（机械工程专业论文）南烟制丝线分组加工技术研究.pdf

摘要 摘要 运用特色加工工艺实现产品质量、成本、效益最优化是企业追求的目标， 是企业提高竞争力的有效途径。当企业为适应行业发展的要求，需要运用特色 加工工艺实现提质降耗目标时，可以使用的方法有很多。分组加工技术的运用， 在一定程度上可以帮助卷烟企业找到实现特色加工工艺的有效途径，从而更有 效实现企业目标。 本论文以江西中烟工业公司南昌卷烟厂制丝车间h x d 气流式叶丝在线高速 膨胀干燥工艺技改项目为案例，以案例的形式分析了南昌卷烟厂结合本厂实际， 在现有制丝生产线的基础上，成功利用此项目实现分组加工特色工艺的全过程。 本文针对该企业实施分组加工特色工艺面临的问题，通过对现有工艺流程及设 备运转状况的研究分析，并且结合价值工程理论的有关知识，找到了实施特色 工艺的最佳途径，并决定实施此技改项目。 为实现分组加工，本论文进行了叶丝高速膨胀干燥设备选型设计、分组加 工模块设计、工艺设备布局设计及智能化烟丝存储柜的设计等。 本论文在项目实施后，分别从工艺、技术、经济及社会效益方面进行评价。 南昌卷烟厂制丝车间通过h x d 气流式叶丝在线高速膨胀干燥工艺改造，实现 了分组加工特色工艺，提高了产品质量，降低了产品成本，取得了巨大的经济 效益和社会效益。本文以南昌卷烟厂为案例，深入剖析企业实施特色工艺的方 法，详细介绍分组加工技术改造项目及其评价方法，希望能为国内众多烟草企 业在传统制丝线基础上实施分组加工提供参考和借鉴。 关键词：特色工艺、分组加工、h x d 气流式叶丝膨胀线、价值工程 a b s t r a c t a b s t r a c t t h eu s eo fp r o d u c tc h a r a c t e r i s t i c sa n dp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yt oa c h i e v eq u a l i t y a n dc o s te f f e c t i v e n e s si st h ep u r s u i to fo p t i m i z a t i o n o b j e c t i v e s t o i m p r o v e c o m p e t i t i v e n e s si na ne f r e c t i v ew a y w h e na ne n t e r p r i s ea d a p t st ot h er e q u i r e m e n t so f a ni n d u s t r i e sd e v e l o p m e n t ，i tn e e d st ou s ec h a r a c t e r i s t i c so fq u a l i t ya n dp r o c e s s i n g t e c h n o l o g yt oa c h i e v ee n e r g yg o a l s t h eu s eo fp a c k e tp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y , t os o m e e x t e n t ，c a l lh e l pc i g a r e t t ec o m p a n i e sa c h i e v et h ec h a r a c t e r i s t i c sf o u n da saw a yt o p r o c e s sm o r ee f f e c t i v e l yt oa c h i e v eb u s i n e s sg o a l s i nt h i sp a p e r , t h et o b a c c oi n d u s t r yi nt h ec o m p a n yo fj i a n g x i ，n a n c h a n g c i g a r e t t ef a c t o r yw o r k s h o ps i l kl e a v e sh x d l i n ea i r - d r y i n gp r o c e s st h ef a s t - g r o w i n g t e c h n i c a lt r a n s f o r m a t i o np r o j e c ta sac a s et oc a s et h ef o r mo fa na n a l y s i so f n a n c h a n g c i g a r e t t ef a c t o r yc o m b i n e st h ea c t u a lf a c t o r y , s i l ki nt h ee x i s t i n gp r o d u c t i o nl i n e b a s e do nt h es u c c e s s f u lr e a l i z a t i o no ft h i s