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摘 要：对不同生产区域的环境温湿度进行自动监控采集，并归集对应条件下过程质量数据，分析比较不同监测点间、车间内外温湿度间、温湿度与过程质量间的相关规律。结果表明：车间现场各监测点间的温湿度数据基本保持一致，车间内环境条件较为均衡;车间内外温度存在线性关系，可通过天气预报有效预测车间内温度变化;车间环境温湿度对润叶工序过程质量有明显的影响，当环境温湿度过大或过小时，润叶工序应实时调整熱风和蒸汽参数以保障过程质量稳定。
关键词：打叶复烤;环境温湿度;过程质量;线性相关
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）22-0137-03
Abstract：This paper designs and implements the automatic monitoring of environmental temperature and humidity in different production areas，and collects process quality data under corresponding conditions，and analyzes the correlation laws between different monitoring points，inside and outside the workshop，environment condition and process quality.The results show that the temperature and humidity data between the various monitoring points are basically the same，and the environmental conditions in the workshop are relatively balanced.There is a linear relationship between the temperature inside and outside the workshop，and the temperature change in the workshop can be effectively predicted through the weather forecast.The temperature and humidity of the workshop environment have a significant impact on the process quality of the leaf moisturizing process.If the environmental environmental temperature and humidity are too high or too low，the hot air and steam parameters should be adjusted in real time to ensure stable process quality.
Key words：Threshing and redrying;Environmental temperature and humidity;Process quality;Linear correlation
在打叶复烤加工中，各工序处理后的烟叶水分、温度被定义为工序过程质量，其控制好坏将直接影响到最终产品质量的符合性[1-2]。而烟叶水分、温度控制主要是依靠各类加温加湿或烘烤工艺设备加工处理完成[3-4]。由于烟叶自身吸湿性强、加工产线长、车间不具备恒温恒湿条件，各工序处理后的烟叶水分、温度与环境温湿度之间存在明显的相关规律，即随着环境温湿度变化工序过程质量稳定性受到影响，特别是季节性温湿度变化和昼夜性温湿度变化对其影响明显。因此，为了保障工艺质量的稳定性，要探究环境温湿度与工序过程质量间的相关规律，明确不同温湿度条件下关键工序的工艺补偿。然而，在卷烟生产中，环境温湿度的采集使用比较成熟[5-7]，但在其“第一车间”打叶复烤环节却并未得到应有的重视，从而在一定程度上制约了复烤企业精细化管控的进一步发展。为此，本研究设计开展了打叶复烤环境温湿度监控分析，并探究了环境温湿度与工序过程质量的相关性规律，以期为制定不同温湿度下调整工艺提供支持。
1 材料与方法
1.1 数据采集 车间现场分别在投料区、润叶区、复烤区配备温湿度自动采集设备，采集频次为1次/5min;车间外温湿度数据由历史天气查询获得;片烟含水率、装箱温度检测频次分别为1次/3箱，由企业质检室提供;工序过程质量（工艺温度、水分）实时数据采集频次为1次/min，由车间中控室提供。
