基于纸滑托盘的卷烟成品高架库出入库系统改造

  目的  解决传统卷烟工商整托盘联运过程中装载效率低、托盘标准不统一、回收成本高等问题。  方法  将纸滑托盘放置在木质或塑料托盘上形成带纸托盘,作为成品件烟出入高架库的托盘容器,同时通过新建的扫码组垛子系统以及对工业企业卷烟销售出厂扫码系统改造,构建一套新的基于纸滑托盘的卷烟成品高架库出入库系统。  结果  以龙岩烟草工业有限责任公司成品高架库为对象进行测试,结果表明与传统整托盘联运方式相比,采用纸滑托盘出入库系统的装卸人数、装卸时间分别降低60%和25%,装载率和单托盘条码上报时间分别提高40%和90%,托盘回收成本降低77%以上,件烟损坏率下降96%,单箱运输费用下降37%,托盘存储占用面积下降99%,出入库能力为120托盘/h,能够满足生产和发货需求。  结论  基于纸滑托盘的卷烟成品高架库出入库系统可有效提高工商联运效率。      

一款硬质造型滤嘴卷烟接装质量的改进

  目的  解决硬质造型滤嘴接装时出现的滤嘴端面染色、接装纸毛刺、接装纸横纹等质量缺陷。  方法  优化滤棒硬度、成形纸定量、接装纸油墨耐温性和附着牢度,降低切割鼓轮容刀槽宽度、增加负压吸风孔数、加装滤嘴切刀清洁装置。  结果  ① 滤嘴端面由改进前的卷接5 min后出现染色到彻底不再染色;②接装纸毛刺烟支比例由10.8%降低至0.01‰;③接装纸横纹烟支比例由1.5%降低至0.03‰。  结论  该方法可为行业硬质造型滤棒在生产中的工艺优化提供参考。      

密集烤房内置式生物质供热炉体的设计与试验

  目的  为有效解决生物质成型颗粒燃料烤烟供热设备存在的热效率不高、粉尘堵塞散热管道和控温精度较差等问题。  方法  采用动态量化的热量输出、吹风降温的机械传动和先阻后集的除尘等方式,设计了一种生物质燃料内置式烤烟供热炉体设备,配套开发出烤烟控制程序并开展试验测试。  结果  该设备在烟叶烘烤过程中采用5个具有连续变速的机械档位量化燃料供给,控温精度达到±0.5℃以内;生物质燃烧后产生的降尘颗粒经粉尘挡板过滤后大部分落入沉降箱内,粉尘主要粒径集中在89~420 μm范围内;通风室内温度保持在44.5℃~50.5℃之间,可避免高温对各类功能性部件的损坏;安装该设备后密集烤房的系统热效率达到64.26%~65.42%。  结论  该炉体能够满足密集烤房箱式和挂竿装载烟叶的烘烤供热需求,研究结果为生物质颗粒燃料烤烟供热设备的设计和应用提供参考。      

基于分段预测前馈与EWMA反馈整合的松散回潮加水控制系统

  目的  为解决松散回潮工序出口含水率控制精度低,质量波动大等问题。  方法  根据入口含水率的变化采用分段预测的方法对加水阀门进行前馈控制,根据出口含水率实际值与目标值的偏差采用指数加权移动平均法（Exponentially Weighted Moving Average,EWMA）进行反馈控制,建立前馈和反馈整合的加水控制模型,并采用自学习算法对模型进行自动优化设计。  结果  改进后出口含水率控制精度和质量稳定性显著提高,均值与目标值的偏差和过程标准差分别减少62.8%和16.1%,过程能力指数提高31%。  结论  该方法有效提高了该生产过程的质量控制水平。      

单工位条盒透明纸六面美容装置的设计

  目的  为解决条盒透明纸包裹松弛,整形破损、堵塞等问题,设计了一种新型条盒透明纸美容装置。  方法  该装置采用PLC作为主控制器,协同气缸工作,通过设计肘杆机构、活动烙铁板等部件以及优化出烟装置等,对条盒透明纸一次性、全方位整形。  结果  该美容装置可以精确实现条盒透明纸单工位的六面美容,包装机组运行更加平稳,条装缺陷率由1.71%降低至0.90%。  结论  该技术可以为提升包装机组生产适应性提供支持。      

薄板烘丝机出口含水率稳定性控制方法研究

  目的  解决薄板烘丝机出口含水率控制精度较低、波动较大问题。  方法  采用滑窗法监测入口含水率的整体性波动并进行相应的准确控制,采用指数加权移动平均（Exponentially Weighted Moving Average,EWMA）法对出口含水率的波动及时调整,建立前馈和反馈相结合的出口含水率整合控制模型,并采用自学习算法对模型进行自动优化和修正。  结果  控制方法改进后,出口含水率控制精度显著提高,过程偏移量、标准差和极差分别降低50.0%、37.5%和14.3%,过程能力指数提高57.1%。  结论  基于滑窗预测和EWMA调整的薄板烘丝出口含水率稳定性控制方法能有效提升该工序的质量控制能力。      

