一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法，包括S100：分別采集梗絲干燥流化床每個區(qū)的溫度樣本分別為X1、X2和X3；S110：利用中心復(fù)合設(shè)計優(yōu)化流化床每個區(qū)的溫度分別對含水率和填充值響應(yīng)；S120：確定梗絲干燥流化床各個區(qū)的最佳溫度；S200：確定梗絲干燥流化床的每個區(qū)的最佳溫度后，分別采集梗絲干燥流化床的梗絲流量和殘梗量樣本分別為X4、X5；S210：分別建立梗絲流量、殘梗量與干燥流化床艙內(nèi)負壓擬合曲線，確定干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)值范圍；S220：對干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)據(jù)按照中位數(shù)或四分?jǐn)?shù)進行編碼化；S230：對步驟S220所得干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)據(jù)方差處理，確定干燥流化床艙內(nèi)最佳負壓值。
【專利說明】一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煙草加工領(lǐng)域，尤其涉及一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù) 調(diào)優(yōu)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 煙草行業(yè)烘梗絲工序是整個制梗絲流程的重點工序。FBD，F(xiàn)luid Bed Dryer，是用 于梗絲干燥膨脹的流化床，在控制上分為三個區(qū)：一區(qū)干燥區(qū)、二區(qū)定型區(qū)和三區(qū)物料傳送 區(qū)，每個區(qū)都有單獨的溫度。FBD的工藝任務(wù)就是將切后的梗絲快速干燥、定型，物料通過振 動傳送，并依靠空氣將熱量傳遞給梗絲，梗絲中的水分也是靠流化床內(nèi)的空氣帶走。
[0003] FBD三區(qū)溫度和艙內(nèi)負壓直接影響著成品梗絲的含水率與填充值，其中，梗絲的含 水率與填充值主要影響梗絲的柔軟性、可塑性和耐加工性，而且直接影響卷煙的燃吸品質(zhì) 和理化性能。如果梗絲含水率與填充值不理想，會直接影響成品煙絲品質(zhì)，以及吸阻、燃燒 性等理化指標(biāo)異常波動，從而影響消費者利益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu) 方法，優(yōu)化FBD的三個區(qū)的溫度和艙內(nèi)負壓參數(shù)，使流化床設(shè)備發(fā)揮最大的性能。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體方案：
[0006] -種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟SlOO :分別采集梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度作為影響因子，其 響應(yīng)分別為含水率Y1和填充值Y 2，每個區(qū)的溫度樣本分別為Xp X2和X3 ;
[0008] 步驟SllO :利用中心復(fù)合設(shè)計優(yōu)化流化床每個區(qū)的溫度分別對含水率和填充值 響應(yīng)；
[0009] 步驟S120 :當(dāng)滿足含水率、填充值以及整體合意性大于90%時的溫度值時，得到 梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)各個區(qū)的最佳溫度；
[0010] 步驟S200 :在梗絲干燥流化床的每個區(qū)的最佳溫度下，分別采集梗絲干燥流化床 的梗絲流量和殘梗量作為影響因子，樣本分別為X4、X 5，它們的響應(yīng)均為艙內(nèi)負壓Y3 ;
[0011] 步驟S210 :建立梗絲流量與干燥流化床艙內(nèi)負壓擬合曲線，以及殘梗量與干燥流 化床艙內(nèi)負壓擬合曲線，確定干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)值范圍；
[0012] 步驟S220 :對干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)據(jù)按照中位數(shù)或四分?jǐn)?shù)進行編碼化；
[0013] 步驟S230 :對步驟S220所得干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)據(jù)進行方差處理，根據(jù)干燥流 化床艙內(nèi)負壓對含水率和填充值的影響來確定干燥流化床艙內(nèi)最佳負壓值。
[0014] 所述步驟SlOO梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)三個區(qū)的溫度采集過程，具體包 括以下步驟：
[0015] 步驟SlOl :分別判斷一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度樣本值是否符合正態(tài)分布Xi? N(U，S2);若符合正態(tài)分布，則繼續(xù)；若不符合正態(tài)分布，則返回步驟SlOO ;其中，i = 1,2,3 ；