p r o j e c tt h eu s eo fs u b - p r o c e s s i n g c h a r a c t e r i s t i c so ft h ew h o l ep r o c e s so ft e c h n o l o g y i nt h i sp a p e r , t h ec h a r a c t e r i s t i c so f e n t e r p r i s et e c h n o l o g yd i v i s i o nu n c o v e r e dp r o c e s s i n gp r o b l e m s ，t h r o u g ht h eo p e r a t i o n o ft h ee x i s t i n gs i t u a t i o no fp r o c e s sa n de q u i p m e n tr e s e a r c ha n da n a l y s i s ，c o m b i n e d 晰t l lv a l u ee n g i n e e r i n ga n dt h e t h e o r yo fk n o w l e d g e ，t h ei m p l e m e n t a t i o no f c h a r a c t e r i s t i c sf o u n dt h eb e s tw a yt op r o c e s sa n dd e c i d e dt o i m p l e m e n tt h e t e c h n o l o g i c a lt r a n s f o r m a t i o np r o j e c t s i no r d e rt or e a l i z et h ep a c k e tp r o c e s s i n g ，t h i sp a p e rh a sp r e s e n t e dt h ed e s i g n so n t h el e a fc u th i g hs p e e de x p a n s i o nd r y i n ge q u i p m e n ts e l e c t i o n ，t h ep a c k e tp r o c e s s i n g m o d u l e ，t h ep r o c e s su n i td i s p l a ya n dt h ei n t e l l e c t u a l i z e ds h r e d d e dt o b a c c os i l o s ，a n d s 00 n i nt h i sp a p e r , a f t e rt h ep r o j e c tw a sc a r r i e do u ta n di m p l e m e n t e d ，a na n a l y s i so f t h et e c h n i c a l ，t e c h n o l o g i c a l ，e c o n o m i ca n ds o c i a le v a l u a t i o nw e r ed o n e n a n c h a n gc i g a r e t t ef a c t o r yw o r k s h o pu s e ds i l k l e a ft h r o u g ht h ea i r - h x d w i r e - l i n ef o rt r a n s f o r m a t i o no ft h ef a s t g r o w i n gd r y i n g p r o c e s st oa c h i e v et h e s u b p r o c e s s i n g ，i m p r o v e dp r o d u c tq u a l i t y , a n dr e d u c ep r o d u c tc o s t s t h i sh a sm a d e l i t r e m e n d o u se c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s t h i sp a p e rm a k e sa p o s i t i v es t a t 锄e n tf o r t h ec a s e n a n c h a n gc i g a r e t t ef a c t o r yu s e di n - d e p t ha n a l y s i so f e n t e r p r i s et e c h n o i o g y t oi m p l e m e n tt h em e t h o dc h a r a c t e r i s t i c s ，d e t a i l so fp a c k e t p r o c e s s i n gt e c h n 0 1 0 9 