1.2 数据分析 采用Excel进行数据的分类、剪裁、组合、匹配等预处理，同时进行相关描述性统计;采用SPSS或minitab进行相关判定性统计。
2 结果与分析
2.1 不同监测点间的温湿度差异 监测实验中在投料区、润叶区、复烤区均配备温湿度自动采集装置，表1、表2为2018年12月至2019年4月期间（生产旺季）3处监测点温湿度数据的极差和相关系数统计。由表1、表2可知，实时数据间极差较小，温度极差在1℃以内的占比为64.37%，2℃以内达92.41%，相对湿度3%以内72.13%，5以内88.66%;数据变化的跟随性好，其相互之间温度的相关系数均值为89.88%，相对湿度的相关系数均值为91.86%。表明3处监测点温湿度数据一致性较高，同时由于监测点间相互距离在30m以上，说明打叶复烤段各区域间温湿度比较一致。
2.2 车间环境温湿度的变化范围 图1、图2为2018年12月至2019年4月期间车间环境温湿度的变化范围。由图1、图2可知，温度主要集中在13～22℃，相对湿度在30%～60%，但也存在较多不容忽视的温湿度偏高、偏低问题。但整体相对于车间外的气候环境温湿度变化幅度大大减低，有利于加工生产。 2.3 车间内外环境温度的相关关系 通过天气预报查询，可对车间外部环境温度进行可靠预测，如果车间内外部温度之间也具备线性关系，车间内部温度将具有一定的可预见性。通过比较5个月以来车间内外最高最低温度的相关性，其结果见图3、图4。由图3、图4可知，两者间线性关系明显;车间外最高温度=-22.0+1.74×车间内最高温度，判定系数R2为0.83，方差检验P值0.00;车间外最低温度=-21.0+1.52×车间内最低温度，判定系数R2为0.74，方差检验P值0.00。因此，回归方程线性有效，可以实现通过当地天气预报温度值有效预测车间内部温度值。
2.4 环境温湿度对工艺过程质量的影响
2.4.1 温度 按照生产经验，环境温度与关键工序处理后烟叶温度（工艺温度）应具有一定相关性。由表3可知，环境温度与一润后烟叶温度、二润后烟叶温度、下机后烟叶温度均有正相关性，而且此时分析的数据均在1000以上，极显著水平P（0.01）為0.081，可见均达到极显著相关，而且表现出随着工序递进相关系数呈上升趋势，这与实际中烟叶随着加工在环境中暴露时间变长，从而受影响越显著是吻合的。从而可推论出，随着环境温度上升或下降，关键工序工艺的温度也随之提高或降低，并最终对产品温度产生了显著影响。因此，当环境温度发生较大变化时，应及时调整工序热风或烘烤的温度设定，以保证工序温度稳定。
2.4.2 湿度 由表4可知，环境相对湿度与关键工序工艺水分的影响较小，主要影响集中在环境相对湿度与二润后烟叶水分和复烤前烟叶水分有极显著相关。其可能是因为相对湿度主要影响工序处理后烟叶水分散失，当环境湿度较高时，一润叶后的烟叶水分散失较慢，对二润后和复烤前烟叶水分保持有利，相反降低时则不利，而复烤过程对烟叶水分有较高强度的降低处理，下机水分一般保持在平衡含水率水平，此时环境相对湿度作用时间短，不会对其产生影响。因此，当环境相对湿度有较大的变化时，可适当调整工序蒸汽量，保障二润和烤前水分稳定，有利于降低复烤环节烘烤的调整压力。
3 结论
打叶复烤段车间环境温湿度的区域差异不明显，各区域间温湿度比较一致，监测点建议在润叶区和复烤区各设置1个即可。车间内环境温度多处于13～22℃，相对湿度处于35%～60%，多数情况处于较为理想水平。车间内外温度呈明显线性相关，可通过天气预报对车间内最高、最低温度进行有效预测。环境温度与润叶后烟叶温度和下机后烟叶温度有显著相关性，且具有传递性，因此，当环境温度有较大变化时，应及时调整工艺参数保障工艺质量稳定性。相比之下，环境相对湿度与工艺水分的影响稍小，但为了有效保障工艺水分稳定性，也应当在环境湿度有较大变化时，对二润蒸汽添加量进行及时调整。
参考文献
[1]Takayoshi KUROIWA，Yukio NAKANISHI.Messurement of Migration Rate of Water in Cured Tobacco Material[J].Food Science and Technology Research，2003，9（3）：245-249.
[2]杨洋，杨雨波，许洪庆，等.烤烟打叶复烤加工对成品片烟结构的影响[J].中国农学通报，2018，34（33）：48-55.
[3]刘彦岭，王泽理，周强，等.打叶复烤润叶段水分温度控制模型的建立[J].安徽农学通报，2017，23（22）：109-111.
[4]李善莲，王戈，堵劲松，等.基于优良操作的打叶复烤过程含水率稳定管控研究[J].湖南农业科学，2020（2）：72-75.
[5]杜荣杰，邢优诚，尤长虹，等.卷烟卷制质量与车问温湿度的关系[J].烟草科技，2007，232（1）：10-12.
