一種降低干頭葉絲造碎的方法

張超鋒，馬濤，馮濤

（紅云紅河集團(tuán)新疆卷煙廠，烏魯木齊830000）

1 引言

由于葉絲在薄板烘絲機(jī)干燥過程中，料頭葉絲進(jìn)入滾筒后開始螺旋前進(jìn)，料頭葉絲層逐漸變薄，在與薄板充分接觸并吸收熱量后，迅速脫水而形成干頭。干頭葉絲抗加工能力弱已是行業(yè)內(nèi)的共識(shí)，而這部分葉絲又最先平鋪到儲(chǔ)絲柜底部，受上層煙絲的壓力，容易造成葉絲結(jié)構(gòu)的破壞，現(xiàn)今卷煙廠在控制干頭葉絲量上大多是采用優(yōu)化薄板烘絲設(shè)備及工藝參數(shù)的方法進(jìn)行控制，主要有4種方法：一是增加料頭葉絲工藝流量來稀釋薄板溫度；二是增加料頭葉絲水分，降低相對(duì)脫水量；三是適當(dāng)延長(zhǎng)預(yù)熱階段筒溫轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)階段筒溫的時(shí)間，降低料頭葉絲相對(duì)脫水量；四是優(yōu)化料頭加工時(shí)的滾筒轉(zhuǎn)速、風(fēng)速和排潮開度等參數(shù)來降低干頭葉絲量。該方法主要將干頭葉絲進(jìn)柜儲(chǔ)存的順序進(jìn)行了流程改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)干頭葉絲進(jìn)入儲(chǔ)柜后的底層鋪料轉(zhuǎn)變?yōu)樯蠈愉伭希越档透深^葉絲整絲率結(jié)構(gòu)下降值[2]。

2 材料與方法

2.1 材料及設(shè)備儀器

2016-29-01云煙紫配方葉絲；KL-2薄板烘絲機(jī)（德國(guó)HAUNI公司）；GPT27H16-362.4煙絲緩存柜（云南煙草機(jī)械有限責(zé)任公司）；DPD15H10A煙絲儲(chǔ)絲柜（云南昆船船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司）；QUINTIX5102-1CN電子秤（北京賽多利科學(xué)儀器有限公司）；YQ-2型煙絲振動(dòng)分選篩（鄭州恒德通用機(jī)械有限公司）；TM710紅外水分儀（美國(guó)NDC紅外線工程公司）；BR85-DL-ST7X/TD/E圖爾克光電開關(guān)（德國(guó)圖爾克光電開關(guān)公司）。

2.2 方法

2.2.1 儲(chǔ)柜底層葉絲承受壓力的計(jì)算及試驗(yàn)壓力和面積的選擇

在新疆卷煙廠制絲車間進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，煙絲儲(chǔ)絲柜額定儲(chǔ)量：12000kg，生產(chǎn)一批云煙紫煙絲量為10000kg，煙絲平鋪入柜后，體積形狀如圖1所示，煙絲縱向高度為0.91m，儲(chǔ)存總寬度3.7m，柜內(nèi)煙絲儲(chǔ)存長(zhǎng)度22.4m，通過煙絲縱向截面圖分析，可分為三個(gè)區(qū)域，分別用數(shù)字1、2、3代表，煙絲在儲(chǔ)柜內(nèi)的體積也由這三個(gè)區(qū)域構(gòu)成，其中，1、2均為對(duì)稱區(qū)域，3為獨(dú)立區(qū)域，除了2區(qū)域截面為扇形外，其余區(qū)域均為長(zhǎng)方形。各區(qū)域煙絲體積計(jì)算如下：

單位體積的煙絲密度為：10000/73.3=136.4Kg/m3，相當(dāng)于儲(chǔ)柜底部單位面積的壓力為136.4 Kg/m2，根據(jù)這一壓力推導(dǎo)出0.04m2的柜底部煙絲承受的壓力約為5kg，因此選用0.2×0.2（0.04m2）載物平臺(tái)和壓強(qiáng)力5Kg/0.04m2進(jìn)行干頭葉絲整絲率變化模擬試驗(yàn)。

圖1 煙絲入柜后體積形狀示意圖

2.2.2 干頭葉絲造碎試驗(yàn)

