SH9型氣流式葉絲干燥膨脹系統設備是在吸收國外技術的基礎上，根據國內煙草行業實際開發的一種新型設備，目前已在行業內得到普遍應用。與滾筒式葉絲干燥比較而言，該設備在工藝過程控制能力上存在的突出問題為干燥出口物料含水率波動偏大、料頭料尾時間過長、濕煙絲團較多等問題，不符合工藝控制要求。通過對該工序干燥出口葉絲含水率過程控制能力指數Cpk的評價，大多數生產批（次）的Cpk值在0.67以下。為此，需要探討如何提高SH9型氣流式葉絲膨脹設備出口物料含水率Cpk值的方法。
1、設備原理及存在問題分析
1.1設備工作原理
   SH9型葉絲在線干燥系統主要由流量控制單元、滾筒式超級回潮機、葉絲高速氣流膨脹干燥烘干機、葉絲冷卻定型設備以及相應的輔聯設備等組成，系統工藝流程如圖1所示。葉絲高速膨脹干燥烘干機由工藝加熱裝置、進料裝置、松散器、膨脹干燥器、汽料分離器、熱風管道等組成。由葉絲超級回潮機加濕后的葉絲，經進料裝置進入松散器松散、加溫后，被熱風吹人膨脹干燥器進行膨脹干燥，然后經氣料分離器進行汽料分離，分離出的膨脹干燥后葉絲進入冷卻定型工序，分離出的過熱蒸汽經熱風管道輸送到工藝加熱裝置，加溫后循環使用。
2、存在問題及原因分析
2.1存在問題
    (1)滾筒式超級回潮機加水自動控制系統工作不正常，造成葉絲出口含水率及溫度不穩定，葉絲含水率標準偏差僅控制在0.4%左右，過程控制能力指數Cpk值控制在0.5左右（允差為±1.090）；
    (2)氣流干燥烘干機出口葉絲含水率不穩定，葉絲含水率標準偏差僅控制在0.25%左右，且經常出現水分沖高現象，過程控制能力指數Cpk值低于0.67（允差為±0.5%）；
    (3)燥出口料頭時間過長（一般超過5min）．且伴有一定量的濕煙絲團。
2.2原因分析
    (1)葉絲回潮機自動加水控制系統工作不正常，對瞬間來料含水率波動的處理反應過激，也是造成回潮出口葉絲含水率波動較大的原因之一。
    (2)葉絲回潮機工藝蒸汽凝結水的含量不均勻，引起葉絲實際加水量與理論加水量產生偏離，導致回潮機出口葉絲含水率實際值與設定值產生差異。
    (3)葉絲回潮機汽水混合噴嘴的霧化效果差，造成葉絲吸收水分不均勻，且極易形成濕葉絲團。
    (4)由于物料剛進入氣流干燥系統時，管道內部的溫濕度與正常生產時的溫濕度差別較大，造成干燥烘干機脫水能力過強，從而引起氣流干燥出口料頭時間過長的問題。
    (5)由于氣流干燥出口落料器上下溫差大，所產生的冷凝水易造成干燥出口葉絲形成濕團。
3、改進措施
3.1滾筒式超級回潮機的改進
    (1)在程序上增加熱風控制器，在硬件上增加薄膜閥，實現熱風溫度的自動控制，且穩定可調，從而保證葉絲出口溫度的穩定。
  (2)在蒸汽管路上加裝疏水閥，以消除凝結水對霧化水的影響。
    (3)在水汽混合噴嘴上加裝“定向霧化”裝置，以提高葉絲的吸濕效果。通過觀察發現，增濕水霧化效果非常好，但霧化后的水顆粒較小，呈漂浮半球狀，并且很快被循環風抽走，僅有少量的水分被葉絲吸收。為此，在加水噴嘴上安裝定向噴吹帽，使霧化后的水霧經短暫存留后，通過6個孔定向噴吹到葉絲上，保證了葉絲的吸濕效果，達到了出口葉絲含水率均勻穩定的目的。
