研究小组

湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂卷包车间奋进QC小组。

项目背景

目前行业内滤棒三醋酸甘油酯施加量校准的方法在生产现场是利用干棒和湿棒，通过人工进行计量验证，再用气相色谱仪检测、近红外漫反射光谱法进行离线计量检测验证。离线检测所需时间长，且抽检量少，无法反馈动态变化情况。成品滤棒甘油含量检验是在固化24小时以后通过抽检滤棒硬度指标进行体现，这种方式存在一定的滞后性，导致存在硬度不够、弹性不足、胶孔等问题的滤棒流入下一道工序，影响卷烟质量。

需求分析

滤棒甘油施加量精确校准检测工序流程长，影响设备运行效率，检测频次低，无法真实反映出实际生产过程中甘油的施加量控制水平。滤棒甘油含量施加不均匀或者过多过少问题会造成质量缺陷，不合格品流入下道工序，这在一定程度上造成了人力物力损耗。因此，需要对滤棒甘油含量进行实时检测，剔除不合格品，对滤棒甘油含量进行实时调节，降低甘油施加量的精确校准时间，杜绝因甘油含量不合格造成滤棒质量缺陷。

方案实施

小组成员借助烟支重量微波在线检测系统、汽车供油系统、轻重烟缺陷剔除系统，决定研制一套滤棒甘油含量在线监控装置。装置包括检测单元、控制单元、调节单元和剔除单元。通过调查分析，采用圆形内孔谐振腔和GaN检波放大器，研究出一套全新的微波谐振幅频特性的解析方法，准确测出微波谐振内所填充物质的介质常数。设计在滤棒成型机上安装了两个微波探头：丝束微波检测头和滤棒微波检测头。丝束微波检测头安装在丝束包上方，用来检测喷涂甘油前丝束密度及水分含量；滤棒微波检测头安装在增塑剂喷雾室的后方，用来检测喷涂甘油后滤棒的丝束密度和甘油含量。

通过模拟实验，系统设计出一套反馈调节系统，将甘油在线自动调节装置与微波甘油含量检测系统相连，通过微波对滤棒甘油含量在线检测，反馈到甘油雾化喷涂机构用于在线调节甘油喷洒量，对甘油喷涂实现闭环自动控制。设计采用本机剔除阀对甘油含量超标滤棒在线剔除功能，实现对滤棒甘油含量超标和单支滤棒分割64段在1.87mm区间甘油含量不均匀性缺陷滤棒在线剔除，达到滤棒甘油含量在线过程平衡监控的目的。

项目效果

甘油含量在线监控系统投入使用后，将滤棒质量人工控制转化为在线自动过程受控，实现了滤棒甘油含量的在线检测、控制和超限剔除功能。该课题的成功实施标志着滤棒甘油含量的质量由控制结果向控制过程转变、由控制指标向控制参数转变。在线检测系统检测精度为0.01%，系统甘油检测显示含量与实测含量最大误差为0.18%，滤棒甘油含量不合格缺陷产品自动检出准确率达到99.95%，甘油含量不合格滤棒进入下游工序次数为0。该课题具备较高的推广利用价值，已申报国家发明专利授权1项，获批实用新型专利授权1项。

获奖情况

2021年湖北中烟QC成果一等奖。