聚乳酸膜材料在加热卷烟中的应用研究

  目的  研究聚乳酸（PLA）膜材料和聚乳酸膜纸复合材料在加热卷烟中的应用特性。  方法  利用自制温度数据采集系统、扫描电镜(SEM)、静态顶空-气相色谱质谱仪(SHS-GC/MS)和热重分析仪(TGA)对加热卷烟中2种PLA膜材料和1种PLA膜纸复合材料的物理性状、挥发性成分进行对比分析,研究这几种降温材料的降温效果及对加热卷烟烟雾量的影响。  结果  ① 当热重温度从50℃升到110℃,膜纸复合材料的失重率高于膜材料的失重率;②随着顶空处理温度的升高,PLA膜材料和PLA膜纸复合材料的释放物种类和释放量均显著增加;③对比110℃时每克材料中释放物的峰面积,PLA膜纸复合材料中的丙二醇和三醋酸甘油酯的释放量均高于PLA膜材料,L-丙交酯释放量仅为PLA膜材料的1/10;④降温材料类型及成棒工艺对烟支烟雾量有较大影响;⑤在高温烟气作用下,PLA膜材料发生了大面积的熔融粘连,孔道大量消失;PLA膜纸复合材料只是局部发生了熔融粘连,并且由于纸的骨架支撑作用保留了大量的孔道,有利于烟气流动。  结论  PLA膜材料和PLA膜纸复合材料的物理形态、成棒工艺对加热卷烟有显著影响。      

基于机器视觉的卷烟小盒商标纸表面缺陷在线检测技术

  目的  为检测卷烟小盒商标纸表面多种质量缺陷,提高缺陷检测准确率和检测速度。  方法  以标准图像的定位点通过偏移和相似度量实现快速定位配准,并改进图像差分算法进行实验。  结果  （1）待测图像与标准图像存在一定的偏移,其中最大偏移量为3.6 mm,最大偏移角度为2.1°,最快配准99张图像只需2.484 s。（2）传统差分算法检测图像速度为18.24 s,改进算法检测最快速度为15.62 s,改进后的平均准确率提高了15.23%。  结论  卷烟小盒商标纸表面缺陷在线检测技术速度快、准确率高,减轻了人工检测商标纸的工作量。      

基于CenterNet模型的烟草甲虫视觉检测方法设计

  目的  实现卷烟厂烟草甲虫的精准检测,掌握虫情规律。  方法  使用数据增强技术提供的充足样本数据训练出理想的CenterNet模型,采用CenterNet模型对烟虫进行实时检测。  结果  ①CenterNet模型在测试数据集中烟虫检测精度能够达到94%以上。②该模型对于烟丝、粉尘颗粒等干扰因素具有一定的抗干扰能力,能实现对烟厂烟虫的精确检测,对于小个体烟虫及粘连烟虫也能获得较优的检测结果。  结论  基于CenterNet模型设计的烟虫检测报警系统能准确统计出烟虫数量,为虫情的有效预警与防治提供了保障。      

基于时序数据库与深度学习的制丝实时数据应用研究

  目的  研究气流烘丝机叶丝干燥工序出口叶丝含水率实时趋势预测的解决方案,提高产品工艺质量稳定性。  方法  基于时序数据库InfluxDB对实时生产数据进行存储、查询统计、分析告警,使用三次指数平滑算法、长短期记忆网络（LSTM）和序列到序列学习（Seq2Seq）对生产过程数据建模预测。  结果  ① 三次指数平滑算法集成在时序数据库中,可实现精度良好、准实时的叶丝出口含水率趋势预测;②在料头生产关键参数模仿学习方面,LSTM模型在整体性能上具有显著优势。  结论  采用时序数据库和深度学习算法结合的实时数据应用框架,横向集成最优算法模型,预测精度和应用效果良好。      

