對(duì)不同梗絲風(fēng)選頻率下的含末率進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，梗絲含末率隨著風(fēng)選頻率的提高而增加，現(xiàn)行風(fēng)選頻率37HZ時(shí)，梗絲含末率平均達(dá)到3.1%，超出了標(biāo)準(zhǔn)要求。（12）切絲前梗條溫度不穩(wěn)定：為降低切梗絲前梗條溫度，切絲機(jī)前都有一臺(tái)固定風(fēng)機(jī)對(duì)振槽上的梗條進(jìn)行冷卻，如圖3所示，冷卻風(fēng)從下部向上吹，通過(guò)振槽底部的風(fēng)孔后與梗條進(jìn)行熱交換，但該設(shè)計(jì)本身有一定的缺陷，由于梗條壓梗后溫度高，表皮膠質(zhì)物容易堵塞通風(fēng)孔，造成對(duì)流不暢，隨著生產(chǎn)時(shí)間的推移，冷卻效果逐步下降，切前梗條溫度偏高，會(huì)造成梗條木質(zhì)韌性增強(qiáng)，切絲過(guò)程中容易牽引出梗簽。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)跟蹤了1批次梗條在切絲前溫度變化情況，最高溫度37.6℃，最低溫度35.2℃，溫度極差達(dá)到2.4℃，超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明切絲前梗條溫度不穩(wěn)定。

分析總結(jié)：通過(guò)理論分析論證、現(xiàn)場(chǎng)檢查、調(diào)查分析、數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)等方式，最終從12項(xiàng)末端因素中確定了6個(gè)要因“梗絲風(fēng)選頻率設(shè)定值高、切絲機(jī)刀門(mén)壓力小、梗條三蒸汽工作蒸汽壓力設(shè)計(jì)值高、壓梗機(jī)霧化水壓不合適、切絲前梗條溫度不穩(wěn)定、梗條二蒸后實(shí)際水分與控制水分偏差大”。

2 實(shí)施六大對(duì)策有效提升梗絲出絲率

經(jīng)原因分析確認(rèn)后，接下來(lái)，分別制定了相應(yīng)的對(duì)策來(lái)實(shí)施改進(jìn)，匯總起來(lái)如表1所示。

經(jīng)回歸分析，多項(xiàng)式回歸方程的P值小于0.05，說(shuō)明回歸方程可以接受?；貧w方程：梗絲含末率%=-0.978+0.0336頻率HZ，即：y=-0.978+0.0336X，將試驗(yàn)的風(fēng)選頻率帶入公式計(jì)算后，得出風(fēng)選頻率34HZ時(shí)，梗絲含末率最低，達(dá)到0.16%，達(dá)到了目標(biāo)≤2%的要求，說(shuō)明梗絲最佳風(fēng)選頻率為34HZ。

2.2 針對(duì)切絲機(jī)刀門(mén)壓力小的問(wèn)題 在同一批次，試驗(yàn)切絲機(jī)刀門(mén)壓力為0.4～0.6MPa3個(gè)水平下的梗簽剔除比例，每個(gè)水平下檢測(cè)20次，檢測(cè)數(shù)據(jù)后進(jìn)行單因子方差分析，結(jié)論是當(dāng)切絲機(jī)刀門(mén)壓力為0.5Mpa時(shí)，梗簽剔除比例最低，均值為1.44%，達(dá)到了目標(biāo)≤2%的要求，說(shuō)明切絲機(jī)最佳刀門(mén)壓力為0.5Mpa。

2.3 針對(duì)梗條三蒸汽工作蒸汽壓力設(shè)計(jì)值高的問(wèn)題 在同一批次，試驗(yàn)梗條三蒸工作蒸汽壓力為0.1MPa～0.4MPa 4個(gè)水平下的梗條破損率，經(jīng)單因子方差分析說(shuō)明當(dāng)梗條三蒸工作蒸汽壓力為0.2MPa時(shí)，梗條破損率最低，均值為2.46%，達(dá)到了目標(biāo)≤3%的要求，說(shuō)明梗條三蒸最佳工作蒸汽壓力為0.2MPa。

2.4 針對(duì)壓梗機(jī)霧化水壓不合適的問(wèn)題 在同一批次，試驗(yàn)霧化水壓力為0.04 MPa、0.045、0.05MPa3個(gè)水平下的梗條水分增加比例，經(jīng)單因子方差分析，當(dāng)壓梗機(jī)霧化水壓力為0.04MPa時(shí)，梗條增加水分比例最低，但該水壓下，梗條水分波動(dòng)較大，最終選擇霧化水壓力為0.045MPa，梗條水分增加比例為0.75%，達(dá)到了目標(biāo)≤1%的要求。

