片煙加料篩分工序過程優(yōu)化研究與應(yīng)用

林敏，溫延，劉興樂，王芳

湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司武漢卷煙廠，武漢市東西湖區(qū)金銀湖辦事處環(huán)湖路51號 430048

制絲加料工序是卷煙生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，加料工序的工藝任務(wù)是依據(jù)產(chǎn)品配方設(shè)計的要求，對配方原料和模塊準(zhǔn)確、均勻地施加料液，使得料液充分被煙葉吸收。加料對于發(fā)揮煙葉原料潛質(zhì)、改善煙葉不良缺陷以及提高料液有效利用率和制絲生產(chǎn)效率等都有直接的影響[1-10]。在制絲生產(chǎn)過程中，由于貯存或運輸?shù)仍颍缮⒒爻焙蟮臒熎袝幸欢康臒熁乙约八槿~片，目前，在片煙加料篩分工序常采用振動篩分機對葉片進行篩選，將6 mm以下的煙片篩出不進入加料工序中，經(jīng)皮帶輸送機在加料設(shè)備出口與加料處理的葉片進行混合，送入儲葉柜中，然后經(jīng)過后續(xù)工序加工。若6 mm以下煙灰及碎煙末進入到加料工序中，容易影響加料均勻性及加料質(zhì)量。因此，片煙加料篩分工序的研究也越來越受到人們的重視[11-15]。

肖春菊等對篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行了改進，改變了網(wǎng)孔形狀，擴大了篩網(wǎng)孔徑，保證了篩分暢通，提高了篩分效率[11]；岳先領(lǐng)等將加料機前的振篩網(wǎng)孔徑由6 mm加大至12.5 mm，使篩出的12.5 mm以下的游離煙片不經(jīng)過加料工序而直接與加料后的大葉片混合進入貯葉柜，基本消除了葉片料液斑點，達到了既提高工藝加工質(zhì)量又降低消耗的目的[12]；馬秀舫等在槽體后部增加吹管，清潔網(wǎng)板的網(wǎng)孔，去除槽體上的煙末結(jié)塊，保證煙草物料質(zhì)量[13]；朱東風(fēng)改變篩網(wǎng)孔徑，解決振動篩分機篩網(wǎng)網(wǎng)孔在運行過程中堵塞，造成篩分效率下降、卷煙端部落絲量和煙支含末率超標(biāo)等問題；趙亞攀設(shè)計的多層網(wǎng)面多自由度新型振動篩分機，融合了傳統(tǒng)振動篩分機與新型篩分機的優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)新穎合理，安裝角度、振動篩篩面傾角與篩面軌跡、拋擲強度、振動幅值等工作參數(shù)都達到較好的配合，篩分效率較高，篩分效果明顯[14]；馬魯豪等對傳統(tǒng)篩分機構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新改進,加入初步篩分裝置，提高了篩分裝置的自動化程度及其篩分效率，同時，該設(shè)備通過移動一體化設(shè)計，其工作適應(yīng)能力強,主要適用于臨時性、工作周期短、工作地點不斷變化的場合[15]。

目前，采用的振動篩分機設(shè)備不便于保養(yǎng)，長期運行后將導(dǎo)致篩分效率大大降低，影響加料的均勻性及加料質(zhì)量。因此，本文設(shè)計了篩分取樣雙用途振動篩分機，同時對現(xiàn)有加料篩分工序路線進行了優(yōu)化，有利于提高保養(yǎng)效率，同時實時監(jiān)測篩分情況，保障加料的均勻性，實現(xiàn)制絲加料工序過程質(zhì)量的提升。

1 加料篩分工序過程質(zhì)量的優(yōu)化

1.1 新型振動篩分機設(shè)計

新型振動篩分機通過改變篩網(wǎng)板的狀態(tài)，實現(xiàn)篩分和取樣雙用途。主要結(jié)構(gòu)包括支腿、機架、彈片、槽體、篩網(wǎng)板、落料斗、振動機構(gòu)。篩網(wǎng)板有兩層，第一層篩網(wǎng)板分為三個篩網(wǎng)板組成，依次排列且可轉(zhuǎn)動安裝在槽體內(nèi)，第一個篩網(wǎng)板和第三個篩網(wǎng)板能夠逆時針開啟，第二個篩網(wǎng)板能夠順時針開啟，第一個篩網(wǎng)板、第二個篩網(wǎng)板、第三個篩網(wǎng)板與水平面的呈最大夾角a時對應(yīng)的高度大于物料被振動篩分機拋灑的最大高度，落料斗位于靠近出料口位置。

1.1.1 篩分功能分析

將三塊篩網(wǎng)板都合上，即篩網(wǎng)板與水平面的夾角為0度，物料經(jīng)進料端進入振動篩分機內(nèi)，在輸入物料的過程中，振動篩分機的第一層篩網(wǎng)板不斷地進行篩分，將小于第一層篩網(wǎng)板孔徑的物料篩入第二層篩網(wǎng)上，第二層篩網(wǎng)板將小于其孔徑的物料篩除，如圖1所示。