y p r o j e c t ( s ) a n di t se v a l u a t i o nm e t h o d t h i si n - d e p t ha n a l y s i sc a nb eu s e dt op r o v i d e r e f e r e n c ei m p l e m e n t a t i o no fp a c k e tp r o c e s s i n gf o rd o m e s t i ct o b a c c ob u s i n e s s e sb a u s e d i nt h et r a d i t i o n a ls y s t e m k e yw o r d s ：f e a t u r et e c h n o l o g y ，p a c k e tp r o c e s s i n g ，h x ds i l kl e a fe x p a n s i o no f a i r - l i n e ，v a l u ee n g i n e e f i n g i i i 学位论文原创性声明 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立研究所取得的成果。 除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经 发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均在文中 予以标明。本人承担本声明的法律后果。 学位论文作者签名( 手写) ： 签字蹶1 月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名( 手写) ： 签字醐：1 钳堋，7 日 导师签名( 手写) 赞聃一q 夕b 第一章绪论 第一章绪论 1 1 分组加工技术的产生与发展 1 1 1 产生的背景 中国成功入世，标志着国内企业已经置身于全球性的竞争激烈的大市场之 中，为迎接国际烟草垄断化、集中化带来的挑战和压力，中国烟草大规模、高 频次的关停和兼并重组近几年来轰轰烈烈的开展。经过一轮又一轮的风雨洗礼， 卷烟工业企业数量得到了迅速减少，企业的规模越来越大，卷烟工业企业已从 2 0 0 0 年的1 8 6 家变身为目前的3 1 家，其中年产量超过百万大箱的达1 6 家，卷烟牌 号已由1 0 0 0 多个精简至u 1 7 3 个，年销量超过百万大箱的品牌已达1 3 个。 与此同时，随着我国加入t w o 和签署烟草控制框架公约，中国烟草面临 着严峻的社会压力和竞争压力，吸烟与健康的问题越来越受到社会关注，烟草 的发展受到越来越严格的限制。面对新形式、新情况，为实现烟草行业持续、 稳定、健康发展，2 0 0 3 年，我国制定并颁布了中国卷烟科技发展纲要，提 出要大力发展“中式卷烟”，积极开拓国内外市场，不断提高卷烟产品市场竞 争力。 为了使国内烟草能在国际市场下赢得一席生存之地和一定的发展空间，国 家烟草专卖局于2 0 0 2 年1 月正式提出了“中式卷烟 ，使中式卷烟成为中国卷烟 技术革命和发展的重心，明确要求研发“中式卷烟 必须遵循三项原则：低焦 油、低危害、高香气，体现出了卷烟产品既要满足消费者的基本需求，又要对 消费者的健康高度负责。 现在全球烟草市场上的主流卷烟产品按口味风格来分，可分为美式卷烟、 英式卷烟、日式卷烟等。在整个世界主流卷烟市场能为大众所接受的卷烟类型 主要就是英、美、日式卷烟和我国现行的中式卷烟，其中美、日式卷烟以混合 型为主，中式卷烟以烤烟型为主。 近年来，为实现特色工艺技术，烟草行业在不断进行着“分组加工 工艺 的尝试。在通过一系列试验性研究与论证后，逐渐将“分组加工 特色工艺转 第一章绪论 化为实际。 1 1 2 发展与运用 分组加工特色工艺，其作用是最大限度地保留烟叶原有的优良品性，最大 限度消除烟叶本身的不良和有害成份，充分发挥烟叶的使用价值。 目前制丝生产线分组加工特色工艺主要为片烟段的叶片分组加工、制叶丝 段的叶丝分组加工和掺配段的叶丝混配等乜1 。 1 ) 、叶片的分组加工 主要是对叶片实施分组加料，通过分组加料，使烟叶中糖、树脂、烟碱等 成分具有相适应性。 2 ) 、叶丝的分组加工 对制出的叶丝采用两种不同的干燥工艺( h x d 和薄板烘丝) 进行处理，获得 理想的加工质量，这是实现分组加工的一种重要方法。 3 ) 、叶丝的混配 按照配方比例对梗丝、残烟丝、薄片丝、膨胀烟丝等进行掺配，以保持卷 烟产品的吸味风格和质量稳定。 目前分组加工技术得到广泛运用，形成了以下模式： 模式一：运用企业淮阴卷烟厂 该模式首先确定叶组配方模块，利用气流干燥工艺的优点，将气流干燥烟 丝代替膨胀烟丝或作为配方使用，并进行连续性生产，保证了叶组配方模块加 工质量的稳定性。 模式二：运用企业长沙卷烟厂 该模式是将原料特性一致的烟叶作为一个等级，二次加料后分四个模块。 然后对四个模块分别进行叶丝不同干燥处理后形成一个品牌的叶丝配方，最后 进行掺配及加香。该模式具有柔性化生产较强的特点。 