[6]白新亮，胡军，王俊，等.环境温湿度对烟用香料在卷烟中转移行为的影响[J].烟草科技，2012，296（3）：38-47.
[7]顾亮，李春光，刘强，等.环境温湿度度对配送烟丝质量及卷烟质量的影响[J].食品与机械，2017，33（4）：190-194.
（责编：张宏民）
关键词：打叶复烤;环境温湿度;过程质量;线性相关
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）22-0137-03
Abstract：This paper designs and implements the automatic monitoring of environmental temperature and humidity in different production areas，and collects process quality data under corresponding conditions，and analyzes the correlation laws between different monitoring points，inside and outside the workshop，environment condition and process quality.The results show that the temperature and humidity data between the various monitoring points are basically the same，and the environmental conditions in the workshop are relatively balanced.There is a linear relationship between the temperature inside and outside the workshop，and the temperature change in the workshop can be effectively predicted through the weather forecast.The temperature and humidity of the workshop environment have a significant impact on the process quality of the leaf moisturizing process.If the environmental environmental temperature and humidity are too high or too low，the hot air and steam parameters should be adjusted in real time to ensure stable process quality.
Key words：Threshing and redrying;Environmental temperature and humidity;Process quality;Linear correlation
在打叶复烤加工中，各工序处理后的烟叶水分、温度被定义为工序过程质量，其控制好坏将直接影响到最终产品质量的符合性[1-2]。而烟叶水分、温度控制主要是依靠各类加温加湿或烘烤工艺设备加工处理完成[3-4]。由于烟叶自身吸湿性强、加工产线长、车间不具备恒温恒湿条件，各工序处理后的烟叶水分、温度与环境温湿度之间存在明显的相关规律，即随着环境温湿度变化工序过程质量稳定性受到影响，特别是季节性温湿度变化和昼夜性温湿度变化对其影响明显。因此，为了保障工艺质量的稳定性，要探究环境温湿度与工序过程质量间的相关规律，明确不同温湿度条件下关键工序的工艺补偿。然而，在卷烟生产中，环境温湿度的采集使用比较成熟[5-7]，但在其“第一车间”打叶复烤环节却并未得到应有的重视，从而在一定程度上制约了复烤企业精细化管控的进一步发展。为此，本研究设计开展了打叶复烤环境温湿度监控分析，并探究了环境温湿度与工序过程质量的相关性规律，以期为制定不同温湿度下调整工艺提供支持。
1 材料与方法
1.1 数据采集 车间现场分别在投料区、润叶区、复烤区配备温湿度自动采集设备，采集频次为1次/5min;车间外温湿度数据由历史天气查询获得;片烟含水率、装箱温度检测频次分别为1次/3箱，由企业质检室提供;工序过程质量（工艺温度、水分）实时数据采集频次为1次/min，由车间中控室提供。
1.2 数据分析 采用Excel进行数据的分类、剪裁、组合、匹配等预处理，同时进行相关描述性统计;采用SPSS或minitab进行相关判定性统计。
2 结果与分析
