提高FY37廢煙支處理機殘煙出絲率的研究

張冬芹， 李文亮， 邱清燁 (紅云紅河煙草(集團)有限責任公司新疆卷煙廠，新疆烏魯木齊 830000)

?

提高FY37廢煙支處理機殘煙出絲率的研究

張冬芹， 李文亮， 邱清燁 (紅云紅河煙草(集團)有限責任公司新疆卷煙廠，新疆烏魯木齊 830000)

殘煙的出絲率是衡量廢煙支處理機性能和效率的一項重要指標，也是影響企業節能降耗、卷煙煙絲消耗量的一項關鍵指標。主要針對某卷煙廠制絲車間FY37廢煙支處理機出現了殘廢煙支經處理后仍有部分煙支內有煙絲殘留的問題進行了深入的分析，探討并確定了此現象發生的主要原因，制定了殘煙機及相關設備的改造和工藝參數優化的方案，并加以實施應用，實現了提高各牌號殘煙出絲率的目標。

殘煙；出絲率；高頻篩分

殘煙是卷接后存在外在質量缺陷，但內在質量合格且可重復利用的煙支。出絲率是對殘煙進行相應的處理后，可利用煙絲所占殘煙的比例。廢煙支處理機是對卷包車間生產過程中產生的殘廢煙支進行處理，并將煙支內的煙絲進行回收再利用的設備。FY37廢煙支處理機(以下簡稱“殘煙機”)的主要功能是對卷煙生產過程中產生的殘廢煙支進行處理，使煙絲與煙紙、濾嘴分離，得到可供回收的合格煙絲以供投入再生產利用[1]。在殘煙分離工藝流程中，殘煙出絲率是衡量廢煙支處理機設備效率的一項重要指標。同時，殘煙出絲率也是成本控制的一種有效舉措。

在日常生產中，通過觀察發現某卷煙廠殘煙機處理下來的廢棄卷煙材料內含有大量可以重新利用的合格煙絲，而殘煙機處理下來的廢棄卷煙材料一直被當作垃圾處理，因此有大量煙絲被浪費[2]。筆者分析發現，殘煙煙支經處理后仍有內部煙絲殘留的突出問題，因此尋找工藝參數優化的空間，將殘煙出絲率從攻關前的53%提升至58%，在一定程度上降低了單箱煙絲消耗，滿足企業節能降耗的要求，從而達到提高企業經濟效益的目的。

圖1 殘煙生產關鍵流程

1 殘煙出絲率低的主要原因

1.1 關鍵流程該研究針對殘煙出絲率低進行了詳細地調查并進行了總結分析，殘煙生產關鍵流程如圖1所示。可以看出，殘煙生產的關鍵流程主要由煙支儲存、陡角帶輸送、殘煙機處理、紙屑剔除及高頻振篩幾部分構成，關鍵流程是影響殘煙出絲率的關鍵癥結所在，需重點進行分析后實施改進。

1.2 原因分析及論證對所有影響殘煙出絲率的可能因素進行匯總，并采用調查分析和現場驗證的手段來逐一實施確認各因素的影響程度。①陡角帶輸送頻率。測試陡角帶輸送頻率對殘煙出絲率的影響，其他參數條件按照工藝要求的中心值設定，將陡角帶輸送頻率分別設定為30、40和50 Hz，在這3種水平下經單因子方差分析，得出陡角帶不同的輸送頻率是影響殘煙出絲率的顯著原因。②蒸汽流量。觀察煙支柔韌性，將殘煙機蒸汽流量分別設定為80、100和120 kg/h，測試蒸汽流量對殘煙出絲率的影響，經單因子方差分析得出，此項是顯著原因。③分離機頻率。將殘煙機分離機頻率設定為25、35和45 Hz，在這3種水平下分別統計殘煙出絲率的數據，經單因子方差檢驗說明不同的分離機頻率是影響殘煙出絲率的顯著原因。④增濕機頻率。將增濕機頻率設定為30、40和50 Hz，經單因子方差檢驗，得出增濕機頻率是影響殘煙出絲率的顯著原因。⑤高頻振篩網孔孔徑。將篩網的孔徑分別取3 mm×3 mm和30 mm×5 mm，在這2種水平下分別統計殘煙出絲率的數據，并進行雙T檢驗，發現此項為顯著原因。

2 改進的方法與對策

2.1 尋找合適的陡角帶輸送頻率值陡角帶輸送頻率大小可通過變頻器進行控制，在生產其他牌號時，將陡角帶輸送頻率分別調整為30、35、40、45、50 Hz，每種頻率狀態下試驗35次，統計其殘煙出絲率，進行單因子方差分析。取陡角帶輸送頻率水平30、35和40 Hz畫散點圖(圖2)和擬合線圖(圖3)，分析陡角帶輸送頻率與殘煙出絲率是否存在線性或非線性關系。經多項式回歸分析，陡角帶輸送頻率設置為35 Hz時，可使殘煙出絲率>53%。

