降低切絲過(guò)程泥條產(chǎn)生量研究

朱建新

（河南中煙安陽(yáng)卷煙廠，河南 安陽(yáng) 455000）

具有一定流量的煙片通過(guò)進(jìn)料輸送裝置進(jìn)入料斗，經(jīng)過(guò)推板的往復(fù)擺動(dòng)，壓實(shí)煙片，減少空穴，并將煙片推送到具有一定夾角，呈喇叭口形狀的上、下銅排鏈之間。在銅排鏈向前運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，煙片一方面向前運(yùn)動(dòng)，一方面受到上銅排鏈向下作用力逐漸壓縮，到達(dá)通道小端的矩形刀門(mén)處時(shí)，由于刀門(mén)氣缸的向下壓力煙片形成堅(jiān)實(shí)的煙餅。主電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)刀輥沿刀門(mén)旋轉(zhuǎn)，刀輥轉(zhuǎn)速和排鏈速度由PLC控制，并按嚴(yán)格的比率保持運(yùn)行。置于刀輥上的切絲刀片分別由推刀裝置作連續(xù)或斷續(xù)的定量進(jìn)給，并由磨刀器往復(fù)磨礪，形成了一個(gè)規(guī)定直徑的、刃口鋒利的切削圓柱體，將從刀門(mén)連續(xù)送出的“煙餅”切成所要求寬度的煙絲，從落料斗送出，從而完成整個(gè)切絲過(guò)程。煙絲純凈度也是影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一，而泥條產(chǎn)生量較高嚴(yán)重影響煙絲純凈度。泥條是在切絲過(guò)程中，油份、糖類(lèi)以及粉塵等在導(dǎo)絲條上聚集成塊，隨著刀輥切削過(guò)程被甩出，混入煙絲中，在后續(xù)工序很難剔除干凈。殘存的泥條在卷接過(guò)程中會(huì)造成煙槍阻塞、煙支搭口裂開(kāi)、產(chǎn)生跑條以及竹節(jié)、空頭煙支等。在卷制過(guò)程中易刺破卷煙紙，使卷煙廢品率加大，降低卷煙機(jī)的工作效率，導(dǎo)致卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。為解決切絲過(guò)程泥條產(chǎn)生量過(guò)大問(wèn)題，通過(guò)改變導(dǎo)絲條結(jié)構(gòu)尺寸和表面涂層等手段，著重對(duì)影響切絲寬度及泥條產(chǎn)生量的關(guān)鍵因素進(jìn)行研究，切后葉絲泥條量由原來(lái)的12Kg/批次降低到0.6Kg/批以下，為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供有力的技術(shù)支撐。

1 改進(jìn)方法

切絲工序是卷煙工業(yè)制絲生產(chǎn)線上的關(guān)鍵工序之一，該工序負(fù)責(zé)將煙片切成一定寬度的葉絲。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)原因，在切絲過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生煙絲泥條，泥條在后續(xù)工序中很難剔除，如果卷入煙支將會(huì)影響卷煙的感官質(zhì)量。切絲過(guò)程中，當(dāng)煙片被壓成煙餅時(shí)，煙片受到上銅排鏈向下作用力逐漸壓縮，到達(dá)通道小端的矩形刀門(mén)處時(shí)，由于刀門(mén)氣缸的向下壓力煙片形成堅(jiān)實(shí)的煙餅。在壓餅過(guò)程中，由于壓力較大，煙片的細(xì)胞的結(jié)構(gòu)受到破壞，細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)、糖類(lèi)和油分物質(zhì)浸出細(xì)胞壁，粘結(jié)在細(xì)胞表面。在切絲過(guò)程中，切刀在切削過(guò)程中會(huì)帶出一部分細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)、糖類(lèi)和油分物質(zhì)。由于導(dǎo)絲條表面有一定的粗糙程度，所以這些細(xì)胞質(zhì)、糖類(lèi)和油分物質(zhì)加上煙片中水和灰塵會(huì)漸漸地在導(dǎo)絲條上粘結(jié)，達(dá)到一定時(shí)間以后，粘結(jié)的物質(zhì)會(huì)越來(lái)越多，最后在滾刀切削過(guò)程中被甩出來(lái)混在煙絲中。泥條在煙絲中的含量在一定程度影響了卷煙質(zhì)量，同時(shí)也影響了卷煙的吸食安全性。

1.1 現(xiàn)狀調(diào)查

對(duì)安陽(yáng)卷煙廠在產(chǎn)牌號(hào)卷煙切絲后煙絲純凈度進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)表3-28），各牌號(hào)卷煙切后煙絲在不同程度上都存在著泥條產(chǎn)生，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越高，存在的問(wèn)題越明顯。以黃金葉（硬紅旗渠）為例，平均每批次切后煙絲泥條產(chǎn)生量為12.03Kg，嚴(yán)重影響了切后煙絲純凈度及卷煙品質(zhì)，因此，減小切絲過(guò)程中泥條的產(chǎn)生量是十分必要的。

