打葉復(fù)烤鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙物質(zhì)的控制研究

李紅梅，楊家華

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司紅河卷煙廠，云南 彌勒 661400）

煙葉是卷煙制品加工的主要原料，其質(zhì)量和純凈度直接關(guān)系到卷煙制品的質(zhì)量，關(guān)系到卷煙品牌在煙草市場(chǎng)的品牌競(jìng)爭(zhēng)力和品牌效益。隨著煙草市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇及消費(fèi)者健康意識(shí)的提高，國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)對(duì)煙葉原料中非煙物質(zhì)的控制提出了嚴(yán)格的對(duì)標(biāo)指標(biāo)。煙葉作為一種可食用農(nóng)產(chǎn)品，在初烤、收購(gòu)、運(yùn)輸及打葉復(fù)烤等過程中不可避免的會(huì)混入一些非煙物質(zhì)，煙葉中的非煙物質(zhì)嚴(yán)重影響卷煙制品的質(zhì)量。在煙葉的調(diào)撥環(huán)節(jié)中，打葉復(fù)烤作為卷煙工業(yè)在煙葉調(diào)撥鏈上的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是卷煙原料加工的第一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)煙葉中非煙物質(zhì)的有效控制，提高成品片煙純凈度，為卷煙加工提供優(yōu)質(zhì)純凈的原料發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，打葉復(fù)烤應(yīng)在各個(gè)環(huán)節(jié)，利用人機(jī)結(jié)合的非煙物質(zhì)控制技術(shù)，抓好加工全過程雜物控制，加強(qiáng)打葉復(fù)烤加工各環(huán)節(jié)雜物管控力度，提升成品片煙純凈度。

鋪葉組配投料環(huán)節(jié)作為打葉復(fù)烤預(yù)處理加工工序，是非煙物質(zhì)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其工藝任務(wù)是將真空回潮后的煙葉，解把后均勻的鋪在鋪葉擺把機(jī)輸送皮帶上，經(jīng)切斷機(jī)切斷后進(jìn)入配方柜進(jìn)行葉組混配。由于該環(huán)節(jié)沒有配套的除雜設(shè)備，對(duì)于對(duì)非煙物質(zhì)的控制，只能是通過鋪葉擺把工在鋪葉的過程中，盡量將煙葉在鋪葉臺(tái)上攤開鋪薄，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并清除混入的非煙物質(zhì)。但在實(shí)際的質(zhì)量抽檢過程中發(fā)現(xiàn)，剔雜效果并不理想。為了提高鋪葉組配投料環(huán)節(jié)的剔雜效果，特對(duì)該環(huán)節(jié)非煙物質(zhì)的控制進(jìn)行了研究。

1 鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙雜物剔除現(xiàn)狀

在鋪葉組配投料環(huán)節(jié)，非煙雜物的剔除主要依靠鋪葉擺把工人在鋪葉的過程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并清除混入的非煙物質(zhì)，為全面了解鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙雜物的剔除現(xiàn)狀，特對(duì)同一批次同一等級(jí)煙葉在同一時(shí)段對(duì)非煙雜物剔除情況連續(xù)跟蹤10天，非煙物質(zhì)剔除情況見表1。

從表1中看出，通過人工在線剔雜方式，每100t煙葉中可以剔除非煙物質(zhì)1.90kg。

2 鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙雜物剔除現(xiàn)狀分析

鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙物質(zhì)控制方式主要是人工除雜，通過鋪葉擺把的方式，剔除一部分非煙物質(zhì)，但在實(shí)際操作中，剔雜效率較低，剔雜效果不佳，主要表現(xiàn)為：

表1 非煙物質(zhì)剔除情況表Table 1 non-smoking substance removal table

一是鋪葉擺把工屬計(jì)件工資制，鋪葉擺把工人會(huì)下意識(shí)的提高鋪葉擺把速度，以增加鋪葉擺把數(shù)量，這一現(xiàn)象造成鋪葉擺把不徹底，存在把煙、餅煙及鋪葉不均勻?qū)е路菬熚镔|(zhì)剔除不徹底的現(xiàn)象，如圖1所示。

圖1 把煙、餅煙及非煙雜物Fig.1 bunch of tobacco,cake tobacco and non-tobacco Sundries

二是在鋪葉組配投料環(huán)節(jié)，鋪葉擺把臺(tái)輸送皮帶速度過快，鋪葉擺把工為了跟上輸送皮帶的速度，弱化了對(duì)非煙雜物的剔除。

三是由于每天生產(chǎn)結(jié)束后，設(shè)備清潔不到位，致使設(shè)備死角殘存的非煙物質(zhì)在設(shè)備啟動(dòng)時(shí)混入煙葉，如圖2所示。