模式三：运用企业玉溪卷烟厂 该模式分组模块数量较多，设4 3 0 个模块，一次加料设在松散润叶工序， 二次加料在切丝后进行；加料后烟丝分组贮丝、混丝、干燥和加香，最后形成 产品烟丝。该模式的特点是分组加料。 模式四：运用企业红河卷烟厂 2 第一章绪论 该模式叶丝干燥采用分别气流式和薄板式烘丝式，把各种标准化模块叶丝 和3 种填充烟丝按比例形成各种产品烟丝。 1 2 课题来源、意义及研究内容 1 2 1 课题来源、意义 近几年南昌卷烟厂得到加快发展，年产规模6 0 万箱，企业效益蒸蒸日上， 但这种发展仍属于渐进的量变过程。其“弱小”的地位没有根本性变化。南昌 卷烟厂未来的发展会遇到各种挑战，面临着各种考验。当前，我国经济形势正 发生着深刻变化，其影响在行业开始显现并不断加深，已呈现卷烟销量、一类 烟销量、税利总额增速明显下降的趋势。在新形势下，各卷烟生产企业原有的 发展规划必将受到影响，产生变化。但对追赶者南昌卷烟厂而言，就是难得的 超越机遇。尽管跨省联合重组的加快推进以及“2 0 + 1 0 ”重点品牌考核目录的推 出，给相对弱小的南烟带来了更加严峻的挑战。但国家烟草专卖局一直鼓励“异 军突起 、“后来居上 ，并提出要把卷烟减害降焦提到更加突出的位置，大 力推进减害降焦工作。这给以“金圣”为代表的“低焦低害”卷烟带来难得的 发展契机，也是南昌卷烟厂化危机为生机，实现弯道超越的最好时机。因此， 南昌卷烟厂坚定把“金圣”品牌培育成中式特色卷烟领跑品牌不动摇，突出风 格特色，以特色制胜，以品类立身，努力实现“金圣 品牌由区域性品牌向全 国性品牌的跨越。基于上述考虑，南昌卷烟厂决定在现有制丝线上实施分组加 工，从而迈出提升产品质量的第一步。 南昌卷烟厂通过对现有工艺设备现状的科学分析，找到实现特色工艺的有 效途径，并在2 0 0 8 年底进行了分组加工工艺技术改造。 本人对南烟制丝线分组加工技术进行研究，希望通过该技术的运用研究， 可以为国内众多烟草企业在传统制丝线基础上实施分组加工提供参考和借鉴。 1 2 2 研究内容 本课题研究的内容共有五个部分： 第一部分分析分组加工技术的发展与运用，确立论文研究方法及实施方案。 3 第一章绪论 第二部分对分组加工的干燥模式和工艺设备模式进行研究，为分组加工技 术改造提供技术支持。 第三部分对南烟制丝生产线的工艺流程及设备配置作了详细论述，通过对 比分析，确定分组加工模式。 第四部分对分组j n - r _ 实施方案进行策划，对设备与工艺改造等进行研究。 第五部分对项目的技术、经济和社会效益进行分析和评价，对可能出现的 问题及改进措施进行阐述。 1 2 3 研究方法、实施方案 本文采取理论与实际相结合、数学分析法等研究方法，对南昌卷烟厂制丝 生产线分组加工进行技术研究。 4 第二章分组加工工艺原理和方法研究 第二章分组加工工艺方法研究 2 1 分组加工两种干燥模式研究 近几年来，叶丝高速在线膨胀技术得到广泛应用，叶丝处干燥既可采用滚 筒式烘丝机( 薄板干燥) 的方式，也可采用叶丝高速在线膨胀技术( 气流干燥) 。 薄板干燥工艺流程为：叶丝先经过隧道式叶丝膨胀机，含水率由1 8 2 0 提高到 2 2 - 2 4 ，温度由3 0 上升n 8 0 - 8 5 后再进入薄板式烘丝机，其特点是：流程 短、投资少、能耗低、污染小，不降低烟丝色、香味。气流干燥工艺流程为： 先将叶丝加温加湿，含水率达至u 2 2 - 2 6 后再送入干燥热气流。其特点是干燥速 度快，工作温度高，膨胀效果好，可以大大提高烟丝的填充值，降低单支重量 和单箱消耗；同时可以使中低档卷烟或低等级烟叶改进吸味，有效的减轻刺激 性，去除杂气，降低烟草中的焦油和有害成分等，但烟叶的香气有所损失。 现对3 种等级烟叶在两种干燥模式下感观质量变化进行分析： l 、烟叶等级分类： 分a 、b 、c3 类，a 类为香气量充足、香气质较好的烟叶；b 类为香气量及 香气质一般，杂气和刺激性较大的烟叶；c 类为香气质和香气量较好，但协调性、 甜度、劲头等有缺陷的烟叶。 2 、评价内容： 分香气特性、烟气特性和口感特性三部分，具体内容如下： 表2 1 评价内容表 项目 内容 香气特性香气质、香气量、丰满度 烟气特性细腻度、劲头、成团性、浓度 口感特性杂气、刺激性、干燥感、干净度、甜度、余味 3 、评价方法： 参照烟草行业y c 1 3 8 1 9 8 ( 烟草及烟草制品一感官评价方法) 中的相关 条款。 