表1 不同牌號(hào)卷泥條條產(chǎn)生量檢測(cè)數(shù)據(jù)（Kg/批次）

1.1.1 切絲時(shí)間對(duì)泥條產(chǎn)生量的影響

對(duì)切絲機(jī)正常保養(yǎng)后，在制絲線正常工作的前提下，從30-240min，每30min為一個(gè)梯度進(jìn)行測(cè)試，得到切絲泥條數(shù)據(jù)。

圖1 切絲時(shí)間與泥條產(chǎn)生量的關(guān)系

從圖可以看出，在切絲機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)90min內(nèi)，泥條量隨切絲時(shí)間的增加而增加。當(dāng)切絲機(jī)正常工作90min后，泥條產(chǎn)生量趨于穩(wěn)定。由于導(dǎo)絲條表面有一定的粗糙程度，在壓餅和切削過(guò)程中，產(chǎn)生的細(xì)胞質(zhì)、糖類(lèi)和油分物質(zhì)加上煙片中水和灰塵會(huì)在導(dǎo)絲條上粘結(jié)，隨著時(shí)間的增加，導(dǎo)絲條上粘結(jié)得越多，產(chǎn)生的泥條量也會(huì)越多，達(dá)到一定時(shí)間后，導(dǎo)絲條上粘結(jié)的這些物質(zhì)達(dá)到最大值，泥條的產(chǎn)生量也達(dá)到最大。而后隨著時(shí)間的增加，泥條量不再增加，趨于穩(wěn)定。

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，泥條的主要產(chǎn)生在導(dǎo)絲條與刀片連接處，特別是導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧處，因此對(duì)導(dǎo)絲條結(jié)構(gòu)尺寸的改進(jìn)，主要是調(diào)整導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧曲率半徑及圓心位置。將導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧曲率半徑順次改變?yōu)?mm（取消過(guò)渡圓?。?mm、3.2mm（圓心位置為16.11mm），裝配到切絲機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。

表2 不同導(dǎo)絲條結(jié)構(gòu)尺寸測(cè)試結(jié)果（黃金葉（硬紅旗渠））

表3 單因子方差分析

由單因子方差分析（表3）可以看出，P=0.000，小于0.01，說(shuō)明導(dǎo)絲條結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)泥條產(chǎn)生量影響極顯著。

將導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧在原機(jī)導(dǎo)絲條基礎(chǔ)上，增大過(guò)渡圓弧曲率半徑（5mm），泥條產(chǎn)生量隨之減少。推斷原因可能是由于增大過(guò)渡圓弧曲率半徑后，過(guò)渡圓弧與倒絲圓弧銜接更為平緩，尖頂變小，切絲過(guò)程中，切后煙絲與過(guò)渡圓弧、倒絲圓弧的接觸概率較高，在過(guò)渡圓弧、倒絲圓弧的作用下拋出，并隨即帶走切絲粉塵，下落到料槽內(nèi)。在此過(guò)程中，粉塵不易在此處聚集，所以泥條產(chǎn)生量降低。但是，隨著過(guò)渡圓弧曲率半徑增加，在其他尺寸不變的情況下，導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧與接刀面的夾角減小，易造成將導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧磨損，使用壽命降低。并且，隨著導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧磨損，過(guò)渡圓弧與倒絲圓弧銜接除尖頂變大，煙絲在尖頂處的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化，容易形成新的泥條。

綜合考慮導(dǎo)絲條的使用壽命和泥條產(chǎn)生量?jī)蓚€(gè)因素，在過(guò)渡圓弧曲率半徑（5mm）基礎(chǔ)上，適當(dāng)減小曲率半徑并改變過(guò)渡圓弧圓心位置，選擇過(guò)渡圓弧半徑為3.2mm，圓心位置16.11mm。實(shí)驗(yàn)證明，泥條產(chǎn)生量顯著降低。推斷原因可能是由于改變過(guò)渡圓弧曲率半徑后，過(guò)渡圓弧與倒絲圓弧銜接較為平緩，尖頂變小，切絲過(guò)程中，切后煙絲與過(guò)渡圓弧、倒絲圓弧的接觸概率較高，在過(guò)渡圓弧、倒絲圓弧的作用下拋出，并隨即帶走切絲粉塵，下落到料槽內(nèi)，并且由于導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧磨損減小，尖頂變化不顯著，煙絲在尖頂處的運(yùn)行狀態(tài)未發(fā)生明顯變化，在此過(guò)程中，粉塵不易在此處聚集，所以泥條產(chǎn)生量明顯降低。

1.2 導(dǎo)絲條表面涂層對(duì)泥條產(chǎn)生量的影響

導(dǎo)絲條表面粗糙度也是影響泥條產(chǎn)生量的一個(gè)重要因素。通過(guò)前期調(diào)研，得出在導(dǎo)絲條表面涂鍍不粘涂料，即減小導(dǎo)絲條表面粗糙度，是降低泥條產(chǎn)生量的一個(gè)重要手段。