(4)對于不同牌號的來料，在程序中設置不同的加水上限，以消除瞬間來料水分波動處理反應過激的問題。經過多次生產觀察發現，來料水分有瞬間沖高的現象，如果此時自動跟蹤，會出現加水過量的問題。為此，在來料水分有瞬間沖高時，采用設置加水上限的方法進行“消峰”，有效穩定了加水流量。
3.2葉絲高速氣流膨脹干燥烘干機的改進
    (1)水分儀的合理定位：原設備水分儀的安裝位置在出口振槽上方，經過觀察發現，此位置物料受振槽振蕩對水分儀的準確測量造成了較大影響。為此，將水分儀檢測點移至振槽后的皮帶輸送機上，并重新進行了調校。
    (2)蒸汽管路上加裝冷凝水排放裝置：在氣流干燥設備中，松散蒸汽和加濕蒸汽是直接和物料接觸的，由此產生的蒸汽冷凝水對來料含水率有較大影響。為此，在原有冷凝水排放管路的基礎上又增加了旁路系統，以增強疏水能力，保證蒸汽質量的穩定。
    (3)料頭及過程處理：經過觀察分析發現，不同卷煙牌號的葉絲在相同的干燥條件下，出口葉絲含水率的曲線差別很大。因此，對不同卷煙牌號的葉絲選擇相應的控制參數，是解決氣流干燥烘干機出口葉絲含水率不穩定的關鍵因素。經試驗和驗證，確定了影響出口葉絲含水率的3個關鍵參數：預熱模擬水流量、水分儀參與控制前排潮風門開度、水分儀參與控制時的PID參數。通過對比試驗發現，合理設置預熱模擬水流量可增加干燥烘干機內濕度，減少干頭時間；合理設置水分儀參與控制前排潮風門開度，可有效消除料頭水分上沖的現象；合理設置水分儀參與控制時的PID參數，可保證生產過程中葉絲含水率的穩定。
    (4)在落料器下部加裝加熱裝置，以減少料頭濕葉絲團的出現。在設備預熱時，熱風通過落料器上方直接進入循環，下部并未被加熱，造成落料器上下部存在一定的溫差。生產時當高溫物料從上部落到下部時，較大的溫差會導致物料回潮，俗稱“出汗”，從而產生濕團，這種現象在冬季尤為明顯。為解決這個問題，在落料器下部加裝了一套加熱裝置，并通過程序，控制其在預熱時打開、正常生產時關閉，有效解決了料頭濕葉絲團的產生問題。
4、改進前后效果對比分析
4.1改進前后超級回潮出口葉絲含水率對比
  隨機抽取改進前后的10批次物料，將超級回潮出口葉絲含水率指標對比（見表1）。由表1可以看出，與改進前相比，改進后超級回潮出口物料含水率標準偏差降低了0.21%．出口物料含水率Cpk值提高了0.81。根據所統計的數據，改進后回潮出口物料含水率標準允差均控制在±0.5%范圍以內。
4.2改進前后氣流干燥出口葉絲含水率對比分析
    表2力改進前后氣流干燥出口葉絲含水率指標對比。由表2可以看出，改進后氣流干燥出口葉絲含水率標準偏差平均值達到0.13%．較改進前降低了0.12%，完全滿足《卷煙工藝規范》低于0.17%的要求;出口葉絲含水率Cpk值平均值達到1.26，較改進前提高了0.77，且干燥出口料頭時間小于3min。由此說明，干燥出口葉絲含水率達到了受控狀態，其中有部分批次的出口葉絲含水率Cpk值超過1.33，達到了過程控制能力充分的狀態。
5、結語
    (1)改進后的回潮出口葉絲含水率及氣流干燥出口葉絲含水率的各項指標均達到了所制定的預期改進目標。
    (2)在對此類“回潮+干燥”工藝配置的技術改進中，首先要解決回潮過程的問題，使回潮效果達到下一工序干燥工藝要求且穩定后，再進行干燥工序的改進和調整，這樣會達到事半功倍的效果。