第二章分组加1 二工艺原理和方法研究 4 、评价标准 表2 2 评价标准表 评分标匿评分标准 内容内容 1 085311 08531 香气质好较好中等较差差刺激度少略有中等较少 香气量充足 较充足 中等有较少杂气少略有中等较多少 浓度浓较浓中等较小小余味余长较余长中等较短暂短暂 丰满度好较好中等较差差舒适度舒适较舒适中等弱感不适不舒适 细腻度 细腻较细腻中等稍粗糙粗糙 5 、a 类烟叶在两种模式下的得分及评价： 表2 3 两种干燥模式下感官质量评价对照表 干香气特性 烟气特性口感特性 刺干干 甜余 燥 香香丰 浓劲 成细 杂 激燥净 度味 方 气气满团腻 式 量度 度头 气 质性度性感度 原料6 9 76 3 56 3 76 4 l6 2 36 2 26 1 l6 3 36 1 35 4 76 4 34 1 04 鹄 薄板 7 7 l6 1 36 5 96 3 25 鹤5 7 87 2 87 1 77 0 76 1 16 8 64 6 55 0 7 干燥 气流 7 5 65 4 1 6 0 5 6 0 7 5 6 95 4 5 7 5 06 8 37 0 76 1 17 1 0 4 3 55 1 9 干燥 通过对上表分析可知：在卷烟香气特性方面，香气质、香气量、丰满程度 指标薄板干燥( k l d - 2 ) 优于气流干燥( h x d ) ；在卷烟烟气特性方面：成团性、 浓度指标薄板干燥( k l d - 2 ) 优于气流干燥( h x d ) ，而细腻程度指标气流干燥( h x d ) 优于薄板工艺( k l d 一2 ) ；在卷烟口感特性方面，性杂气、甜度指标薄板干燥 ( k l d - 2 ) 优于气流干燥( h x d ) 。因此，为体现和保持卷烟香气特性，此类原料 宜用薄板干燥( k l d - 2 ) 方式。 6 第二章分组加工工艺原理和方法研究 6 、b 类烟叶在两种模式下的得分及评价： 表2 4 两种干燥模式下感官质量评价对照表 干香气特| 生烟气特性口感特性 燥 香香丰成细 杂 刺 干 干 方 气气满 浓劲 团腻激燥净 甜余 质量度 度头气度味 式 性度性感度 原料3 8 03 6 83 5 64 2 44 4 74 o l3 7 33 1 1 4 2 9 4 o o3 5 72 5 63 3 3 薄板 4 7 63 7 54 0 24 3 44 1 l4 o i4 4 44 o l4 5 54 1 04 2 13 8 93 7 7 干燥 气流 4 8 23 5 63 9 14 2 43 7 83 8 34 8 54 3 84 6 l4 0 64 4 73 1 33 7 5 干燥 通过对上表分析可知：在香气特性方面，香气质、香气量、丰满程度指标 薄板干燥气流干燥( h x d ) 相近；在烟气特性方面，成团性、浓度、劲头指标薄 板干燥( k l d - 2 ) 优于气流干燥( h x d ) ，但在细腻程度方面，气流干燥( h x d ) 优于薄板干燥( k l d - 2 ) ，在口感特性方面，方面，干净程度、杂气、刺激性指 标气流干燥( h x d ) 均优于薄板干燥( k l d 一2 ) 。因此，为提高原料的利用价值， 减少烟叶杂气和刺激性，这类烟叶宜用气流干燥模式( h x d ) 。 7 、c 类烟叶在两种模式下的得分及评价： 表2 5 两种干燥模式下感官质量评价对照表 加香气特性烟气特性口感特性 工 香香丰成细刺 干干 浓 劲杂 甜余 方 气气满 团 腻 激 燥 净 度头气度味 式质量度性度性感度 原料5 3 05 1 2 5 3 7 4 6 94 5 04 6 85 0 54 4 34 0 04 7 64 6 64 2 l4 1 6 薄板 5 8 l5 0 25 1 24 8 34 7 54 8 35 5 05 1 04 6 85 1 04 8 84 3 24 3 8 干燥 气流 5 8 2 4 8 85 0 74 9 44 3 84 7 l 5 7 35 2 54 3 84 9 95 4 34 1 04 7 8 干燥 7 第二二章分组加工工艺原理和方法研究 通过对上表分析可知，此类烟叶在两种干燥模式下，各在优缺点，在香气特 性方面，香气质和香气量无明显变化，基本保持不变，在烟气特性方面，成团 性、劲头指标薄板干燥( k l d 一2 ) 优于气流干燥( h x d ) ，而细腻程度和浓度指标 气流干燥( h x d ) 优于薄板干燥( k l d - 2 ) ，在口感特性方面，余味、干净程度、 杂气指标气流干燥( h x d ) 优于薄板干燥( k l d 一2 ) ，而刺激性、干燥感、甜度指 标薄板干燥( k l d - 2 ) 优于气流干燥( h x d ) 。因此，如果要突出烟叶的劲头、刺 激性指标，此类烟叶宜用薄板干燥( k l d - 2 ) ，如果要突出烟叶的细腻程度、干 净程度和余味指标，此类烟叶宜用气流干燥( h x d ) 。 生产实践证明，气流干燥( h x d ) 的优缺点与薄板干燥( k l d 一2 ) 的优缺点 具有良好的“互补性”，薄板式烘丝机在加工高档卷烟，或处理较高等级烟叶时 可以获得良好的处理效果。在叶丝分组加工时，主料烟采用薄板式烘丝机 ( k l d - 2 ) 低温线进行处理，填充料采用叶丝气流干燥式( h ) 【d ) 进行处理，两 者有机结合，能够最大限度地张扬烟叶品质个性，使烟叶的化学成分更加协调， 更加有利于过程质量控制和产品质量稳定，减少烟叶焦油量等。 2 2 分组加工工艺设备模式研究 按照生产流程、工艺布局等，目前分组加工工艺设备有以下模式馆3 ： 1 、“一头一身一尾”模式 图2 1 一头一身一尾式流程图 在现有制丝线上不需要增加设备，就可实现这种模式，此种模式只能实现 分组加料。 2 、“一头一身多尾”模式 一啼圈啼圈 图2 2 一头一身多尾流程图 8 第二章分组加工工艺原理和方法研究 叶丝干燥只使用一种方式，加料在同一设备上进行，在传统制丝线上增加 一定数量的贮柜，可实现这种模式。 