耕作方式对山地烟田烤烟根际土壤真菌群落结构的影响

  目的  探究深耕、深松措施对山地烟田土壤真菌群落结构的影响。  方法  采用大田试验, 设置常规旋耕20 cm（RT20, 对照）、深耕30 cm（DT30）、深松30 cm（ST30）和深松40 cm（ST40）4个处理, 利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同耕作处理下旺长期烤烟根际土壤真菌群落结构的变化情况。  结果  （1）与RT20相比, DT30、ST30和ST40处理中根际土壤真菌OTU丰度分别提升了9.19%、13.11%和6.32%, 其中DT30、ST30处理所特有的OTUs数分别是RT20的1.30倍和1.18倍; （2）不同深耕和深松处理后根际土壤真菌群落丰富度和多样性均有所增加, 其中DT30、ST30和ST40处理的Shannon指数与对照相比分别提升了8.23%、7.46%和4.63%, Chao1指数分别提升了8.27%、13.39%和4.26%;（3）在门、属和种水平上不同耕作处理优势菌群及相对丰度均有显著差异, 与RT20相比, DT30、ST30和ST40处理中镰刀菌属（Fusarium）真菌相对丰度分别降低了25.34%、14.53%和18.41%, 茎点霉属（Phoma）相对丰度分别降低34.96%、31.17%和33.33%;另外, 青霉属（Penicillium）和紫霉属（Purpureocillium）等有益真菌相对丰度较RT20均表现出增加趋势。  结论  深耕和深松措施促进了微生物群落结构的重建, 有利于提升烤烟根际土壤真菌群落多样性, 并在一定程度降低潜在土传病原真菌的相对丰度, 促进有益土壤微生物生长, 从而对山地烟田烤烟根际土壤微环境有一定改善作用。      

酸胁迫对烤烟幼苗根系形态、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响

  目的  研究酸胁迫对不同烤烟品种幼苗生长的影响。  方法  以云烟116和云烟87为试验材料,采用水培研究不同酸度（pH 4.0、pH 5.0和pH 6.0）对烤烟幼苗根系、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响。  结果  相较于对照（pH 6.0）,酸胁迫条件下,烤烟幼苗根系活力降低,根系发育缓慢甚至受到抑制;叶绿体和线粒体受到不同程度的损伤;丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性均增加。相较于pH 5.0,处理6 d后,pH 4.0处理烤烟幼苗根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数均下降;叶绿体膨胀变形,基粒片层扭曲,线粒体空洞化,无结构清晰的嵴,MDA含量增加,SOD、POD和CAT的活性均降低。  结论  酸胁迫抑制烤烟幼苗根系发育,损伤叶片亚细胞结构及抗氧化酶系统,且随着pH下降,烤烟幼苗受损程度更高。云烟116受到酸胁迫影响较大,云烟87表现出较强的耐酸性。      

烟叶真空回潮的建模与控制

  背景和目的  稳定的真空回潮出口水分是卷烟质量的关键,然而由于回潮机内烟包水分和温度不可测,出口水分随来料、蒸汽和环境变化而改变。因此本文构建了烟叶真空回潮的建模与控制系统,以期稳定出口烟叶水分。  方法  研制了真空回潮实验机,首先,增加测点、获得输入输出数据,专利技术处理采样数据和稳态数据,构建出真空回潮的稳态模型和动态模型,观测到机内压力、温度、烟包水分和温度等状态量,试验表明观测误差可接受;其次,针对时变、非线性、大时延、多入多出的受控对象,按人工智能算法由数字仿真训练回潮时间约束条件下水分最大化的参考模型,由全状态反馈的积分控制,让被控对象按参考模型工作。  结果  试验数据表明:1）该系统能够提高回潮能力,在包心不超过70℃的条件下增加水分由2%提高到6%;2）该系统可以稳定出口水分,不受蒸汽、喷水、烟包和环境剧烈变化的影响,并且,回潮水分可预先设定。  结论  本文建立的烟叶真空回潮的建模与控制系统可以实现真空回潮的可观、可控且指标精准。      

基于图像处理的烟叶烘烤阶段判别模型优选

[背景和目的]烟叶烘烤阶段的自动判别是建立智能化烟叶烘烤系统的重要环节.为实现烘烤阶段的精确识别和操控,提升烟叶烘烤的精准度.[方法]提取烘烤过程中整夹烟叶图像的11种颜色特征和8种纹理特征,分别对颜色特征和纹理特征进行变量聚类分析,以10为距离,将提取的颜色特征和纹理特征各分为2类.利用相关性分析筛选出每类特征中与烘...     