1.1.2 取樣功能分析

將中間位置的篩網(wǎng)板打開，前后兩端篩網(wǎng)板合上，物料進入振動篩分機后，經(jīng)第一篩網(wǎng)板，到第二篩網(wǎng)板的位置落下，經(jīng)落料斗落下，實現(xiàn)取樣，如圖2所示。本振動篩分機的篩網(wǎng)板便于清洗，有利于提高保養(yǎng)效率。

2 加料篩分工序路線優(yōu)化

2.1 改進前加料工序路線

物料在經(jīng)過新型振動篩分機，將小于6 mm的葉片篩出，不經(jīng)加料工序處理，直接經(jīng)皮帶輸送機輸送至加料設(shè)備出口處。大于6 mm的葉片經(jīng)加料工序處理，由加料設(shè)備出口送出，與小于6 mm的葉片混合，送入儲葉柜。當(dāng)需要檢測煙葉時，人工從皮帶輸送機取樣檢測，如圖3所示。

2.2 改進后加料工序路線

物料在經(jīng)過新型振動篩分機，將小于6 mm的葉片篩出，不經(jīng)加料工序處理，再經(jīng)新型振動篩分機，將小于1 mm的煙灰及碎葉片篩除，大于1 mm的煙葉經(jīng)皮帶輸送機輸送至加料設(shè)備出口處。將大于6 mm的葉片經(jīng)加料工序處理，由加料設(shè)備出口送出，與大于1 mm，小于6 mm的葉片混合，送入儲葉柜。當(dāng)需要檢測煙葉時，應(yīng)用新型振動篩分機取樣功能實施檢測，如圖4所示。

圖2 新型振動篩分機取樣時的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 The diagram of the new vibrating screen classifier when sampling

3 試驗結(jié)果與分析

圖3 改進前加料工序路線Fig.3 The strip casing and sieving process before optimization

圖4 改進后加料工序路線Fig.4 The strip casing and sieving process after optimization

將新型振動篩分機應(yīng)用在加料工序路線中，如圖5所示。第一級篩分機為雙層篩網(wǎng)機構(gòu)，圓孔直徑分別為15 mm，6 mm。第二級篩分機為單層篩網(wǎng)機構(gòu)，圓孔直徑為1 mm。經(jīng)過生產(chǎn)跟蹤，新型振動篩分機易于保養(yǎng)，篩網(wǎng)網(wǎng)孔基本保持通暢。通過改進實施，維護效果比改進前大為改觀，新型振動篩分機篩網(wǎng)的應(yīng)用將保養(yǎng)時間由原來1 h，需維修工協(xié)助，縮短至0.5 h，操作人員即可完成保養(yǎng)工作，降低了勞動強度，提高了保養(yǎng)效率。在生產(chǎn)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)篩灰、取樣功能，同時可實時監(jiān)測篩分情況，保障篩分效果。

為保證在篩分設(shè)備通透、篩分可靠的情況下，篩出的物料量的穩(wěn)定，且結(jié)構(gòu)比例的穩(wěn)定，對振動篩分機深度保養(yǎng)清潔后，記錄同一個牌號的片煙加料工序路線改進前、后連續(xù)生產(chǎn)時各批次篩分效果情況，如下表1所示。

圖5 新型振動篩分機實物圖Fig.5 The picture of real product of the new vibrating screen classifier

表1 改進前、后數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Tab.1 The statistical table before and after optimization

由表1可知：1）改進后6 mm以下碎片及煙末量有了顯著提升，這是由于新型振動篩分機第一層篩網(wǎng)板為活動式結(jié)構(gòu)，相比于普通振動篩分機，新型振動篩分機的第一層和第二層篩網(wǎng)板更加便于保養(yǎng)清潔，有利于保障篩分機篩網(wǎng)通暢；2）改進后的加料工序路線將小于1 mm的煙灰及碎葉片進行有效篩除，提高了1 mm以下煙末篩分率；3）改進后加料機筒壁粘附碎片量更加穩(wěn)定，這是由于新型振動篩分機易于清潔保養(yǎng)，篩網(wǎng)板良好的清潔狀態(tài)保證了篩分率，與原設(shè)備工況相比，減少了進入加料筒內(nèi)的碎片量。

4 結(jié)論

通過設(shè)計雙用途振動篩分機，同時對現(xiàn)有加料篩分工序路線進行優(yōu)化，優(yōu)點如下：

1）新型振動篩分機便于保養(yǎng)清潔，有利于保障篩分機篩網(wǎng)通暢，同時降低了勞動強度，提高了保養(yǎng)效率。

2）能夠?qū)崟r監(jiān)測篩分情況，實現(xiàn)篩灰取樣雙用途；

3）由于新型振動篩分機篩網(wǎng)板便于清潔保養(yǎng)，通孔率高，使得6 mm以下煙末有效篩分率更加穩(wěn)定，保持在90%左右，保證了篩分效果的穩(wěn)定；

4）與原設(shè)備工況相比，篩分效果的穩(wěn)定使得進入加料筒內(nèi)的碎片量減少了，改進后加料機筒壁粘附碎片量更加穩(wěn)定。