尹 旭，陈 清， 徐其敏，王际洲， 杨 凯，窦家宇，王苏红，马建勋

(1.华环国际烟草有限公司，安徽凤阳 233121；2.上海烟草集团有限责任公司技术中心，上海 200082)

基于高架库模式的打叶复烤均质化加工技术研究

尹 旭1，陈 清1， 徐其敏1，王际洲1， 杨 凯2，窦家宇1，王苏红1，马建勋1

(1.华环国际烟草有限公司，安徽凤阳 233121；2.上海烟草集团有限责任公司技术中心，上海 200082)

摘要[目的]研究不同的配方打叶过程成品片烟烟叶内在质量均匀性的变化规律，为利用高架库实现均质化配方打叶提供参考。[方法]选用福建产区多个产地等级的烟叶为试验原料，选择烟叶烟碱含量为参数，将50%原料作为试验组利用高架库自动控制功能实现均质化配方打叶，另外50%作为对照组，不做控制，通过标准偏差、变异系数分析评价2种方法片烟烟碱含量的波动情况。[结果]试验组利用高架库自动控制功能能够实现均质化配方打叶，使成品片烟烟碱含量的标准偏差和变异系数分别降至0.07%和2.53%；对照组利用高架库随机投料，成品片烟烟碱含量的标准偏差和变异系数分别降至0.10%和3.60%；试验组与对照组相比，成品片烟的标准偏差和变异系数分别降低了0.03和1.07个百分点。[结论]打叶复烤过程利用高架库自动控制功能可实现均质化配方打叶，提升成品片烟内在质量的均匀性。

关键词打叶复烤；高架库；均质化

打叶复烤作为卷烟生产链中重要的一环，片烟产品的均匀性、稳定性直接影响后续卷烟产品质量的均匀性和稳定性，相关研究较多[1-2]，其中关于片烟产品内在质量均匀性调控方面的研究主要集中在利用打叶投料环节的铺叶台以及打叶生产环节的储叶柜的混配功能实现调控的目的[3-6]，此过程需要较多的人员参与，自动化程度不高。高架库是货架高度超过7 m的机械化操作或自动化控制的货架库房，作为一种先进的物流装备，具有信息化、自动化、智能化的优点，相关研究应用较多[7-13]，而在均质化配方打叶中的应用研究较少。笔者主要探索了一种利用高架库自动控制功能实现均值化配方打叶的方法，为其在打叶复烤行业的应用提供参考。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1烟叶原料。采自福建省长汀县濯田的C2F、C2L烟叶，尤溪县城关的C2F烟叶，泰宁县朱口的C2F、C3F烟叶。

1.1.2主要设备。Antaris Ⅱ FT-NIR型实验室近红外光谱仪，赛默飞世尔科技，美国；Armor711在线近红外光谱仪，Carl Zeiss公司，德国；高架仓库，今天国际物流技术股份有限公司，深圳，占地5 000 m2，配置4台堆垛机，设计贮存挑选后烟叶45万kg。

1.2方法

1.2.1原料入库检验。烟叶原料按照等级每车(约15 000 kg/车)抽取一个综合样，去梗后在40 ℃烘箱中烘烤2 h后，使用带60目筛网的旋风磨磨制成粉末，再利用实验室近红外光谱仪检测烟碱含量(与标准方法[14]相比较检测模型偏差≤5%)。

1.2.2烟叶分选与在线检测。根据客户要求及配方需求在首先满足配方等级比例要求的前提下，按照原料烟碱检测值的大小在分级铺叶环节高低搭配投料。分选过程中利用在线近红外光谱仪检测分选后每架烟叶的烟碱含量(与标准方法[14]相比较检测模型偏差≤8%)，然后通过信息技术对每架烟叶进行标记并利用堆垛机进入高架库(每架烟叶都携带检测值、等级、产地信息等)。

1.2.3配方打叶。烟叶进入高架库以后，将入库原料的50%作为试验组利用高架库自动控制功能按照烟碱高低搭配的原则实现均质化配方打叶；另外50%作为对照，不做控制，随机出库投料打叶。

1.2.4成品检验与评价。成品片烟每50箱取一个综合样，使用带60目筛网的旋风磨磨制成粉末，再利用实验室近红外光谱仪检测烟碱含量，最后利用标准偏差和变异系数分析评价片烟成品的调控效果。

变异系数=[标准偏差/平均值]×100%

2结果与分析

2.1原料情况该生产批次烟叶原料共208车(约15 000 kg/车)，图1是各等级每车烟叶的烟碱抽检情况，波动较强，其中烟碱最大值是5.47%，最小值是1.44%，均值3.11%，标准偏差为0.79%，变异系数为25.10%。

图1　原烟入库每车抽检烟碱值波动情况Fig.1　Fluctuation of nicotine in sampling of raw tobacco storage every car

2.2分选后烟叶烟碱情况分选结束进入高架库的烟叶共计5 584架(350 kg/架)，根据在线近红外检测数据分析可知，其中烟碱最大值为4.42%，最小值为2.03%，平均值为2.95%，标准偏差为0.30%，变异系数为10.15%。

利用在线检测数据按照均质化出库投料方法和随机出库投料进行模拟发现，均质化方法出库的波动性明显要小于随机出库的。图2(a)是高架库按照均质化方法出库序列的烟碱均值折线图，图2(b)是按照随机出库序列的烟碱均值折线图。

