VE梗絲分離系統(tǒng)部分控制參數(shù)的優(yōu)化研究

胡利波，吳傳緒，孫意然，吳泉蘭

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

0 引言

YJ17型卷煙機在生產(chǎn)卷煙時，受煙絲結(jié)構(gòu)、葉組配方、煙絲含水率的影響，原相關(guān)參數(shù)設(shè)置，不能保證梗絲分離系統(tǒng)的分離效果，致使梗簽剔除物中的煙絲含量超標、煙支含梗率波動大，造成煙絲浪費，同時會產(chǎn)生煙支刺破等質(zhì)量缺陷。

卷煙機參數(shù)設(shè)置對梗絲分離效果的影響，已有相關(guān)研究，如胡中軍等[1]通過對卷接機參數(shù)進行優(yōu)化；顧秋林等[2]對供絲系統(tǒng)工作參數(shù)與梗簽剔除量、梗中含絲率的相關(guān)關(guān)系進行了研究。但研究結(jié)果存在較大差異，經(jīng)逐個驗證，這些研究結(jié)果并不適用某牌號卷煙的生產(chǎn)，存在改進效果不明顯的問題。原因是不同煙絲結(jié)構(gòu)、含水率對卷煙機梗絲分離效果有不同的影響，因此生產(chǎn)某牌號卷煙時，需要對卷煙機梗絲分離系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置開展針對性研究。

1 梗絲分離系統(tǒng)工作原理

YJ17梗絲分離系統(tǒng)，采用慣性梗絲分離與風(fēng)選相結(jié)合的兩級分選方式。一次梗絲分離利用慣性原理將稍重的煙梗、雜質(zhì)等物質(zhì)分離，被分離出的梗簽物中含有部分煙絲進入二次風(fēng)分裝置再次分離。二次風(fēng)分裝置提供負壓吸風(fēng)，利用煙絲、煙梗與雜物在吸風(fēng)通道中懸浮速度不同的原理將其分離。

2 影響梗絲分離效果的因素

主要影響因素有3個：①小風(fēng)機正壓吹風(fēng)、擋流板高度等因素會影響第一次梗絲分離后流入吸風(fēng)室的梗簽物含量及流入回梗裝置的梗簽量和煙絲量。②吸風(fēng)室大風(fēng)機負壓、出口擋板位置等因素會影響第二次梗絲分離的出梗量和剔除物中煙絲含量。③來料煙絲結(jié)構(gòu)及含水率會對梗絲分離剔除量產(chǎn)生一定影響。實際生產(chǎn)中，在來料穩(wěn)定的情況下，考慮到設(shè)備控制調(diào)整的便捷性，多數(shù)情況下，優(yōu)先考慮通過調(diào)整大風(fēng)機負壓、小風(fēng)機正壓、擋流板高度3個參數(shù)，來調(diào)控梗絲分離系統(tǒng)的分離效果。

卷包車間生產(chǎn)中3個參數(shù)的可調(diào)范圍：VE大風(fēng)機負壓（-9～-10）kPa、小風(fēng)機正壓（0.8～1.2）kPa、擋流板高度調(diào)節(jié)基準值高度67 mm。經(jīng)測試，目前卷煙機參數(shù)設(shè)置在加工某牌號卷煙時，梗簽剔除物中煙含絲量均值為11%，而工藝要求剔除物煙絲含量在3%～5%；成品煙支中有刺破缺陷的產(chǎn)生，經(jīng)試驗測量，煙支含梗率均值4.4%，處于較高水平。

3 優(yōu)化方案

通過試驗，在確保兩級分離后，梗簽剔除物中含絲量滿足工藝要求的情況下，通對“VE大風(fēng)機負壓、小風(fēng)機正壓、擋流板高度”3個參數(shù)進行優(yōu)化研究，確定較佳參數(shù)設(shè)置，降低剔除物中煙絲含量與煙支中梗簽物含量。

