一種降低干頭葉絲造碎的方法

張超鋒，馬濤，馮濤

（紅云紅河集團新疆卷煙廠，烏魯木齊830000）

1 引言

由于葉絲在薄板烘絲機干燥過程中，料頭葉絲進入滾筒后開始螺旋前進，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內的共識，而這部分葉絲又最先平鋪到儲絲柜底部，受上層煙絲的壓力，容易造成葉絲結構的破壞，現今卷煙廠在控制干頭葉絲量上大多是采用優化薄板烘絲設備及工藝參數的方法進行控制，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，降低相對脫水量；三是適當延長預熱階段筒溫轉化為生產階段筒溫的時間，降低料頭葉絲相對脫水量；四是優化料頭加工時的滾筒轉速、風速和排潮開度等參數來降低干頭葉絲量。該方法主要將干頭葉絲進柜儲存的順序進行了流程改進，實現干頭葉絲進入儲柜后的底層鋪料轉變為上層鋪料，以降低干頭葉絲整絲率結構下降值[2]。

2 材料與方法

2.1 材料及設備儀器

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

2.2 方法

2.2.1 儲柜底層葉絲承受壓力的計算及試驗壓力和面積的選擇

在新疆卷煙廠制絲車間進行相關試驗，煙絲儲絲柜額定儲量：12000kg，生產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，儲存總寬度3.7m，柜內煙絲儲存長度22.4m，通過煙絲縱向截面圖分析，可分為三個區域，分別用數字1、2、3代表，煙絲在儲柜內的體積也由這三個區域構成，其中，1、2均為對稱區域，3為獨立區域，除了2區域截面為扇形外，其余區域均為長方形。各區域煙絲體積計算如下：

單位體積的煙絲密度為：10000/73.3=136.4Kg/m3，相當于儲柜底部單位面積的壓力為136.4 Kg/m2，根據這一壓力推導出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）載物平臺和壓強力5Kg/0.04m2進行干頭葉絲整絲率變化模擬試驗。

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

在薄板烘絲機出口水分儀后取約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，這部分葉絲先通過煙絲振動分選篩進行篩分，回收煙絲長度≥2.25mm的長、中絲作為基準試驗樣品，由于整絲率是長絲和中絲總重量占檢測樣品重量的比率，所以基準樣品葉絲的整絲率視為100%，然后將基準樣用電子秤分別稱重200g，逐個放置在13個底面積為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。先在煙絲表面鋪上保鮮膜，再將5個單重為1kg的方形標準砝碼放置在每個樣品葉絲上方后開始計時，以1小時為間隔單位，時間到達后分別用煙絲振動分選篩進行煙絲結構檢測[1]。

3 試驗結果與分析

3.1 干頭葉絲整絲率變化試驗結果及分析

根據檢測結果分析，結果證明，當一批次煙絲全部進柜后，第一小時儲存時間里干頭葉絲造碎最為嚴重，整絲率直接下降23.5%，數據分析時，為防止基準整絲率（100%）對整體結果的影響，先對該數據剔除后再進行回歸分析，二次回歸方程為：整絲率%=77.70-1.175施壓時間（h）+0.05165施壓時間（h）**2，絕對系數R=0.976，證明干頭葉絲整絲率在2～8小時的儲存時間范圍內呈逐步下降趨勢，多存放1小時，干頭葉絲整絲率下降約1.175%，存放8小時后，干頭葉絲整絲率下降值趨于平穩。形成這種結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存階段下降較大，之后隨著儲存時間的延長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,通過試驗證明，整絲率最大下降值極差（R1）達到29.1%。

3.2 干頭葉絲模擬進出儲柜的長絲率檢測結果及分析

根據檢測結果證明，干頭葉絲進出煙絲緩存柜后，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械碰撞、下料落差等因素的影響而產生的結果，可視為正常損耗。試驗結果說明干頭葉絲如果不受外力擠壓，整絲率下降幅度會明顯降低。

4 干頭葉絲進柜流程改進和工作原理

4.1 葉絲行進流程的改進及設備構成

為了防止干頭葉絲在儲絲柜底部受壓造碎，最好將這部分葉絲在儲柜內的煙絲頂層鋪料，而干頭葉絲實現儲絲柜頂層平鋪，需要在煙絲摻配工序和加香工序之間安裝一個煙絲緩存柜和相關輔聯皮帶機，同時在煙絲緩存柜出料皮帶機一端安裝一個光電開關，用于探測煙絲位置。

4.2 設備工作原理

根據流程原理，可將設備運行分為4個步驟：①當干頭葉絲經過烘絲后的葉絲皮帶秤時，PLC程序按照設計值開始自動計時，此時，雙向皮帶機處于反轉狀態，將干頭葉絲尋堆進入煙絲緩存柜內；②緩存柜進料延時時間到達設定值后，雙向皮帶機自動切換為正轉，后序過來的正常煙絲開始流向煙絲儲存方向，此時，緩存柜進料行車繼續按照程序設定時間延時運行；③當煙絲緩存柜進料行車延時結束后，緩存柜出料自動啟動，干頭煙絲到達探料光電開關位置自動停止；④當葉絲皮帶秤葉絲累計量達到程序設定條件時，程序再次進入自動計時階段，延時時間到達后，停放有干頭煙絲的皮帶機和緩存柜出料自動運行，將干頭煙絲隨該批次尾料進入后工序，即實現了儲絲柜上層鋪料。

5 結論與討論

①通過模擬煙絲儲絲柜底層壓力，得出了干頭葉絲在儲絲柜底層經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出煙絲緩存柜后的整絲率最大下降值（極差值R2），通過結果對比，證明改變干頭葉絲進儲絲柜的流程，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。在這一試驗結果的支撐下，對干頭葉絲進柜流程進行了改進。②通過對干頭葉絲進入煙絲儲存柜的進料流程改進后，設備運行正常，干頭葉絲的結構經過反復檢測，與模擬試驗的結果基本一致，大大降低了該部分葉絲的造碎量。