3 、“一头两身两尾”模式 图2 3 一头两身两尾流程图 叶丝干燥选用两种不同方式，加料在同一设备上进行，在传统线上增加一 条叶丝干燥处理线及一定数量的叶丝贮柜，可实现这种模式。 4 、“两头两身两尾”模式 制叶丝段 ( 气流式干燥) 图2 4 两头两身两尾流程图 有两个烟片处理工段和两种干燥方式，在传统制丝线上增加烟片线、叶丝 干燥线和一定数量的叶丝贮柜，可实现这种模式。 5 、“多头多身多尾”模式 有多个烟片处理工段，两条或多条制丝工段，有气流和滚筒两种干燥方式， 此种模式不适宜在传统制丝线上改造。 9 = 第二章分组加工工艺原理和方法研究 2 3 本章小结 本章主要对分组加工的干燥模式和工艺设备模式进行了研究，为下一步分 组加工技术改造提供技术支持。 l o 第三章南烟制丝线分组加工各选方案 第三章南烟制丝线分组加工备选方案 3 1 企业现状及面临的问题 “十五 易地技改后的南昌卷烟厂新厂区( 金圣工业科技园) 坐落于南昌 市高新开发区内风光绮丽的艾溪湖畔，总投资1 0 9 8 亿元，占地面积4 2 3 亩。 企业引进了德国h a n n i 公司制丝线、英国m o l i n s 公司p a s s i m 卷接机组、意大 利g d 公司包装机组、德国l o o s 公司燃油锅炉及日本大福株式会社物流系统等 先进烟草设备；全面导入了计算机集成制造和信息中控系统，实现了从原料进 库到成品出库的全自动化生产。 南烟现有四个生产车间，分别是制丝车间、卷包车间、成型车间、动力车间。 企业生产流程状况如下图3 - i 图3 1南昌卷烟厂生产流程图 其中，制丝车间分烟片处理工段( 8 0 0 0 k g h ) 、制梗丝工段( 1 8 0 0 k g h ) 、 制叶丝工段( 5 0 0 0 k g h ) 、掺配加香工段、c 0 2 膨胀叶丝工段( 5 7 0 k g h ) 。其 主要职能是完成卷烟的原料加工。 第三章南烟制丝线分组加工备选方案 制丝车间现有设备3 4 0 多台，其中片烟高架库、t s v a m 切片机、t b l 松散 回潮机、k a s 润叶加料机、v a d 梗丝干燥流化床、f l t 混丝加香机等均为德国、 日本进口设备。 制丝工艺设备流程基本是按照标准模式配置，属“一头一身尾 方式， 其工艺流程如下： 图3 2制丝工艺流程图 根据以上分析，南烟十五易地技改后，工艺设备水平得到了较大的提升， 但随着行业形势的快速发展以及新技术的运用，其“一头一身一尾 式制丝工 艺流程已凸显局限性，主要表现在：一是工艺流程单一，对不同等级的配方原 料，无法实现不同的加工工艺，当要求生产一系列不同类型的卷烟产品时，工 艺随产品变化而调整加工的难度非常大，无法满足分组加工要求；二是卷烟加 工的精细化程度不够，烟叶原料的使用价值得不到充分发挥，卷烟产品的个性 化特征不够突出，影响了卷烟产品品质的进一步提升；三是过程控制能力不强， 未能实现卷烟加工过程中重要控制因素、关键控制环节的智能化控制，控制技 术手段和控制范围有待加强，控制精度和控制水平有待提升；四是制叶丝线产 能不足，不能满足企业快速发展要求。因此，如何解决上述问题成为南烟发展 面临的严峻问题。 1 2 第三章南烟制丝线分组加工备选方案 3 2 分组加工模式的提出 为解决南烟发展面临的严峻问题，实现在传统线上分组加工，结合本厂实 际，提出以下思路： 1 、通过整合存量资产，优化资源配置，遵照科学、优化、先进、简捷的原 则； 2 、采用工序简化、增添和调整相结合等方法，使卷烟加工的工艺路线和工 序设备满足特色加工要求，走一条适合本厂实际，多、快、好、省的发展之路； 3 、对原有制丝线的改造是结合本厂实际情况，采用高新技术和先进实用技 术改造传统加工方式，实现生产控制智能化，企业管理数字化，信息通讯网络 化； 4 、以最优性能价格比和投入产出比，全面提升工艺加工水平和产品加工质 量。 按照以上思路，为探索最佳分组加工模式，南烟对目前分组加工的五种模式 逐一进行分析。 l 、多头多身多尾：此种模式不适合在传统制丝线上进行改造。 2 、二头二身二尾：由于南烟规模小，又属就地改造，受场地大小及设备布 局的影响，一时无法实现。 3 、一头一身一尾：此模式只能实现分组加料，不能满足我厂特色分组加工 艺要求。 4 、一头一身多尾：通过选用不同的运行参数对配方中各类模块进行分组加 工，在传统制丝线上需要增加相应的叶丝暂存。由于叶丝干燥只使用一种型式， 且受场地限制，不能满足我厂分组加工要求。 5 、一头二身二尾：分组加料在同一设备上进行；叶丝干燥可以选用两种不 同的干燥模式。在传统制丝线上增加一条在线气流式叶丝高速膨胀干燥处理线 和相应的叶丝混配柜就可实现这种模式。 根据以上分析，我们确立“一头二身二尾 的分组加工模式( 工艺流程见 下图) ，同时从工艺流程和生产能力等方面进行分析： 1 、从加工工艺方面考虑，此模式属叶丝的分组加工，对制出的叶丝采用不 同的工艺加工方法、技术和设备进行处理，获得最佳的加工质量，较符合南烟 “金圣 、“庐山 品牌特色加工工艺要求。