[0016] 步驟S102 :分別判斷每個區(qū)的溫度樣本值是否穩(wěn)定；若穩(wěn)定，則繼續(xù)；若不穩(wěn)定， 則返回步驟SlOO ;
[0017] 步驟S103 :對步驟S102所得的流化床的三個區(qū)的溫度按照中位數(shù)或四分?jǐn)?shù)進行 編碼化；
[0018] 步驟S104 :對步驟S103所得數(shù)據(jù)進行方差處理，分別判斷每個區(qū)的溫度是否對 梗絲含水率的影響和對填充值影響的顯著性；若對梗絲含水率的影響和對填充值影響不顯 著，則返回步驟SlOO ;若對梗絲含水率的影響和對填充值影響顯著，則繼續(xù)進入步驟S110。
[0019] 所述步驟SllO中利用中心復(fù)合設(shè)計優(yōu)化流化床每個區(qū)的溫度分別對含水率和填 充值響應(yīng)的具體過程為：
[0020] 首先，采用序貫試驗策略，利用中心復(fù)合設(shè)計的方法對步驟SlOO所獲得的流化床 三個區(qū)的溫度樣本值的因子數(shù)、水平數(shù)、中心點、立方點、星號點、仿行數(shù)、功效和效應(yīng)；其 中，當(dāng)樣本值的因子數(shù)、水平數(shù)、中心點、立方點、星號點、仿行數(shù)與設(shè)定值一致，功效大于 0. 8且效應(yīng)小于0. 2時，滿足設(shè)計分析要求；
[0021] 然后，對滿足設(shè)計分析要求的溫度數(shù)據(jù)分別對含水率和填充值進行方差處理，與 預(yù)設(shè)的含水率權(quán)重、填充值權(quán)重、均值重要度和標(biāo)準(zhǔn)差重要度進行對比分析處理。
[0022] 步驟SlOO中所述的"響應(yīng)"指輸入分別為梗絲干燥流化床一區(qū)溫度X1、二區(qū)溫度 X 2和三區(qū)的溫度X3變化時，則干燥流化床輸出的梗絲含水率Y1相應(yīng)變化；輸入分別為梗絲 干燥流化床一區(qū)溫度X 1、二區(qū)溫度X2和三區(qū)的溫度X3變化時，則干燥流化床輸出的填充值 Y 2相應(yīng)變化；它們之間有確切的關(guān)系式，可采用函數(shù)關(guān)系式或頻率響應(yīng)表示；步驟S200中 所述的"響應(yīng)"指輸入為梗絲流量X 4變化時，艙內(nèi)負壓Y3也隨著X4變化而變化；輸入為殘梗 量X 5變化時，艙內(nèi)負壓Y3也隨著殘梗量X5變化而變化；它們各自之間也有確切的關(guān)系式， 可采用函數(shù)關(guān)系式或頻率響應(yīng)表示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明的干燥流化床的每個區(qū)的溫度采樣樣本流程示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 如圖1所示，一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法，包括：
[0026] 首先進行梗絲干燥流化床的每個區(qū)的溫度優(yōu)化：
[0027] 步驟SlOO :分別采集梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度作為影響因子，其 響應(yīng)分別為含水率Y1和填充值Y 2，每個區(qū)的溫度樣本分別為Xp X2和X3 ;
[0028] 步驟SllO :利用中心復(fù)合設(shè)計優(yōu)化流化床每個區(qū)的溫度分別對含水率和填充值 響應(yīng)；
[0029] 步驟S120 :當(dāng)滿足含水率、填充值以及整體合意性大于90%時的溫度值時，得到 梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)各個區(qū)的最佳溫度。
[0030] 如圖2所示，所述步驟SlOO梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)三個區(qū)的溫度采集 過程，具體包括以下步驟：
[0031] 步驟SlOl :分別判斷一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度樣本值是否符合正態(tài)分布Xi? N(U，S2);若符合正態(tài)分布，則繼續(xù)；若不符合正態(tài)分布，則返回步驟SlOO ;其中，i = 1,2,3 ；
[0032] 步驟S102 :分別判斷每個區(qū)的溫度樣本值是否穩(wěn)定；若穩(wěn)定，則繼續(xù)；若不穩(wěn)定， 則返回步驟SlOO ;
[0033] 步驟S103 :對步驟S102所得的流化床的三個區(qū)的溫度按照中位數(shù)或四分?jǐn)?shù)進行 編碼化；
[0034] 步驟S104 :對步驟S103所得數(shù)據(jù)進行方差處理，分別判斷每個區(qū)的溫度是否對 梗絲含水率的影響和對填充值影響的顯著性；若對梗絲含水率的影響和對填充值影響不顯 著，則返回步驟SlOO ;若對梗絲含水率的影響和對填充值影響顯著，則繼續(xù)進入步驟S110。
[0035] 所述步驟SllO中利用中心復(fù)合設(shè)計優(yōu)化流化床每個區(qū)的溫度分別對含水率和填 充值響應(yīng)的具體過程為：
[0036] 首先，采用序貫試驗策略，利用中心復(fù)合設(shè)計的方法對步驟SlOO所獲得的流化床 三個區(qū)的溫度樣本值的因子數(shù)、水平數(shù)、中心點、立方點、星號點、仿行數(shù)、功效和效應(yīng)；其 中，當(dāng)樣本值的因子數(shù)、水平數(shù)、中心點、立方點、星號點、仿行數(shù)與設(shè)定值一致，功效大于 0. 8且效應(yīng)小于0. 2時，滿足設(shè)計分析要求；