片烟在线调控技术在细支卷烟生产中的应用研究

  目的  提升细支卷烟烟丝结构均匀性。  方法  设计开发了片烟在线调控单元,主要由大片筛分提取、叶片旋转分切和细梗分离净化等装置组成。  结果  在制丝线开展了对比试验,表明⑴在线调控模式对烟片结构有效调整,中、短丝率得以提高;⑵原料利用率降低0.29百分点,单箱原料消耗有所增加;⑶卷包机台的生产效率明显提高,总剔除率、残烟量明显下降;⑷卷烟物理指标和主流烟气指标批间的稳定性明显提高,其中单支质量标偏、开放吸阻标偏和总通风率标偏分别下降8.84%、12.70%和18.41%,焦油、烟碱和CO标准偏差分别下降89.92%、24.07%和32.09%;⑸配方烟丝结构和烟支烟丝密度分布的均匀性明显提高,卷烟感官质量保持稳定。  结论  说明采用片烟在线调控模式对于优化细支卷烟烟丝结构具有显著作用,有利于提升产品质量的稳定性。      

水肥一体化条件下烤烟氮素营养高效利用研究

  目的  为探究水肥一体化技术对烤烟氮素营养利用效率的影响。  方法  试验设置了空白对照（CK）、常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）3个处理,通过2年的田间试验和1年的盆栽实验,检测了3个处理不同时期烟株的干物质积累量和氮素吸收量,对比了3个处理不同生育时期烟株根系生长发育情况,并测定了常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）处理烟叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性和烤烟氮代谢相关的NITR和GS基因的表达量。  结果  （1）DF处理NR活性在移栽20 d和40 d均明显高于FP处理,分别是FP处理的1.26倍和1.31倍,NITR基因的相对表达量也均高于FP处理,在移栽80 d后,DF处理NR活性大幅下降60.81%,而FP处理下降较缓慢;（2）DF处理较FP处理能显著提高烟株根系活力和根体积,促进烟株根系生长发育和形态建成,使烟株氮肥表观利用率提高了93.21%,氮肥偏生产力提高了15.24%,土壤氮素依存率降低了15.01%;（3）DF处理和FP处理烟株干物质和氮素积累变化规律趋势相同,但DF处理的干物质和氮素积累量以及积累速率均较FP处理有明显提升,且DF处理干物质积累和氮素吸收高峰提前,烟株生育后期氮素调亏,成熟落黄较好,烤后烟叶品质较高。  结论  采用水肥一体化技术可以有效调控烟株对氮素的吸收,提高氮素利用率,对促进烟株干物质积累和产质量的提高有积极的影响。      

生物炭与化肥氮配施对土壤氮素及烤烟利用的影响

  目的  为探讨施用生物炭对土壤氮素及烤烟对氮素利用的影响。  方法  2015-2016年在河南省方城县金叶园大田条件下,设置了添加生物炭后不同氮水平,研究对土壤硝态氮、铵态氮、碱解氮以及烤烟对氮素吸收积累的影响。  结果  在烟株生育期内,添加生物炭后显著提高了土壤硝态氮含量。2015年硝态氮含量最高达到铵态氮含量的15.72倍,2016年为34.56倍;2016年提高无机氮含量达6.70%~52.47%;添加生物炭对土壤碱解氮含量在烤烟生长前期有一定的提高作用,而在烟株打顶后有效降低了其含量,有利于顺应土壤供氮与烤烟需要适时落黄成熟规律。施加生物炭后,烤烟氮素积累速率前期较高,后期下降。连续施用2年后,氮素利用率可高达49.14%和47.62%。  结论  生物炭与氮肥配施,提高了土壤氮素含量,增施生物炭减少15%化肥氮仍能提高烤烟氮素利用,且连续施用对氮素固持和提高烤烟利用率效果明显。      

新型连杆式喷头应用于烟草的喷雾效果评价

  目的  探索新型连杆式喷头在烟草上的适宜喷雾技术,为精准施药提供依据。  方法  采取室内和田间试验法,利用连杆式喷头设计不同组合喷雾方式,分别测定其基本参数、作业效率、药液附着率及防治效果。  结果  （1）优化设计了分别适用于烟草苗床期、团棵期和旺长至成熟期喷雾的钉耙式连杆8喷头、人字式连杆5喷头和鱼骨式连杆8喷头3种组合方式。在不同喷雾方式下,叶片药液附着率均随喷液量的增加而提高,但在各生育期的3个中高喷液量处理间无显著差异,在叶位间的分布特点均为上部叶 > 中部叶 > 下部叶;（2）在相同药剂浓度和喷液量条件下,3种组合方式喷雾的药液附着率较常规喷头分别提高20.11%~34.54%、28.41%~66.67%和30.60%~70.87%。鱼骨式连杆8喷头组合喷雾防治赤星病的防效是常规喷头的1.9倍;（3）在相同药液附着率条件下,3种组合方式喷施药液量较常规喷头分别减少34.21%、49.15%和57.45%,作业效率分别是常规喷头的1.8、1.9和2.7倍。  结论  该新型喷头具有节药、省工、增效及灵活组装等优点,适用于各类背负式喷雾器的喷头更新,具有良好的推广应用前景。