[发明专利]一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟草加工领域，尤其涉及一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法。

背景技术

烟草行业烘梗丝工序是整个制梗丝流程的重点工序。FBD，Fluid Bed Dryer，是用于梗丝干燥膨胀的流化床，在控制上分为三个区：一区干燥区、二区定型区和三区物料传送区，每个区都有单独的温度。FBD的工艺任务就是将切后的梗丝快速干燥、定型，物料通过振动传送，并依靠空气将热量传递给梗丝，梗丝中的水分也是靠流化床内的空气带走。

FBD三区温度和舱内负压直接影响着成品梗丝的含水率与填充值，其中，梗丝的含水率与填充值主要影响梗丝的柔软性、可塑性和耐加工性，而且直接影响卷烟的燃吸品质和理化性能。如果梗丝含水率与填充值不理想，会直接影响成品烟丝品质，以及吸阻、燃烧性等理化指标异常波动，从而影响消费者利益。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，优化FBD的三个区的温度和舱内负压参数，使流化床设备发挥最大的性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下具体方案：

一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，包括以下步骤：

步骤S100：分别采集梗丝干燥流化床一区、二区和三区的温度作为影响因子，其响应分别为含水率Y₁和填充值Y₂，每个区的温度样本分别为X₁、X₂和X₃；

步骤S110：利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填充值响应；

步骤S120：当满足含水率、填充值以及整体合意性大于90％时的温度值时，得到梗丝干燥流化床一区、二区和三区各个区的最佳温度；

步骤S200：在梗丝干燥流化床的每个区的最佳温度下，分别采集梗丝干燥流化床的梗丝流量和残梗量作为影响因子，样本分别为X₄、X₅，它们的响应均为舱内负压Y₃；

步骤S210：建立梗丝流量与干燥流化床舱内负压拟合曲线，以及残梗量与干燥流化床舱内负压拟合曲线，确定干燥流化床舱内负压数值范围；

步骤S220：对干燥流化床舱内负压数据按照中位数或四分数进行编码化；

步骤S230：对步骤S220所得干燥流化床舱内负压数据进行方差处理，根据干燥流化床舱内负压对含水率和填充值的影响来确定干燥流化床舱内最佳负压值。

所述步骤S100梗丝干燥流化床一区、二区和三区三个区的温度采集过程，具体包括以下步骤：

步骤S101：分别判断一区、二区和三区的温度样本值是否符合正态分布X_i～N(μ,δ²)；若符合正态分布，则继续；若不符合正态分布，则返回步骤S100；其中，i＝1,2,3；

步骤S102：分别判断每个区的温度样本值是否稳定；若稳定，则继续；若不稳定，则返回步骤S100；

步骤S103：对步骤S102所得的流化床的三个区的温度按照中位数或四分数进行编码化；

步骤S104：对步骤S103所得数据进行方差处理，分别判断每个区的温度是否对梗丝含水率的影响和对填充值影响的显著性；若对梗丝含水率的影响和对填充值影响不显著，则返回步骤S100；若对梗丝含水率的影响和对填充值影响显著，则继续进入步骤S110。

所述步骤S110中利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填充值响应的具体过程为：

首先，采用序贯试验策略，利用中心复合设计的方法对步骤S100所获得的流化床三个区的温度样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数、功效和效应；其中，当样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数与设定值一致，功效大于0.8且效应小于0.2时，满足设计分析要求；

然后，对满足设计分析要求的温度数据分别对含水率和填充值进行方差处理，与预设的含水率权重、填充值权重、均值重要度和标准差重要度进行对比分析处理。