圖2 上位新增超限報(bào)警設(shè)定Fig.2 upper limit of the new alarm settings

四是鋪葉組配投料環(huán)節(jié)煙葉流量波動(dòng)不穩(wěn)定，加之鋪葉擺把工人鋪葉速度與鋪葉擺把機(jī)皮帶速度不匹配，導(dǎo)致輸送皮帶落料口處頻繁堵料。

3 鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙雜物剔除研究

依據(jù)中國(guó)煙葉公司印發(fā)的文件《關(guān)于印發(fā)打葉復(fù)烤五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指引的通知》中基于人機(jī)結(jié)合的非煙物質(zhì)控制技術(shù)指引，針對(duì)鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙雜物控制，可通過延長(zhǎng)鋪葉線、增加鋪葉臺(tái)位的方式適當(dāng)降低鋪葉皮帶速度，給鋪葉工留足剔雜反應(yīng)時(shí)間，保證剔雜效果。結(jié)合車間生產(chǎn)實(shí)際，不能通過延長(zhǎng)鋪葉線、增加鋪葉臺(tái)位的方式來保證剔雜效果。為保證剔雜效果，結(jié)合非煙物質(zhì)剔除現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造：

3.1 對(duì)鋪葉組配投料環(huán)節(jié)2臺(tái)計(jì)量型電子稱增加超流量預(yù)警提醒

鋪葉組配投料環(huán)節(jié)共有2臺(tái)計(jì)量型電子稱，有6條鋪葉皮帶，每3條鋪葉皮帶的物料匯集后由一臺(tái)電子稱進(jìn)行計(jì)量，每條鋪葉皮帶共有20個(gè)工位40人，3條挑選皮帶共有120人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在保質(zhì)保量的情況下，每人每小時(shí)鋪葉擺把142kg,據(jù)此，3條鋪葉皮帶每小時(shí)輸送的煙葉重量約為17t。因此，將17t/h的瞬時(shí)流量定為電子秤超限預(yù)警提醒流量。結(jié)合車間《關(guān)于加強(qiáng)預(yù)處理段生產(chǎn)流量控制》的管理規(guī)定,我們對(duì)2計(jì)量型電子稱進(jìn)行超流量預(yù)警光源提醒控制改造,分別在鋪葉組配投料區(qū)域醒目位置2#、5#切斷機(jī)上安裝了兩盞預(yù)警指示燈，設(shè)計(jì)開發(fā)2臺(tái)電子稱超流量預(yù)警提醒控制程序、上位工控機(jī)控制程序，實(shí)現(xiàn)當(dāng)2臺(tái)電子稱的瞬時(shí)流量超過上位機(jī)上的“超限流量報(bào)警設(shè)定值”17t/h，報(bào)警燈亮，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員管理,對(duì)在線流量進(jìn)行過程管控,實(shí)時(shí)提醒鋪葉擺把人員統(tǒng)一控制好挑選速度，保證剔雜效果。

3.1.1 上位操作設(shè)計(jì)

操用設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 流量超限報(bào)警控制程序Fig.3 flow-out-of-gauge Alarm Control Program

3.1.2 超限報(bào)警控制程序

當(dāng)瞬時(shí)流量大于超限報(bào)警設(shè)定流量，且持續(xù)時(shí)間在5s以上，報(bào)警燈亮，提醒挑選臺(tái)人員電子稱流量超限。由于鋪葉擺把速度放慢，鋪葉擺把人員鋪葉解把均勻、徹底，夾雜在煙葉中的非煙物質(zhì)被有效揀出，餅煙、把煙鋪料不到位等情況明顯改善，非煙物質(zhì)控制效果明顯。

3.2 對(duì)鋪葉組配投料環(huán)節(jié)2臺(tái)計(jì)量型電子稱增加定流量停機(jī)功能

為有效控制鋪葉擺把速度，保證非煙雜物控制效果，增加電子稱定流量停機(jī)功能。在鋪葉擺把輸送皮帶流量超過報(bào)警流量17000kg/h時(shí)，流量提醒報(bào)警燈亮，如果鋪葉擺把人員還未放慢鋪葉速度，流量持續(xù)增大超過定流量設(shè)定的18000kg/h時(shí)，電子稱及所有的鋪葉輸送皮帶將聯(lián)動(dòng)停機(jī)，以強(qiáng)制要求控制鋪葉擺把速度。

3.2.1 上位操作設(shè)計(jì)

新增異常流量設(shè)定如釁4所示。

圖4 上位新增異常流量設(shè)定Fig.4 new abnormal traffic settings

3.2.2 異常流量停機(jī)主控制程序

當(dāng)瞬時(shí)流量大于異常流量設(shè)定，且持續(xù)時(shí)間在10s以上時(shí)，電子稱后續(xù)及鋪葉輸送皮帶設(shè)備全部停機(jī)。增加設(shè)定流量停機(jī)功能后，改善了鋪葉擺把效果，保證了剔雜效果。如圖5。