圖2 出絲率與陡角帶頻率的散點圖

圖3 出絲率與陡角帶頻率的擬合線

2.2 尋找合適的蒸汽流量值將蒸汽流量分別調整為80、90、100、110、120 kg/h，每種狀態下，試驗35次，統計其殘煙出絲率，進行單因子方差分析。取蒸汽流量水平80、90和100 kg/h畫散點圖，分析蒸汽流量大小與殘煙出絲率是否存在線性或非線性關系。對多項式回歸方程求導，蒸汽流量設置為90 kg/h時，可使殘煙出絲率提高至55%。

2.3 尋找最佳分離機頻率和增濕機頻率匹配值通過前期的分析，可知殘煙機內影響殘煙出絲率的顯著原因包括增濕機頻率和分離機頻率大小，兩者之間需要高度匹配的旋轉速度，才能使殘煙出絲效果達到最佳，相互制約著煙支的加工效果。因此，該研究利用DOE的響應曲面設計，找出最佳的分離機頻率和增濕機頻率匹配值，如圖4所示。用MINITAB軟件生成2因子2水平3個中心點的全因子試驗設計方案。在方差分析中，模型總效果(主效應及2個因子交互效應項)均不顯著。彎曲P=0.001，表明試驗數據有彎曲，提示現在的試驗區域可能達到響應變量的最佳區域，這時對響應變量單純擬合一階線性方程不夠，需再補充“星號點”。因此選用中心復合表面設計(CCF)，在原來的因子設計中修改設計、增加軸點產生新的試驗方案。

圖4 殘煙出絲率與增濕機頻率和分離機頻率的DOE等值線

通過等值線圖和響應優化圖(圖5)，可知在增濕機頻率38.686 9 Hz，分離機頻率38.484 8 Hz時，殘煙出絲率最接近目標值，為56.624 3%。

圖5 響應優化

2.4 更換高頻振篩篩網由于振篩網孔孔徑不合適，有較多的長絲無法通過高頻篩分的篩網及時回收，觀察發現，無法回收的長絲長度均在20 mm左右，篩網孔徑過小是這部分長絲無法及時回收的主要因素。因此，對高頻振篩的篩網孔徑及形狀進行重新設計與改造，將篩網的孔徑由原尺寸3 mm×3 mm改為新尺寸30 mm×5 mm,見圖6、7。

3 效果驗證

按照對策實施階段找到的最佳參數值進行相關參數的設置，2016年4—5月，累計測試某牌號35次，根據記錄的數據，用單T檢驗來驗證改進效果是否達到項目目標。

圖6 原高頻振篩網孔孔徑

圖7 現高頻振篩網孔孔徑

立假設：H0為μ≤58%；H1為μ>58%；μ為殘煙出絲率。根據單T檢驗可知，P值小于0.05，所以拒絕原假設，接受備擇假設。證明改進效果達到原目標58%，同時從結果中也可以得出改進后殘煙出絲率均值為62.90%(表1)，成功達到并超越了此次的改進目標。

通過經濟效益分析，實施改進后，各牌號殘煙出絲率顯著提升，2個月產生的直接經濟收益為49 598元，估算年收益約為29萬元。通過一系列改進措施，不僅提高了殘煙的出絲率，還滿足了企業節能降耗的要求，提高了企業的經濟效益。

表1 殘煙出絲率統計數據

4 結語

該研究通過對FY37廢煙支處理機的改進和大量的工藝試驗分析論證，分析卷煙工業企業殘煙分離回收過程中對殘煙出絲率的各種影響因素，找到了提高殘煙出絲率的解決措施，確立了最優化的設備參數。優化改進后殘煙出絲率平均達到62.90%，每年可產生29萬元的經濟效益，提高了殘煙的回收利用率，實現了有效節約卷煙原料、降低制造成本、提高企業經濟效益的目的。

[1] 李如靜.提高S200拆壞煙機煙絲回收率的研究[J].經營管理者，2014(2):384-385.

[2] 安靜.關于提高殘廢煙支煙絲回收率的研究[C]//王黎寧，張濤.科技創新與產業發展(B卷)：第七屆沈陽科學學術年暨渾南高新技術產業發展論壇文集.沈陽：遼寧科學技術出版社，2010:872-875.

Study on Improving the Silk Rate of Deposed Cigarettes by FY37 Waste Tobacco Processor

ZHANG Dong-qin, LI Wen-liang, QIU Qing-ye (Hongyun Honghe Tobacco (Group) Co. Ltd. Xinjiang Cigarette Factory, Urumqi, Xinjiang 830000)

The silk rate of deposed cigarettes is an important index to measure the performance and efficiency of the waste tobacco processor, but also it is a key indicator influencing energy saving and tobacco consumption. This paper mainly for the FY37 waste cigarette processor in the cut tobacco workshop of a cigarette factory in-depth analyzed the problem of residual tobacco in part of the smoke after disabled cigarette processing, explored and determined the main reason of this phenomenon, made the scheme of the waste tobacco processor and related equipment to implement technology modification and optimization of process parameters, and implemented the application, to achieve the goal of improving the silk rate of deposed cigarettes of each grade.

Deposed cigarettes; Silk rate; High frequency screening

張冬芹(1985- )，女，湖北荊門人，助理工程師，碩士，從事煙草機械設備研究。

2016-08-26

S 22

A

0517-6611(2016)30-0230-03