在薄板烘絲機(jī)出口水分儀后取約5公斤云煙紫干頭葉絲，葉絲水分以在線紅外水分儀顯示值為依據(jù)，這部分葉絲先通過煙絲振動(dòng)分選篩進(jìn)行篩分，回收煙絲長(zhǎng)度≥2.25mm的長(zhǎng)、中絲作為基準(zhǔn)試驗(yàn)樣品，由于整絲率是長(zhǎng)絲和中絲總重量占檢測(cè)樣品重量的比率，所以基準(zhǔn)樣品葉絲的整絲率視為100%，然后將基準(zhǔn)樣用電子秤分別稱重200g，逐個(gè)放置在13個(gè)底面積為0.2×0.2（0.04m2）的樣品托盤上均勻鋪開，將樣品按照1～13依次編號(hào)。先在煙絲表面鋪上保鮮膜，再將5個(gè)單重為1kg的方形標(biāo)準(zhǔn)砝碼放置在每個(gè)樣品葉絲上方后開始計(jì)時(shí)，以1小時(shí)為間隔單位，時(shí)間到達(dá)后分別用煙絲振動(dòng)分選篩進(jìn)行煙絲結(jié)構(gòu)檢測(cè)[1]。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 干頭葉絲整絲率變化試驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果分析，結(jié)果證明，當(dāng)一批次煙絲全部進(jìn)柜后，第一小時(shí)儲(chǔ)存時(shí)間里干頭葉絲造碎最為嚴(yán)重，整絲率直接下降23.5%，數(shù)據(jù)分析時(shí)，為防止基準(zhǔn)整絲率（100%）對(duì)整體結(jié)果的影響，先對(duì)該數(shù)據(jù)剔除后再進(jìn)行回歸分析，二次回歸方程為：整絲率%=77.70-1.175施壓時(shí)間（h）+0.05165施壓時(shí)間（h）**2，絕對(duì)系數(shù)R=0.976，證明干頭葉絲整絲率在2～8小時(shí)的儲(chǔ)存時(shí)間范圍內(nèi)呈逐步下降趨勢(shì)，多存放1小時(shí)，干頭葉絲整絲率下降約1.175%，存放8小時(shí)后，干頭葉絲整絲率下降值趨于平穩(wěn)。形成這種結(jié)果的原因主要是葉絲初始階段較蓬松，受到上部壓力后，葉絲形狀迅速收縮并斷裂，所以整絲率在初始儲(chǔ)存階段下降較大，之后隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)以及葉絲收縮的空間逐步降低，整絲率開始緩慢下降直至平穩(wěn),通過試驗(yàn)證明，整絲率最大下降值極差（R1）達(dá)到29.1%。

3.2 干頭葉絲模擬進(jìn)出儲(chǔ)柜的長(zhǎng)絲率檢測(cè)結(jié)果及分析

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果證明，干頭葉絲進(jìn)出煙絲緩存柜后，整絲率保持在93.9%～96.2%之間，整絲率最大下降值極差（R2）為6.1%，這部分整絲率下降的主要原因是，受到加工過程中一些難以避免的如機(jī)械碰撞、下料落差等因素的影響而產(chǎn)生的結(jié)果，可視為正常損耗。試驗(yàn)結(jié)果說明干頭葉絲如果不受外力擠壓，整絲率下降幅度會(huì)明顯降低。

4 干頭葉絲進(jìn)柜流程改進(jìn)和工作原理

4.1 葉絲行進(jìn)流程的改進(jìn)及設(shè)備構(gòu)成

為了防止干頭葉絲在儲(chǔ)絲柜底部受壓造碎，最好將這部分葉絲在儲(chǔ)柜內(nèi)的煙絲頂層鋪料，而干頭葉絲實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)絲柜頂層平鋪，需要在煙絲摻配工序和加香工序之間安裝一個(gè)煙絲緩存柜和相關(guān)輔聯(lián)皮帶機(jī)，同時(shí)在煙絲緩存柜出料皮帶機(jī)一端安裝一個(gè)光電開關(guān)，用于探測(cè)煙絲位置。

4.2 設(shè)備工作原理

根據(jù)流程原理，可將設(shè)備運(yùn)行分為4個(gè)步驟：①當(dāng)干頭葉絲經(jīng)過烘絲后的葉絲皮帶秤時(shí)，PLC程序按照設(shè)計(jì)值開始自動(dòng)計(jì)時(shí)，此時(shí)，雙向皮帶機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，將干頭葉絲尋堆進(jìn)入煙絲緩存柜內(nèi)；②緩存柜進(jìn)料延時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值后，雙向皮帶機(jī)自動(dòng)切換為正轉(zhuǎn)，后序過來的正常煙絲開始流向煙絲儲(chǔ)存方向，此時(shí)，緩存柜進(jìn)料行車?yán)^續(xù)按照程序設(shè)定時(shí)間延時(shí)運(yùn)行；③當(dāng)煙絲緩存柜進(jìn)料行車延時(shí)結(jié)束后，緩存柜出料自動(dòng)啟動(dòng)，干頭煙絲到達(dá)探料光電開關(guān)位置自動(dòng)停止；④當(dāng)葉絲皮帶秤葉絲累計(jì)量達(dá)到程序設(shè)定條件時(shí)，程序再次進(jìn)入自動(dòng)計(jì)時(shí)階段，延時(shí)時(shí)間到達(dá)后，停放有干頭煙絲的皮帶機(jī)和緩存柜出料自動(dòng)運(yùn)行，將干頭煙絲隨該批次尾料進(jìn)入后工序，即實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)絲柜上層鋪料。

5 結(jié)論與討論

①通過模擬煙絲儲(chǔ)絲柜底層壓力，得出了干頭葉絲在儲(chǔ)絲柜底層經(jīng)過存放后的整絲率最大下降值（極差值R1），另外還模擬了干頭葉絲進(jìn)出煙絲緩存柜后的整絲率最大下降值（極差值R2），通過結(jié)果對(duì)比，證明改變干頭葉絲進(jìn)儲(chǔ)絲柜的流程，可以將該部分葉絲整絲率下降值減少23%，降低了干頭葉絲造碎量。在這一試驗(yàn)結(jié)果的支撐下，對(duì)干頭葉絲進(jìn)柜流程進(jìn)行了改進(jìn)。②通過對(duì)干頭葉絲進(jìn)入煙絲儲(chǔ)存柜的進(jìn)料流程改進(jìn)后，設(shè)備運(yùn)行正常，干頭葉絲的結(jié)構(gòu)經(jīng)過反復(fù)檢測(cè)，與模擬試驗(yàn)的結(jié)果基本一致，大大降低了該部分葉絲的造碎量。