3.3 對(duì)鋪葉組配投料環(huán)節(jié)匯集輸送皮帶電機(jī)設(shè)置反轉(zhuǎn)功能

每天設(shè)備啟動(dòng)前，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)檢查，清除設(shè)備內(nèi)遺留的各種非煙物質(zhì)，避免混入煙葉，但因設(shè)備較多，非煙物質(zhì)形態(tài)、大小不一、檢查全面性等因素影響，難以保證殘留在設(shè)備內(nèi)的非煙物質(zhì)被徹底清除，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，殘留在輸送皮帶上的非煙物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)葉柜，影響成品片煙純凈度。針對(duì)這一情況，對(duì)鋪葉組配投料環(huán)節(jié)兩臺(tái)篩沙機(jī)出口匯集皮帶電機(jī)進(jìn)行反轉(zhuǎn)功能設(shè)置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)空機(jī)運(yùn)行時(shí)，匯集輸送皮帶電機(jī)反轉(zhuǎn)，將設(shè)備內(nèi)殘留的非煙物質(zhì)返出裝入雜物盒內(nèi)，當(dāng)電子稱流量達(dá)到程序內(nèi)的設(shè)定流量時(shí)，匯集皮帶自動(dòng)轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)。如圖6～圖 10。

圖5 異常流量停機(jī)主控制程序Fig.5 abnormal flow shutdown main control program

圖6 殘留非煙物質(zhì)通過匯集皮帶反轉(zhuǎn)進(jìn)入雜物盒Fig.6 the residual nonsmoke material is inverted into the sundries box by means of a collection belt

圖7 上位示意圖Fig.7 upper diagram

4 鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙雜物剔除研究效果驗(yàn)證

4.1 非煙雜物剔除情況

為全面了解設(shè)備改造后鋪葉組配投料環(huán)節(jié)非煙雜物的剔除現(xiàn)狀，特對(duì)同一批次同一等級(jí)煙葉在同一時(shí)段對(duì)非煙雜物剔除情況連續(xù)跟蹤一個(gè)月，非煙物質(zhì)剔除情況見表2。

圖8 匯集皮帶正反轉(zhuǎn)設(shè)定流量Fig.8 collector belt forward and reverse set flow

圖9 匯集皮帶反轉(zhuǎn)啟動(dòng)Fig.9 assemble belt inversion starter

圖10 匯集皮帶正轉(zhuǎn)啟動(dòng)Fig.10 the collective belt is turning to start

表2 設(shè)備改造后非煙物質(zhì)剔除情況表Table 2 non-smoke substances removal after equipment modification

對(duì)鋪葉組配投料環(huán)節(jié)設(shè)備進(jìn)行改造后，非煙物質(zhì)每百噸1.90kg增加到每百噸2.09kg，則每百噸增加0.197kg，每天按投料400t計(jì)算，則每天多挑選出細(xì)小雜物0.788kg。

4.2 鋪葉擺把情況

2臺(tái)計(jì)量型電子稱的瞬時(shí)流量峰值由原來的30000kg/h控制到18000kg/h，鋪葉擺把速度變慢，煙葉松散解把徹底，餅煙、把煙鋪料不到位等情況明顯改善。

4.3 設(shè)備內(nèi)非煙物質(zhì)混入煙葉情況

設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，通過匯集皮帶電機(jī)反轉(zhuǎn)功能的設(shè)置，將設(shè)備內(nèi)殘留的非煙物質(zhì)返出裝入雜物盒內(nèi)，當(dāng)電子稱流量達(dá)到程序內(nèi)的設(shè)定流量時(shí)，匯集皮帶自動(dòng)轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，有效減少了非煙物質(zhì)流入下一工序，提高成品片煙純凈度。

4.4 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性情況

鋪葉組配投料環(huán)節(jié)因流量波動(dòng)造成的阻料問題得到根本性解決,物料輸送流暢均勻,設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性得到較大提升。

5 結(jié)語

隨著煙草市場(chǎng)及品牌競(jìng)爭(zhēng)的加劇，對(duì)非煙物質(zhì)的控制是保證卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的需要也是整個(gè)煙草行業(yè)能夠持續(xù)健康發(fā)展的重要保障。打葉復(fù)烤作為卷煙制品的第一道工序，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)非煙物質(zhì)的控制，并利用基于人機(jī)結(jié)合的非煙物質(zhì)控制技術(shù)，保證剔雜效果，從而提高成品煙葉純凈度，保證卷煙制品質(zhì)量。