為驗(yàn)證新涂料的表面粗糙度和對(duì)泥條產(chǎn)生量的影響，通過(guò)對(duì)涂鍍特氟龍、納米碳材料的導(dǎo)絲條（結(jié)構(gòu)尺寸未改變前）表面粗糙度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)對(duì)實(shí)施后的泥條量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，

表4 導(dǎo)絲條表面涂層單因子方差分析

由單因子方差分析可以看出，P=0.000，小于0.01，說(shuō)明導(dǎo)絲條表面涂層對(duì)導(dǎo)絲條表面粗糙度、泥條產(chǎn)生量影響極顯著。使用后大大降低了切絲過(guò)程中泥條的產(chǎn)生。由此可知，在導(dǎo)絲條表面涂鍍不粘材料是可行的。

2 應(yīng)用效果

當(dāng)導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧曲率半徑為3.2mm（圓心位置為16.11mm）、導(dǎo)絲條表面涂層材料為納米碳材料、增大切絲機(jī)除塵系統(tǒng)實(shí)際功率為0.75kW后，泥條產(chǎn)生量大大降低，以黃金葉（硬紅旗渠）為例，泥條產(chǎn)生量降低至0.54Kg/批次，達(dá)到了預(yù)期效果。

研究結(jié)果表明：

（1）切絲泥條產(chǎn)生量隨著切絲機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加而增加，90min以后泥條的產(chǎn)生量趨于穩(wěn)定，測(cè)量泥條產(chǎn)生量應(yīng)正常開(kāi)機(jī)后90min后取樣。

（2）切刀伸出量、導(dǎo)絲條表面溫度對(duì)泥條產(chǎn)生量的影響不顯著。

（3）通過(guò)改變導(dǎo)絲條結(jié)構(gòu)尺寸，即適當(dāng)減小過(guò)渡圓弧曲率半徑，增大過(guò)渡圓弧圓心位置，縮短頂尖高度，能有效減少切絲過(guò)程中泥條的產(chǎn)生，當(dāng)過(guò)渡圓弧曲率半徑為3.2mm，圓心位置為16.11mm時(shí)，泥條產(chǎn)生量由原導(dǎo)絲條的12Kg/批次降低至3.63Kg/批次，降低了70.94%。

（4）在導(dǎo)絲條表面涂鍍納米碳材料，可有效減小導(dǎo)絲條表面粗糙度，降低切絲過(guò)程中泥條的產(chǎn)生。

（5）切絲機(jī)除塵系統(tǒng)的輸出功率提升至0.75kW后，除塵效果改善明顯，導(dǎo)絲條的表面粗糙度穩(wěn)定性提高，減少切絲過(guò)程中泥條的產(chǎn)生。

（6）通過(guò)改進(jìn)，當(dāng)導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧曲率半徑為3.2mm，圓心位置為16.11mm，導(dǎo)絲條表面涂鍍納米碳不粘材料，切絲機(jī)除塵系統(tǒng)的輸出功率提升至0.75kW后，切絲泥條產(chǎn)生量由原來(lái)的12.03Kg/批次降低至0.54Kg/批次，已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)值切后葉絲泥條產(chǎn)生量降低至2Kg以下的目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

切絲泥條在后續(xù)工序中很難剔除干凈，殘存的泥條在煙支卷制過(guò)程中易刺破卷煙紙，降低卷煙機(jī)的工作效率，使卷煙機(jī)的停機(jī)率、廢品率增大，最終導(dǎo)致卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。研究結(jié)果表明：

（1）切絲泥條產(chǎn)生量隨著切絲機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加而增加，90min以后泥條的產(chǎn)生量趨于穩(wěn)定，測(cè)量泥條產(chǎn)生量應(yīng)正常開(kāi)機(jī)后90min后取樣。

（2）切刀伸出量、導(dǎo)絲條表面溫度對(duì)泥條產(chǎn)生量的影響不顯著。

（3）在導(dǎo)絲條表面涂鍍納米碳材料，可有效減小導(dǎo)絲條表面粗糙度，降低切絲過(guò)程中泥條的產(chǎn)生。

（4）切絲機(jī)除塵系統(tǒng)的輸出功率提升至0.75KW后，除塵效果改善明顯，導(dǎo)絲條的表面粗糙度穩(wěn)定性提高，減少切絲過(guò)程中泥條的產(chǎn)生。

（5）通過(guò)改進(jìn)，當(dāng)導(dǎo)絲條過(guò)渡圓弧曲率半徑為3.2mm，圓心位置為16.11mm，導(dǎo)絲條表面涂鍍納米碳不粘材料，切絲機(jī)除塵系統(tǒng)的輸出功率提升至0.75kW后，切絲泥條產(chǎn)生量由原來(lái)的12.03Kg/批次降低至0.54Kg/批次，達(dá)到了預(yù)期效果。