[0037] 然后，對滿足設(shè)計分析要求的溫度數(shù)據(jù)分別對含水率和填充值進行方差處理，與 預(yù)設(shè)的含水率權(quán)重、填充值權(quán)重、均值重要度和標(biāo)準(zhǔn)差重要度進行對比分析處理。
[0038] 本實施例中采集的梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度以及它們符合的正態(tài) 分布，如表1所示。
[0039] 表1采集的梗絲干燥流化床每區(qū)溫度及其正態(tài)分布
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟S100 :分別采集梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度作為影響因子，其響應(yīng) 分別為含水率Yi和填充值Y2，每個區(qū)的溫度樣本分別為Xp X2和X3 ; 步驟S110 :利用中心復(fù)合設(shè)計優(yōu)化流化床每個區(qū)的溫度分別對含水率和填充值響應(yīng)； 步驟S120:當(dāng)滿足含水率、填充值以及整體合意性大于90%時的溫度值時，得到梗絲 干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)各個區(qū)的最佳溫度； 步驟S200 :確定梗絲干燥流化床的每個區(qū)的最佳溫度后，分別采集梗絲干燥流化床的 梗絲流量和殘梗量作為影響因子，樣本分別為X4、X5，它們的響應(yīng)均為艙內(nèi)負壓Y3 ; 步驟S210 :建立梗絲流量與干燥流化床艙內(nèi)負壓擬合曲線，以及殘梗量與干燥流化床 艙內(nèi)負壓擬合曲線，確定干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)值范圍； 步驟S220 :對干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)據(jù)按照中位數(shù)或四分?jǐn)?shù)進行編碼化； 步驟S230 :對步驟S220所得干燥流化床艙內(nèi)負壓數(shù)據(jù)進行方差處理，根據(jù)干燥流化床 艙內(nèi)負壓對含水率和填充值的影響來確定干燥流化床艙內(nèi)最佳負壓值。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法，其特征 在于，所述步驟S100梗絲干燥流化床一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)三個區(qū)的溫度采集過程，具體包括 以下步驟： 步驟S101 :分別判斷一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)的溫度樣本值是否符合正態(tài)分布\? N(U，S2);若符合正態(tài)分布，則繼續(xù)；若不符合正態(tài)分布，則返回步驟S100 ;其中，i = 1,2,3 ； 步驟S102 :分別判斷每個區(qū)的溫度樣本值是否穩(wěn)定；若穩(wěn)定，則繼續(xù)；若不穩(wěn)定，則返 回步驟S100 ; 步驟S103 :對步驟S102所得的流化床的三個區(qū)的溫度按照中位數(shù)或四分?jǐn)?shù)進行編碼 化； 步驟S104 :對步驟S103所得數(shù)據(jù)進行方差處理，分別判斷每個區(qū)的溫度是否對梗絲含 水率的影響和對填充值影響的顯著性；若對梗絲含水率的影響和對填充值影響不顯著，則 返回步驟S100 ;若對梗絲含水率的影響和對填充值影響顯著，則繼續(xù)進入步驟S110。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于質(zhì)量統(tǒng)計的梗絲干燥流化床的參數(shù)調(diào)優(yōu)方法，其特征 在于，所述步驟S110中利用中心復(fù)合設(shè)計優(yōu)化流化床每個區(qū)的溫度分別對含水率和填充 值響應(yīng)的具體過程為： 首先，采用序貫試驗策略，利用中心復(fù)合設(shè)計的方法對步驟S100所獲得的流化床三個 區(qū)的溫度樣本值的因子數(shù)、水平數(shù)、中心點、立方點、星號點、仿行數(shù)、功效和效應(yīng)；其中，當(dāng) 樣本值的因子數(shù)、水平數(shù)、中心點、立方點、星號點、仿行數(shù)與設(shè)定值一致，功效大于〇. 8且 效應(yīng)小于0. 2時，滿足設(shè)計分析要求； 然后，對滿足設(shè)計分析要求的溫度數(shù)據(jù)分別對含水率和填充值進行方差處理，與預(yù)設(shè) 的含水率權(quán)重、填充值權(quán)重、均值重要度和標(biāo)準(zhǔn)差重要度進行對比分析處理。
【文檔編號】G06F19/00GK104376229SQ201410738236
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】孟科峰, 程林峰, 高衛(wèi), 王進安, 段志勇, 段三青 申請人:山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司