優化參數搭配提高出棒率

[摘 要]用3.0Y/35000醋酸纖維素生產120mm濾棒，對影響出棒率的主要原因增塑劑和輥速比兩項，通過DOE試驗，找出最優參數搭配，提高了出棒率。

[關鍵詞]醋酸纖維素 出棒率 增塑劑 輥速比 DOE試驗設計 最優參數

[中圖分類號]TS [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5489(2009)10-0125-02

隨著煙草行業的改革和重組，各卷煙廠的主要職責由原來的產供銷一體轉變為單一的卷煙加工單位，這就為煙廠的發展提出了新的要求。提質降耗，打造一流的精細化加工基地，已成為各煙廠的重要競爭手段。提高醋酸纖維素的出棒率，降低絲束消耗就是其中的一項主要內容。出棒率是指1噸醋酸纖維絲束所生產的濾棒數量，以萬支/噸表示。對3.0Y/35000醋酸纖維素生產120mm濾棒的出棒率進行研究，對影響出棒率的增塑劑施加量和輥速比兩大因素。運用DOE試驗設計，找出了最優參數搭配，將出棒率提高了2.2萬支/噸。

一、材料與方法

1.材料與設備儀器

(1)材料:3.0Y/35000醋酸纖維素(南通醋酸纖維有限公司、日本、美國伊斯曼、昆明)

增塑劑(頤中煙臺實業有限公司)

成型紙(青島天隆紙業有限公司)

(2)設備儀器:KDF2濾棒成型機

SCS-2型電子叉車秤秤(梅特勒-托利多)(常州秤重設備系統有限公司)

索定綜合測試臺(法國SADIM公司)

2.方法

在保證濾棒質量水平不降低的情況下，對影響出棒率的主要因素——增塑劑施加量和輥速比采取DOE試驗，找出最優參數搭配。

對優化前后的出棒率和濾棒質量進行統計計算。優化前出棒率為168.3萬支/噸，優化后為出棒率170.5萬支/噸，提高了2.2萬支/噸。濾棒質量的西格瑪水平為4.08。

二、結果與分析

1.采用DOE試驗設計并進行試驗

針對輥速比和增塑劑施加量這兩個原因，在工藝指標要求輥速比在1.3—1.4之間，增塑劑施加量在(50—60)mg/支范圍內，考慮到指標波動，取輥速比為1.34和1.38兩個水平，增塑劑施加量取54和58兩個水平，進行全因子DOE試驗設計并進行試驗。

DOE試驗設計方案及結果

標準序運行序中心點區組速比增塑劑施加量mg/支出棒率萬支/噸

2.試驗分析:

擬合因子:出棒率與速比，增塑劑

出棒率的效應和系數的估計(已編碼單位)

項 效應系數系數標準誤T P

常量 170.619 0.2560666.360.000

速比1.7120.856 0.25603.340.006

增塑劑1.4130.706 0.25602.760.017

速比*增塑劑-1.362-0.681 0.2560-2.660.021

S=1.02419PRESS=22.3778

R-Sq=68.31%

R-Sq(預測)=43.67%

R-Sq(調整)=60.39%

對于出棒率方差分析(已編碼單位)

來源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P

主效應 219.711219.71129.8569.400.004

2因子交互作用 17.42567.42567.4267.080.021

殘差誤差 1212.587512.58751.049

純誤差 1212.587512.58751.049

合計 1539.7244

結論:從分析結果上可以看出，輥速比和增塑劑施加量的主效應均顯著，兩者的交互作用也顯著，因此選擇優化方案時需全面考慮兩個因素及交互作用。

試驗過程濾棒質量符合要求。

3.選擇最優參數搭配

從生產的濾棒質量和出棒率兩方面綜合考慮，結合試驗的等值線圖，選擇最優參數搭配為:輥速比1.38、增塑劑施加量54mg/支。

4.實施最優參數搭配

將選擇的最優參數搭配方案:輥速比1.38，增塑劑施加量54mg/支先在1個機臺上實施，經過10天的應用，出棒率達到170.4萬支/噸，優化效果明顯，濾棒質量良好。

進而將此參數推廣應用到所有生產120mm規格濾棒的KDF2機臺，出棒率達到170.5萬支/噸，濾棒質量均符合要求。

5.實施控制并驗證結果

將最優參數搭配作為工藝指標要求固化下來，作為生產120mm濾棒的固定工藝參數。對生產過程和濾棒質量進行監控。運行3個月，計算出棒率和濾棒質量水平。出棒率達到170.5萬支/噸，比優化前的168.3萬支/噸提高了2.2萬支/噸，達到了行業先進水平。優化后的濾棒質量的西格瑪水平為4.10，略高于優化前的4.08，優化效果良好。

三、結論

1.通過調整KDF2濾棒成型機的輥速比和增塑劑施加量，可以提高3.0Y/35000醋酸纖維素生產120mm濾棒的出棒率，且濾棒質量符合質量要求。

2.項目研究過程中充分應用了統計技術和統計工具，為快速準確地得到實驗效果提供了便利。

3.該研究結果和方法為提高其他規格絲素的出棒率提供了思路。