为了进一步分析2种方式优劣，从表1中可知，对照组与试验组相比较，烟碱标准偏差由1.21%下降至1.15%，变异系数由7.03%下降至5.16%，试验组均质化控制效果更好。

2.3成品情况按照“1.2.4”方法对成品片烟进行抽检，图3(a)是试验组成品片烟烟碱波动情况，图3(b)为对照组成品片烟烟碱波动情况，可以大致看出试验组波动较小。

图2　不同投料方式的出库序列的烟碱均值折线图Fig.2　Different feeding methods of the output sequence of the nicotine average line chart

%

进一步分析(表2)，试验组利用高架库自动控制功能实施均质化配方打叶，使成品片烟烟碱含量的标准偏差和变异系数分别降至0.07%和2.53%；对照组利用高架库随机投料打叶，成品片烟烟碱含量的标准偏差和变异系数分别降至0.10%和3.60%。试验组与对照组相比，成品片烟的标准偏差和变异系数分别降低了0.03和1.07个百分点。

图3　成品片烟抽样烟碱值Fig.3　Nicotine of sampling finished tobacco

3结论

该试验选择烟碱为控制参数，通过在线近红外光谱仪实时检测分选后每架烟叶的烟碱值，然后利用高架库自动控制功能实现均质化配方打叶，提升片烟产品烟碱含量的均匀性，为高架库在均质化配方打叶中的应用提供了技术参考，但是该研究没有对高架库在多指标(如烟碱、总糖、总氮等多种组合模式)均质化配方打叶中的应用进行研究分析。高架库作为一种先进的物流装备，具有信息化、自动化、智能化的特点，在未来多指标的均质化配方打叶中其优势将逐渐发挥，应用前景广阔。

表2　成品片烟烟碱均匀性分析

参考文献

[1] 尹旭，徐其敏，陈清.打叶复烤均匀性加工技术研究进展[J].安徽农业科学，2013(16)：7307-7309.

[2] 何结望，李琳，吴风光，等.打叶复烤片烟质量均匀性评价方法的构建和实践[J].江西农业学报，2012(8)：43-46.

[3] 杨凯，陈清，徐其敏，等.打叶复烤配方均匀性控制模式研究[J].烟草科技，2012(12)：14-17.

[4] 肖明礼，陈越立，尹智华，等.烟叶配方打叶均匀性研究[J].现代食品科技，2011，27(6)：684-686.

[5] 杜阅光，崔登科，程小东，等.声光可调近红外光谱技术应用于打叶复烤片烟化学成分均质化生产控制[J].红外技术，2012，34(10)：614-618.

[6] 尹旭，徐其敏，陈清，等.带梗烟叶的在线近红外检测模型的建立与应用研究[J].江西农业学报，2016，28(1)：64-67.

[7] 李峰泉，张亚利.自动化立体仓库管理系统的设计与实现[J].现代电子技术，2007，30(16)：83-85.

[8] 白丰，徐伟华，刘桂秉，等.卷烟成品辅料自动化物流方案规划分析[J].烟草科技，2009(6)：19-22.

[9] 李昌权，房华，熊卫湘.卷烟工业企业自动化物流系统的优化设计[J].烟草科技，2009(12)：13-17.

[10] 徐仰高，李汉瑞.PROFIBUS-DP在烟草企业自动化物流系统中的应用[C]//中国烟草学会2004年学术年会论文集.武汉：中国烟草学会，2004：932-935.

[11] 杨建.工业以太网在自动化物流仓库控制系统中的应用[J].中国高新技术企业，2010(21)：76-78.

[12] 荣先奎，李果，许成，等.面向烟叶复烤企业的自动化立体仓库设计研究[J].微计算机信息，2012(10)：218-219.

[13] 王金明，王作武，王勇.成品箱烟高架立体仓库系统设计[J].现代制造技术与装备，2011(1)：1-2.

[14] 国家烟草专卖局.烟草及烟草制品 总植物碱的测定连续流动法：YC/T 160—2002[S].北京：中国标准出版社，2002.

Study on Homogenization Processing Technology of Threshing and Redrying Based on the Pattern of High Rack Storage

YIN Xu, CHEN Qing, XU Qi-min et al

(Huahuan International Tobacco Co. Ltd., Fengyang, Anhui 233121)

Abstract[Objective] The aim was to study variation law of tobacco leaf intrinsic quality uniformity in threshing process with different formula, which can provide referenece for realizing homogenization formula threshing by high rack storage. [Method] Selecting tobacco leaf from several places in Fujian Province as raw material, with nicotine content as parameters, through standard deviation and variation coefficient, fluctuation of nicotine content in test group and control group were analyzed. [Result] In test group, using high rack storage automatic control function to realize homogenization formula threshing, the standard deviation and variation coefficient of nicotine content was reduced to 0.07% and 2.53%; in control group, the standard deviation and variation coefficient was reduced to 0.10% and 3.60%; by comparison of standard deviation and variation coefficient in test group and control group, they were decreased 0.03 and 1.07 percentage points. [Conclusion] In threshing and redrying process, homogenization formula threshing can be realized by high rack storage automatic control function, and improve tobacco leaf intrinsic quality uniformity.

Key wordsThreshing and redrying; High rack storage; Homogeneity

基金项目安徽省烟草公司重点项目(20150624009)。

作者简介尹旭(1984- )，男，安徽亳州人，从事打叶复烤工艺研究。

收稿日期2016-03-28

中图分类号S 509.2

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)12-101-03