4 材料與方法

4.1 材料與設(shè)備

接裝紙：透氣度200 cu，定量41 g/m2；卷紙：透氣度60 cu，定量27.5 g/m2；嘴棒：吸阻 2650 Pa，長度 100 mm，圓周24.5 mm；卷煙機：ZJ17卷煙機，常德煙草機械有限責(zé)任公司；檢測儀器：KARDIEN-SSPT-1型梗絲分離儀器、電子天平。

4.2 試驗方法

4.2.1 試驗條件

①保證來料煙絲含水率及煙絲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；②保證回絲量滿足工藝要求；③保證真空、壓縮空氣輸出穩(wěn)定，且滿足設(shè)備和儀表要求；④卷煙機拋絲速度、拋絲角度、出口擋板位置等因素設(shè)為定量不變。

4.2.2 試驗方法

正交試驗。由于所研究因素為獨立變量，綜合影響梗絲分離系統(tǒng)工作結(jié)果，所以設(shè)計正交試驗開展試驗。

4.2.3 樣品備制

待設(shè)備運行穩(wěn)定后，每隔30 min在二次分離排料口隨機取樣（200±40）g剔除物作待測樣品，根據(jù)國標要求進行樣品平衡。每隔30 min隨機取煙包成品10包（200支），作待測樣品。

4.2.4 樣品檢測與評價

手動挑選出剔除物樣品中的煙絲，計算含絲量；利用KARDIEN-SSPT-1型梗絲分離儀器，按照國標要求測量煙支含梗率。

5 開展試驗

5.1 試驗過程

正交試驗因素水平見表1，正交試驗方案見表2。

5.2 極差分析

5.2.1 計算各數(shù)據(jù)及平均值

計算 A，B，C 因素，在 K1，K2，K3，k1，k2，k3 水平下，X，Y 兩種試驗指標的數(shù)據(jù)及平均值，并分別計算極差R，見表3。

表1 正交試驗因素水平

表2 正交試驗方案

根據(jù)極差大小列出各指標下的因素主次順序，初選優(yōu)化水平組合見表4。

表4 初選優(yōu)化水平組合

5.2.2 綜合平衡確定最優(yōu)水平組合

因素A，對含梗率影響大小排第一位，此時取A3；B因素，對含絲率影響大小排第一位，此時取B3；因素C，對含絲率、含梗率影響均為次要因素（表5），此時可取C1，C2。但取C2時，C增加了8%，而含絲率只增加了5%，且由含梗率指標看，取C2比C1的含梗率低，故C因素取C2。優(yōu)組合為A1B3C2。

表5 因素C

5.3 方差分析（表6）

表6 方差分析［F0.01（2，8）=8.65；F0.05（2，8）=4.46］

正交試驗方差分析結(jié)果表明，在0.05水平下，小風(fēng)機正壓含梗率達到顯著水平，大風(fēng)機負壓對含絲率達到顯著水平，擋流板高度未達到顯著水平。可見，顯著性分析結(jié)果與直觀分析結(jié)果相互支持。

6 結(jié)論

（1）VE大風(fēng)機負壓、小風(fēng)機正壓、擋流板高度參數(shù)設(shè)置綜合影響梗絲分離系統(tǒng)剔除物中的含絲量及煙支中含梗率。

（2）所研究的因素，小風(fēng)機正壓和擋流板高度對含梗率影響較為明顯，吸風(fēng)室大風(fēng)機負壓對剔除物含絲量影響較為明顯。

（3）確定YJ17型卷煙機在生產(chǎn)某牌號卷煙時，VE梗絲分離系統(tǒng)較佳參數(shù)設(shè)置：小風(fēng)機正壓0.8 kPa，大風(fēng)機負壓-10 kPa，擋流板高度67 mm。通過優(yōu)化卷煙機梗絲分離系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，達到降低梗簽剔除物中煙絲含量及煙支含梗率的目的。

（4）該方法為YJ17型卷煙機在生產(chǎn)不同牌號卷煙時，對梗絲分離系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的優(yōu)化提供一種研究方向。