同时制叶丝线适应原材料变化而 第三章南烟制丝线分组加工备选方案 改变相应加工工艺( 流程) 的容易实现，可以满足分组加工工艺要求。 2 、从设备配置方面考虑，在传统制丝线上需增加一条在线气流式叶丝高速 膨胀干燥处理线和相应的叶丝混配柜，所增设备数量及资金投入相对较小。 3 、从场地大小及工艺设备布局方面考虑，十五技改期间，南烟制叶丝线预 留了一块场地，经测算，此场地满足一条在线气流式叶丝高速膨胀干燥处理线 的布局要求，同时，在制叶线旁的掺配区有一块面积为9 0 0 m 2 的空地，通过对周 围设备移位、调整，基本满足分组加工需设置6 1 2 叶丝混配柜的要求。 4 、从生产能力方面考虑，若增加一条5 0 0 0 公斤d , 时在线气流式叶丝高速膨 胀干燥处理线，制叶丝生产线的能力达至u 1 0 0 0 0 公斤d , 时，能解决目前制丝生产 能力不足的问题，能满足南烟未来三年年产量达n 8 0 万箱的要求。 1 4 匦醛斌柚h则橙h嚣鼎求繇址州刈器堂oool璺稚旨i怔 匝 唰 冀蚕 搿i 考 古 眯仅则谁h景g求繇划磊孥怔料捺 第二章南烟制丝线分组加t 备选方案 3 3 本章小结 本章对南昌卷烟厂制丝线的现状及存在的问题进行了分析，对目前分组加工 几种模式一一分析比较，并结合本厂实际，确定了“一头二身二尾”分组加工模 式。 1 6 第四章改造方案实施过程研究 第四章改造方案实施过程研究 4 1 叶丝高速膨胀干燥设备选型设计 4 1 1 设备选型方案 在确立“一头二身二尾 分组加工模式后，下一步进行叶丝高速膨胀干燥设 备型号的选择。 目前气流式叶丝高速膨胀干燥设备的使用，国内烟厂大多数采用英国狄更生 公司生产的h x d 、德国虹尼公司生产的h d t 、常州智思生产的s h 9 等几种形式，h x d 和h d t 都属于从国外引进的在线气流式叶丝高速膨胀干燥设备中比较先进、成熟 的设备，近年来国产气流式叶丝高速膨胀干燥设备s h 9 也得到了较快发展。 鉴于此，南烟拟定了三种分组加工设备选型方案。 方案1 ：s h 9 叶丝高速膨胀干燥设备 方案2 ：h x d 叶丝高速膨胀干燥设备 方案3 ：h d t 叶丝高速膨胀干燥设备 我们对三种设备的各项工艺指标进行对比分析： 表4 1 三种设备各项工艺指标比较( 5 0 0 0 公斤小时) 序 项目 ) t啪s 鹏 号 采用湿度非常高的工艺空 通过同潮1 = 序让烟丝在同潮过 气，在高温干燥的过程中 程中得到良好的膨胀效果，再 l 工艺原理 通过工艺宅气对已膨胀的烟丝同 i ) ( d 使烟丝产生膨胀效果。 进行快速干燥定型，保持烟丝 在州潮过程中获得的膨胀。 工艺气湿度和工艺气湿度高，烟丝温度在工艺气湿度低，烟丝温度在同h x d 2 出口烟丝温度 9 0 - 1 0 0 “c6 5 7 5 系统的料气比 低料气比例：( 3 2 ：1 ) 高气料比干燥：( 4 6 ：1 )高气料比干燥：( 4 2 ：1 ) 3干燥空气温度沿干燥管方 干燥窄气温度沿干燥管方向下干燥窄气温度沿干燥管方 例降较缓慢，适合中国式卷烟配方向下降缓慢，适合中国式卷 向下降非常迅速。 高香气的特点烟配方高香气的特点 烟丝进料水份 41 8 2 2 2 0 - 3 5 。2 0 - 3 0 。 范围 5 气流工作作温1 5 0 c 1 9 5 c 之问，香气损1 8 0 。c 2 2 0 c 之间，香气损失量1 8 0 2 2 0 之间，香气有 1 7 第四章改造方案实施过程研究 度失量比较小比较小一定损失 6烟丝膨胀率1 8 2 8 2 0 4 0 9 6 2 0 - 3 5 水分控制跟踪能力强，出口 出口含水率标准偏差达到 出l j 含水率标准偏差达到 7水分控制能力含水率标准偏差达到 0 5 0 。 0 7 5 。 0 1 7 。 干劲头干劲尾 8每批不超过0 4 。每批不超过0 6 。每批不超过0 9 。 量 烟丝填充值达到4 5 烟丝填充值达到4 5 9烟丝填充能力烟丝填充值达到5 5 7 o c m 3 g 5 o c m 3 g6 o c m 3 g 与调节筒联合使用才能充分发 与调节筒联合使用才能充 1 0 系统设计膨胀、干燥功能一体化设计 分发挥膨胀的功能 挥膨胀的功能 设备外围及高其平面占地较h i d 减小了近 其平面占地较大，高度1 2 m 1 1 其平面占地大，高度1 4 伽 度1 2 ，高度i o m 1 2 蒸汽耗用4 0 0 k g h2 2 0 0 k g h )1 8 0 0 k g h ) 干燥管和进料垂直干燥管一矩形截面 1 3多弯头的圆形干燥管垂直干燥管一矩形截面 位置 1 4进出料气锁气锁前置于膨胀装簧气锁无密封条 进料处小管经，进料段之后增加 截面积是没有变化 1 5 干燥管管径截面积没有变化 了十燥管的截面积 采用美国a b 公司5 0 0 0 系列 1 6控制系统p l c 程序控制器，及s ，系列s 7 系列 d e v i c n e t 现场总线技术 通过对比分析，三种方案各有优缺点，为确定最佳方案，我们借助价值工 程理论对以上3 种方案进行分析。 