2.5 針對(duì)切絲前梗條溫度高的問(wèn)題 現(xiàn)場(chǎng)安裝的冷卻風(fēng)機(jī)選型如表2。

將風(fēng)機(jī)安裝在4207工位振動(dòng)槽前端，對(duì)風(fēng)機(jī)開(kāi)機(jī)前后統(tǒng)計(jì)梗條溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)并驗(yàn)證，經(jīng)數(shù)據(jù)正態(tài)性檢測(cè)及均值對(duì)比，測(cè)數(shù)據(jù)P值大于0.05，符合正態(tài)分布，從箱線圖上可知均值存在明顯差異。經(jīng)單樣本T分析，說(shuō)明溫度降低顯著，達(dá)到了大于2℃的目標(biāo)理想值。

2.6 針對(duì)梗條二蒸后水分批間差異大的問(wèn)題

2.6.1 制定能夠準(zhǔn)確控制水分的恒定加水方法

（1）恒定加水流量的計(jì)算方法。

（2）驗(yàn)證批間梗條水分差異。對(duì)定量加水后梗條目標(biāo)水分與實(shí)際水分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由數(shù)據(jù)正態(tài)性檢測(cè)與均值對(duì)比圖得出，檢測(cè)數(shù)據(jù)P值大于0.05，符合正態(tài)分布，從箱線圖上可知均值存在明顯差異。

（3）經(jīng)單樣本T分析。說(shuō)明目標(biāo)水分與實(shí)測(cè)水分均值吻合，證明了定量加水對(duì)梗條水分控制的準(zhǔn)確性。

2.6.2 設(shè)計(jì)新程序，實(shí)現(xiàn)內(nèi)控恒定加水的模式 第一步：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中加入了內(nèi)控加水量設(shè)定功能，該設(shè)定值隨牌號(hào)工單自動(dòng)帶入到HT三級(jí)畫(huà)面中；第二步：設(shè)備三級(jí)畫(huà)面中加入了加水量PID控制畫(huà)面，內(nèi)控加水流量自動(dòng)帶入；第三步：設(shè)備二級(jí)畫(huà)面中加入了加水量顯示，方便操作人員直接監(jiān)控；第四步：完成內(nèi)控加水電控程序的編寫(xiě)；第五步：加水精度驗(yàn)證，第二HT定量恒定加水控制程序使用后，通過(guò)采集某牌號(hào)梗皮帶秤累計(jì)量并計(jì)算出理論加水量，與實(shí)際加水量進(jìn)行了配對(duì)T的驗(yàn)證，進(jìn)行理論加水與實(shí)際加水量的正態(tài)性檢驗(yàn)和等方差檢驗(yàn)，加水量正態(tài)性檢驗(yàn)和等方差檢驗(yàn)P值均大于0.05，說(shuō)明數(shù)據(jù)符合正態(tài)分別并且方差相等，配對(duì)T檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明實(shí)際加水量準(zhǔn)確，滿足水分準(zhǔn)確性控制要求。

3 效果驗(yàn)證

3.1 效果分析 六大對(duì)策實(shí)施結(jié)束后，我們?cè)诠＞€全面運(yùn)行驗(yàn)證，采集各牌號(hào)梗絲出絲率數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，從圖5可以看出實(shí)施改進(jìn)后，梗絲平均出絲率為93.2%，實(shí)際梗絲出絲率有95%的概率落入92.9%～93.4%，證明效果較好。

通過(guò)經(jīng)濟(jì)效益分析，實(shí)施改進(jìn)后，在為期8個(gè)月的時(shí)間內(nèi)各牌號(hào)梗絲出絲率顯著提升，產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)收益為35.73萬(wàn)元。

3.2 產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè) 梗絲出絲率提高后，進(jìn)行了多次感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，以使用某牌號(hào)梗絲的卷煙為例，產(chǎn)品理化指標(biāo)中一氧化碳含量達(dá)到12.0±3.0mg；煙氣煙堿量達(dá)到：1.0±0.200mg；焦油含量達(dá)到：11.0±2.0mg。該牌號(hào)感官質(zhì)量綜合得分不低于86.0分。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從工藝水平、硬件條件和配套設(shè)施出發(fā)，通過(guò)大量的工藝試驗(yàn)分析論證，分析卷煙工業(yè)企業(yè)梗絲制造過(guò)程存在對(duì)梗絲出絲率的各種影響因素，找到了提高梗絲出絲率的解決措施，確立了制梗最優(yōu)化的參數(shù)指標(biāo)。梗絲出絲率平均達(dá)到93.2%，大大提高了梗絲出絲率，節(jié)約了35.73萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了在卷煙制造過(guò)程工藝技術(shù)上，以有效節(jié)約卷煙煙葉原料、降低生產(chǎn)成本、提高資源利用率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、減少卷煙有害物質(zhì)的目的，積極應(yīng)用參數(shù)優(yōu)化改進(jìn)煙梗生產(chǎn)工藝指標(biāo)和生產(chǎn)流程，提高煙梗利用率和利用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張長(zhǎng)青）