2.1 不同监测点间的温湿度差异 监测实验中在投料区、润叶区、复烤区均配备温湿度自动采集装置，表1、表2为2018年12月至2019年4月期间（生产旺季）3处监测点温湿度数据的极差和相关系数统计。由表1、表2可知，实时数据间极差较小，温度极差在1℃以内的占比为64.37%，2℃以内达92.41%，相对湿度3%以内72.13%，5以内88.66%;数据变化的跟随性好，其相互之间温度的相关系数均值为89.88%，相对湿度的相关系数均值为91.86%。表明3处监测点温湿度数据一致性较高，同时由于监测点间相互距离在30m以上，说明打叶复烤段各区域间温湿度比较一致。
2.2 车间环境温湿度的变化范围 图1、图2为2018年12月至2019年4月期间车间环境温湿度的变化范围。由图1、图2可知，温度主要集中在13～22℃，相对湿度在30%～60%，但也存在较多不容忽视的温湿度偏高、偏低问题。但整体相对于车间外的气候环境温湿度变化幅度大大减低，有利于加工生产。 2.3 车间内外环境温度的相关关系 通过天气预报查询，可对车间外部环境温度进行可靠预测，如果车间内外部温度之间也具备线性关系，车间内部温度将具有一定的可预见性。通过比较5个月以来车间内外最高最低温度的相关性，其结果见图3、图4。由图3、图4可知，两者间线性关系明显;车间外最高温度=-22.0+1.74×车间内最高温度，判定系数R2为0.83，方差检验P值0.00;车间外最低温度=-21.0+1.52×车间内最低温度，判定系数R2为0.74，方差检验P值0.00。因此，回归方程线性有效，可以实现通过当地天气预报温度值有效预测车间内部温度值。
2.4 环境温湿度对工艺过程质量的影响
2.4.1 温度 按照生产经验，环境温度与关键工序处理后烟叶温度（工艺温度）应具有一定相关性。由表3可知，环境温度与一润后烟叶温度、二润后烟叶温度、下机后烟叶温度均有正相关性，而且此时分析的数据均在1000以上，极显著水平P（0.01）為0.081，可见均达到极显著相关，而且表现出随着工序递进相关系数呈上升趋势，这与实际中烟叶随着加工在环境中暴露时间变长，从而受影响越显著是吻合的。从而可推论出，随着环境温度上升或下降，关键工序工艺的温度也随之提高或降低，并最终对产品温度产生了显著影响。因此，当环境温度发生较大变化时，应及时调整工序热风或烘烤的温度设定，以保证工序温度稳定。
2.4.2 湿度 由表4可知，环境相对湿度与关键工序工艺水分的影响较小，主要影响集中在环境相对湿度与二润后烟叶水分和复烤前烟叶水分有极显著相关。其可能是因为相对湿度主要影响工序处理后烟叶水分散失，当环境湿度较高时，一润叶后的烟叶水分散失较慢，对二润后和复烤前烟叶水分保持有利，相反降低时则不利，而复烤过程对烟叶水分有较高强度的降低处理，下机水分一般保持在平衡含水率水平，此时环境相对湿度作用时间短，不会对其产生影响。因此，当环境相对湿度有较大的变化时，可适当调整工序蒸汽量，保障二润和烤前水分稳定，有利于降低复烤环节烘烤的调整压力。
3 结论
打叶复烤段车间环境温湿度的区域差异不明显，各区域间温湿度比较一致，监测点建议在润叶区和复烤区各设置1个即可。车间内环境温度多处于13～22℃，相对湿度处于35%～60%，多数情况处于较为理想水平。车间内外温度呈明显线性相关，可通过天气预报对车间内最高、最低温度进行有效预测。环境温度与润叶后烟叶温度和下机后烟叶温度有显著相关性，且具有传递性，因此，当环境温度有较大变化时，应及时调整工艺参数保障工艺质量稳定性。相比之下，环境相对湿度与工艺水分的影响稍小，但为了有效保障工艺水分稳定性，也应当在环境湿度有较大变化时，对二润蒸汽添加量进行及时调整。
参考文献
[1]Takayoshi KUROIWA，Yukio NAKANISHI.Messurement of Migration Rate of Water in Cured Tobacco Material[J].Food Science and Technology Research，2003，9（3）：245-249.
[2]杨洋，杨雨波，许洪庆，等.烤烟打叶复烤加工对成品片烟结构的影响[J].中国农学通报，2018，34（33）：48-55.
[3]刘彦岭，王泽理，周强，等.打叶复烤润叶段水分温度控制模型的建立[J].安徽农学通报，2017，23（22）：109-111.
[4]李善莲，王戈，堵劲松，等.基于优良操作的打叶复烤过程含水率稳定管控研究[J].湖南农业科学，2020（2）：72-75.
[5]杜荣杰，邢优诚，尤长虹，等.卷烟卷制质量与车问温湿度的关系[J].烟草科技，2007，232（1）：10-12.
[6]白新亮，胡军，王俊，等.环境温湿度对烟用香料在卷烟中转移行为的影响[J].烟草科技，2012，296（3）：38-47.
[7]顾亮，李春光，刘强，等.环境温湿度度对配送烟丝质量及卷烟质量的影响[J].食品与机械，2017，33（4）：190-194.
（责编：张宏民）