正交试验在梗丝整丝率参数优化中的应用

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摘 要：洗梗后含水率、润梗工作蒸汽压力及闪蒸蒸汽流量进行优化研究。并利用正交试验分析了各参数对梗丝整丝率的影响，确定了梗丝优化工艺参数。极差分析和方差分析表明，最佳工艺组合为：洗梗后含水率29%，润梗工作蒸汽压力0.10bar，闪蒸蒸汽流量为1100kg/h。参数优化验证结果显示：梗丝整丝率提高1.09%，梗丝整丝率得到明显提高。

关键词：正交试验；整丝率；参数优化

为提高四类通用梗丝的整丝率，采用正交试验的方法，对洗梗后含水率、润梗工作蒸汽压力和梗丝膨胀蒸汽流量等工艺参数和指标进行正交试验。通过对梗丝整丝率指标分析，结合生产验证结果，探索提高梗丝整丝率的最优工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

四类通用梗（陕西中烟有限责任公司宝鸡卷烟厂）

洗梗机（WQ822秦皇岛烟机厂）、刮板式润梗机（WQ57/58秦皇岛烟机厂）、闪蒸设备（SH85江苏智思）、烟丝振动分选筛（YQ-2郑州烟草研究院）。

1.2 方法

在不考虑交互作用的情况下，依据正交试验设计原则[1]，以洗梗后含水率、润梗工作蒸汽压力、闪蒸蒸汽流量为试验因素，各设3个水平，选用正交设计表L9（34）进行设计。生产稳定后，等时间间隔取样5次测试整丝率，取平均值对正交试验数据进行分析。

2 结果与分析

正交试验方案及试验测试的梗丝整丝率数据见表1。

表1 L9（34）正交试验方案及试验测试结果

2.1 对正交试验结果进行极差分析

对表1的正交试验结果进行极差分析，结果见表2。从表2可以看出，以整丝率为指标，洗梗后含水率的极差最大，表明洗梗后含水率对整丝率的影响最大。各因素对整丝率的影响程度依次为A（洗梗后含水率） 、B（润梗工作蒸汽压力）、C（闪蒸蒸汽流量），优化的参数为A3B2C3。

表2 正交试验极差分析

2.2 因素与指标趋势图

为了更直观地反映因素对试验指标的影响规律和趋势[2]，以因素水平为横坐标，指标为纵坐标，绘制因素与指标趋势图，见图1 。

因素与指标趋势图可以更直观的说明指标随因素水平的变化而变化的趋势，可为进一步试验时选择因素水平指明方向。

由图1 可见 ，随因素A、C 渐次提高 ，整丝率逐渐上升，而因素B中间值较为理想，因素趋势变化为进一步研究提供线索[3]。

2.3 方差分析

为验证梗丝整丝率在L9（34）正交试验条件下的极差分析结果，对其进行方差分析，结果见表3。从表3可知，洗梗含水率、润梗工作蒸汽压力对梗丝整丝率的影响达到了显著性水平（p

表3 正交试验结果的方差分析

2.4 验证实验

对参数优化后17个批次和优化前37个批次的检测数据进行对比，结果显示，参数优化后，梗丝的整丝率提高1.29%；与正交试验各组合结果相比，优化后的整丝率超过试验的测试结果，在其它指标满足要求下，梗丝整丝率得到有效提高。

3 结束语

（1）在试验范围内，洗梗后含水率、润梗工作蒸汽压力对梗丝的整丝率有显著影响，是主要因素。（2）在稳定其他参数的前提下，优化的参数为洗梗后含水率29.0%，润梗工作蒸汽压力0.10bar，闪蒸蒸汽流量1100kg/h。（3）对优化后参数的跟踪验证结果表明，梗丝整丝率提高明显，各指标的稳定性较优化前有所提升。

参考文献

[1]廖强，郑利锋，吴金凤.过程性能指数在烟梗预处理工艺参数优化中的应用[J].农产品加工，2006.

[2]林维宣.实验设计方法[M]大连：大连海事出版社，1995.

[3]黄颂，李枝端.Excel 在L9（34）正交试验数据处理改进中的应用[J].中国药房，2007.

作者简介：周献礼（1978-），男，河南，助理工程师，研究方向：卷烟工艺。