柳 ，鄭利鋒，廖 強(qiáng)

（重慶中煙工業(yè)有限責(zé)任公司重慶卷煙廠，重慶 400061）

0 引言

梗絲風(fēng)選的工藝任務(wù)是分離梗絲中梗簽、梗塊及非煙草雜物，提高梗絲的純凈度[1]。提高制梗絲工藝中梗絲風(fēng)選風(fēng)送過程品質(zhì)，為下一步工序提供穩(wěn)定的原料，有助于整體制造水平的提高，有助于穩(wěn)定和提高卷煙產(chǎn)品感官品質(zhì)。徐永杰[2]對(duì)梗絲風(fēng)選除雜效果進(jìn)行了改進(jìn)研究和實(shí)踐；陳文明等人[3]對(duì)解決風(fēng)選后梗絲成團(tuán)的對(duì)策進(jìn)行了探討。目前的報(bào)道僅對(duì)梗絲風(fēng)選后梗絲的風(fēng)選效果進(jìn)行了正交試驗(yàn)綜合分析法研究，而對(duì)梗絲多項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)最優(yōu)條件的選擇報(bào)道相對(duì)較少。為此，試驗(yàn)選取了風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率和風(fēng)選風(fēng)門開度為主要工藝參數(shù)，批次梗絲含水率均值和標(biāo)偏為評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用DOE試驗(yàn)，針對(duì)多指標(biāo)評(píng)價(jià)，采用回歸分析和響應(yīng)優(yōu)化，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 材料、設(shè)備及儀器

22#梗絲，重慶中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供；梗絲振動(dòng)風(fēng)選機(jī)，江蘇智思機(jī)械制造有限公司產(chǎn)品；TM710e型在線水分儀，英國NDC公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率與風(fēng)選風(fēng)門開度為試驗(yàn)因素，進(jìn)行二因素四水平DOE全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

用MINITAB分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用響應(yīng)優(yōu)化和回歸分析對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化[4-5]。

表1 因素與水平設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2.1 含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差影響分析

DOE試驗(yàn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2，含水率標(biāo)偏，風(fēng)選風(fēng)門開度與風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的回歸程見表3，含水率標(biāo)偏，風(fēng)選風(fēng)門開度與風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率等值線圖見圖1。

表2 DOE試驗(yàn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 含水率標(biāo)偏，風(fēng)選風(fēng)門開度與風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的回歸方程

由表2試驗(yàn)結(jié)果，按照1.3方法分析得出，含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差方程（1）、方差分析結(jié)果和等值線圖。

由表3可知，擬定的回歸方程各因子p值均為0，小于0.05，說明風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率與風(fēng)選風(fēng)門開度對(duì)梗絲含水率標(biāo)偏的影響顯著，在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，隨著風(fēng)選風(fēng)機(jī)頻率與風(fēng)選風(fēng)門開度的減小，梗絲含水率標(biāo)偏降低，從等值線圖（圖1）可以更直觀地看出其影響趨勢。

圖1 含水率標(biāo)偏，風(fēng)選風(fēng)門開度與風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率等值線圖

2.2 含水率均值影響分析

含水率均值與分選風(fēng)門開度，風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的回歸方程見表4。

圖2 含水率均值與分選風(fēng)門開度，風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的等值線圖

表4 含水率均值與分選風(fēng)門開度，風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的回歸方程

由表2試驗(yàn)結(jié)果，按照1.3方法分析得出，含水率均值方程（2）、方差分析結(jié)果（表4） 和等值線圖（圖 2）。

含水率均值（Y1）=10.2-0.010 5X2+0.056 8X1.（2）

由表4可知，擬定的回歸方程中風(fēng)選風(fēng)機(jī)頻率的p值為0，小于0.05，說明風(fēng)選風(fēng)機(jī)頻率對(duì)梗絲含水率均值的影響顯著，并呈正相關(guān)；風(fēng)選風(fēng)門開度的p值為0.069，大于0.05，說明風(fēng)選風(fēng)門開度對(duì)梗絲含水率均值的影響不顯著，從等值線圖（圖2）可以更直觀地看出其影響趨勢。

進(jìn)一步按照1.3方法對(duì)梗絲含水率均值方程進(jìn)行改善，得到方程3、方差分析結(jié)果（表5）和線性回歸圖（圖3）。

含水率均值（Y1）=10.16+0.056 8X1.（3）

含水率均值與分選風(fēng)門開度，風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的回歸方程見表5，含水率均值與風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率擬合圖見圖3。

表5 含水率均值與分選風(fēng)門開度，風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的回歸方程

圖3 含水率均值與風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率擬合圖

由表5可知，回歸方程顯著有效，由圖3可知在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的提高含水率均值呈增加趨勢且線性相關(guān)。

2.3 相應(yīng)優(yōu)化

置信區(qū)間為95%的預(yù)測結(jié)果見表6，多響應(yīng)變量響應(yīng)優(yōu)化結(jié)果圖見圖4，多響應(yīng)重置等值線圖見圖5。

表6 置信區(qū)間為95%的預(yù)測結(jié)果

圖4 多響應(yīng)變量響應(yīng)優(yōu)化結(jié)果圖

圖5 多響應(yīng)重置等值線圖

利用1.3的方法進(jìn)行響應(yīng)優(yōu)化（圖4），并得到置信區(qū)間為95%的預(yù)測結(jié)果（表6），從圖4可知，風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率36 Hz，風(fēng)選風(fēng)門開度1格時(shí)，含水率均值達(dá)到期望的12.2%中心值，含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差最?。挥杀?列出的95%置信區(qū)間預(yù)測區(qū)間預(yù)測值，重置等值線得到多響應(yīng)重置等值線圖（圖5），由圖5并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際可知，風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率為35～37 Hz，風(fēng)選風(fēng)門開度為1～2格時(shí)，梗絲含水率均值和標(biāo)偏在可接受范圍之內(nèi)。

2.4 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證

選取風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率為35～37 Hz，風(fēng)選風(fēng)門開度為1～2格進(jìn)行了7個(gè)生產(chǎn)批次進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果見表7，通過驗(yàn)證結(jié)果分析滿足95%置信區(qū)間預(yù)測區(qū)間（表6），說明最優(yōu)值的設(shè)置是合理的。

優(yōu)化驗(yàn)證含水率均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)見表7。

表7 優(yōu)化驗(yàn)證含水率均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)/%

3 結(jié)論

（1）通過DOE全因子試驗(yàn)分析研究了風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率、風(fēng)選風(fēng)門開度對(duì)梗絲含水率均值和含水率標(biāo)偏的影響，結(jié)果表明，梗絲風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率對(duì)批次梗絲含水率均值和標(biāo)偏均影響顯著；風(fēng)送風(fēng)門開度對(duì)批次梗絲含水率標(biāo)偏影響顯著而對(duì)均值影響不顯著。

（2）在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著風(fēng)選風(fēng)機(jī)頻率與風(fēng)選風(fēng)門開度的減小，梗絲含水率標(biāo)偏降低且相關(guān)性顯著；隨著風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率的提高，梗絲含水率均值呈增加趨勢且呈線性相關(guān)。

（3）針對(duì)梗絲含水率均值和標(biāo)偏多指標(biāo)評(píng)價(jià)優(yōu)化得到的參數(shù)為風(fēng)送風(fēng)機(jī)頻率36 Hz，風(fēng)選風(fēng)門開度1格，驗(yàn)證結(jié)果說明，采用DOE全因子試驗(yàn)并利用相應(yīng)優(yōu)化解決工藝參數(shù)優(yōu)化中多指標(biāo)評(píng)價(jià)問題是可行的。