4 1 2 应用价值工程理论解决设备选型的思路 4 1 2 1 价值工程的基本概念 价值工程( v a l u ee n g i n e e r i n g ，v e ) 是一门新兴的管理技术，是降低 成本提高经济效益的有效方法呻3 ，由美国工程师麦尔斯( l d m i l e s ) 首创。 其主要思想是通过对研究对象的功能及费用分析，提高研究对象的价值。 价值工程的理论基础为公式v = f c 式中卜产品的价值( v a l u e ) ；f - 产品的功能( f u n c t i o n ) ； 卜产品的总成本( c o s t ) ； 提高产品价值的主要途径为： 第四章改造方案实施过程研究 1 、功能不变，成本下降( f 一cl = vf ) 2 、成本不变，功能提高( ff c 一= vf ) 3 、功能略有下降，成本有大幅度下降( fl 小cj 大= vf ) 4 、成本略有增加，功能有大幅度提高( ff 大cf 小= vf ) 5 、功能提高，成本降低( ff cl = vf 大) 对于一个企业来说，一般应选择以下两种情况的产品进行改进：一是功能 和降低成本的潜力较大产品：二是迫切要求改进的产品。为此，可以从以下几 个方面进行考虑： 1 、在产品设计方面，要选择材料较贵、结构较复杂、性能较差的产品。 2 、在产品制造方面，要选择工艺落后，材料消耗高，消耗工时较多的产品。 3 、在产品成本方面，要选择成本高，利润低的产品。 4 、在销售和使用方面，要选择竞争力差，寿命较短，或返修率较高的产品。 5 、在产品发展方面，要选择正在研制，有市场开发潜力的产品。 4 1 2 2 工作步骤 对分组加工方案进行功能和成本分析，计算不同方案的价值指数( v 。) ，取其 最大值为最佳方案。 l 、功能分析及功能指数的计算 对分组加工方案进行功能分析，其功能可大致归纳为：满足工艺要求； 运行费用低；便于维护；节约厂房面积；环保效果好。 为计算上述5 种功能对总功能指数影响的权重，本文对f ；值采用4 分制一 对一比较打分法，两功能相比较，较重要的一方可得3 - 4 分，另一方则得1 - - 0 分；如两项功能的重要性相近，则各得2 分。各功能累计得分为s 。，功能重要 度系数f ；= s , zs 。，计算结果见下表4 2 。 1 9 第四章改造方案实施过程研究 表4 2 功能重要度系数( f ；) 计算表( 4 分制) 一对一比较打分 累计得 功能重要 功能 满足工艺节约厂房环保 运行费用低便于维护 分s i度系数f i 要求 面积 效果好 满足下艺要求 33331 20 3 0 运行费用低 13331 0 0 2 5 便于维护 l13380 2 0 节约厂房面积 ll1360 1 5 环保效果好1l 1l4 o 1 0 总计 4 01 0 0 0 各功能评分( t 。) 本文采用了1 0 分制。如方案的一项功能最佳，则可得1 0 分， 其余的两方案要对比该方案进行打分。以功能“运行费用低”一项为例，先计 算3 方案配件的费用( 元) 箱，方案1 ：1 2 0 元箱；方案2 ：1 0 5 元箱；方 案3 ：1 0 8 元箱。则方案2 得l o 分，方案1 得分为( 1 o o 1 2 0 1 0 = ) 8 分，方 案3 为9 分。 某一方案累计功能得分t i _ f j t ；，功能评价系数f ；= t 。t ”计算结果见下 表。 表4 3 功能得分与功能评价系数( f ；) 计算( 1 0 分制) 各功能及其重要度系数 满足上艺运行 便于维护 邙约广鼯环保 功能累计功能评价 要求费心低面积效果好 得分t i系数f ； 0 3 0 0 2 5o 2 00 1 50 1 0 评分得分 谱食 锵食评分得分评分得分评分得分 方案11 0 3 0 08 2 0 02 0 4 09 1 3 57 0 7 07 4 50 2 8 方案21 0 3 0 01 0 2 5 01 0 2 0 06 0 9 0 9 0 9 09 3 0o 3 5 方案31 0 3 0 09 2 2 59 1 8 01 0 1 5 01 0 1 0 09 5 50 3 6 2 、成本分析及成本指数计算 三种方案成本b i = 主要设备费用+ 厂房建筑费用+ 安装费用。 2 0 第四章改造方案实施过程研究 表4 43 种方案的主要费用 方案设备( 台数)设备总价( 万元)安装费j h j ( 万元) 强繁一 9 73 1 0 01 5 8 方案二 9 63 5 0 0 2 0 9 方窭= 9 34 1 0 02 2 0 各方案成本b ；和成本指数c 。计算结果见表4 5 。成本指数c i = b ；b ； 表4 5 成本b ；和成本指数c ；计算表 设备总价安装费用 方案合计( b 。) 万元成本指数c 。 ( 万元) ( 万元) 方案l 3 1 0 01 5 83 2 5 8o 2 9 方案2 3 5 0 02 0 93 7 0 9o 3 3 方案3 4 1 0 0 2 2 0 4 3 2 0 o 3 8 3 、价值指数v ；计算及方案评价 价值指数v i = f i c i 。 表4 6 价值指数计算表 计算项目功能指数f 。成本指数c ，价值指数v 。 方案1o 2 8o 2 90 9 7 方案2 o 3 5o 3 31 0 6 方案3o 3 60 3 8 o