適宜細支殘煙處理裝置的改進

王軼 曾偉中 李強 李俊 胡良志 張興全 吳楠哲 孟琪琪 栗翔 劉學超 周宏兵 李家喜

摘要：為解決細支卷煙回收煙絲純凈度低、整絲率偏低、碎絲率偏高的問題，通過對FY37型殘次煙處理機的絲紙剝離、紙絲分離和煙絲篩分系統進行改進優化，將離心分離裝置框欄改為方形豎排;針對不同規格煙支將煙紙分離篩網設計為可拆卸三級篩網;同時，將煙絲振篩改為兩級篩網結構，以提高回收煙絲質量。結果表明：改進后的殘次煙支處理裝置，能夠有效避免煙支濾嘴混入回收煙絲中，回收煙絲剝凈率提升至78.3%，整絲率升至76.1%，碎絲率降至2.6%，有效提高了回收煙絲質量，減少煙絲的浪費，具有較好的降本增效作用。

關鍵詞：細支卷煙;殘次煙支;框欄;振篩;整絲率

中圖分類號TS43文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2021）08-0184-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.08.048

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

ImprovementoftheDeviceforTreatingDefectiveCigarettesfromSlimCigarettes

WANGYi，ZENGWei-zhong，LIQiangetal（XiangyangCigaretteFactory，HubeiChinaTobaccoIndustrialCo.，Ltd.，Xiangyang，Hubei441000）

AbstractInordertosolvetheproblemsoflowpurity，lowwholesilkrate，andhighshreddingrateofrecycleddefectivetobaccofromslimcigarettes，byimprovingandoptimizingthesilkpaperstripping，paperseparationandtobaccoscreeningsystemsofFY37remnanttobaccoprocessor，theframeofthecentrifugalseparationdevicewaschangedtoasquareverticalrow.Accordingtodifferentspecificationsofcigarettes，thecigarettepaperseparationscreenwasdesignedasadetachablethree-stagescreen.Atthesametime，thedefectivetobaccovibratingscreenwaschangedtoatwo-stagescreenstructure，soastoimprovethequalityofrecycleddefectivetobacco.Theresultsshowedthattheimprovedremnanttobaccoprocessingdevicecouldeffectivelypreventthetobaccofilterfrombeingmixedintotherecycledtobacco.Thestrippingrateofrecycledtobaccowasincreasedupto78.3%，thewholesilkratewasincreasedupto76.1%，andtheshredderratewasreducedto2.6%.Thequalityofrecycleddefectivetobaccowaseffectivelyimproved，thewasteofdefectivetobaccowasreduced，andtheimprovedremnanttobaccoprocessingdevicehadabettereffectofreducingcostsandincreasingefficiency.

KeywordsSlimcigarettes;Defectivecigarettes;Frame;Vibratingscreen;Wholesilkrate

在卷煙生產過程中，由于設備、原輔材料等因素的影響，在實際生產過程中不可避免會產生殘次煙支[1-3]。FY37型殘次煙支處理機克服以往剝煙機的缺點，由原來的機械滾壓改為柔性敲打，有效解決了殘次煙支處理過程中造碎大，但煙絲回收率低[4]。行業內針對殘次煙支返剝機改進已經多項報道[5-8]，但大多數研究集中在常規卷煙（直徑為7.7mm）殘次煙回收處理，針對細支卷煙殘次煙支處理研究較少，僅有王漢嶺等[9-10]對S200型殘次煙支處理機進行改造，提升了細支卷煙殘煙回收率。襄陽卷煙廠作為細支煙與中支煙生產企業，由于煙支規格發生較大變化，現有FY37型殘次煙支處理機對中、細殘次煙支處理效果不佳，回收的煙絲中含有較多煙支濾嘴棒，直接影響回收煙絲質量;同時，由于細支卷煙煙絲寬度約0.9mm，在殘次煙支處理過程中造碎較大，也直接影響回收煙絲的質量。為解決細支卷煙回收煙絲純凈度低、整絲率偏低、碎絲率偏高的問題，筆者對FY37型殘次煙支處理機進行了改進，旨在提升回收煙絲質量，提高回收煙絲的可用性。

1存在的問題

FY37型殘次煙支處理機由定量喂料機、殘次煙支處理機、出絲振篩、出紙振篩和除雜裝置5個部分組成。采用蒸汽加溫加濕的預處理方式，通過橡膠棒激振與離心力共同作用進行煙絲柔性分離，并采用光譜除雜技術對煙絲中的非煙草異物進行剔除。但該型號殘次煙支處理機主要處理直徑7.7mm的常規卷煙，對于直徑5.4mm的細支卷煙處理效果并不理想。

調查FY37型號殘次煙支處理機對不同牌號回收煙絲質量發現，每10kg回收煙絲中含有12個煙支濾嘴;殘次煙剝凈率較低，平均剝凈率為49.7%;回收后的煙絲造碎大，整絲率僅為42.7%左右，碎絲率高達11.8%，直接影響回收煙絲質量（表1）。煙支濾嘴數量為每10kg回收煙絲中所含的煙支濾嘴數量。剝凈率（C）：取50g剝后殘次煙（記為A），人工挑選出剝后殘次煙（A）中的煙絲，進行稱重（記為B），按照以下公式計算剝凈率：C=1-（B/A）×100%。純凈度（F）：取回收煙絲100g（記為D），人工挑出非煙物質并稱重（記為E），按照以下公式計算純凈度：F=1-（E/D）×100%。

2改進方法與對策

2.1系統設計

FY37型殘次煙處理機改進系統主要由定量喂料系統、增溫增濕系統、絲紙剝離系統、煙紙篩分系統、煙絲篩分系統及光譜除雜系統組成，如圖1所示。

殘次煙是指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。殘次煙支處理機就是對卷包車間生產過程中產生的殘次煙支進行處理，并將煙支內的煙絲進行回收再利用的設備。FY37殘次煙支處理機的主要功能是對卷煙生產過程中產生的殘次煙支進行處理，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。

當殘次煙支由定量喂料系統進入FY37殘次煙支處理機的加溫加濕裝置后，飽和蒸汽通過旋轉接頭進入進料氣鎖內腔，再通過軸上的蒸汽噴射孔噴射到刮板輸送過程中的殘次煙支上，對其加溫加濕，使殘次煙支的煙紙膨脹，煙絲回軟。其中加溫加濕裝置內多余的蒸汽可由加溫加濕裝置上方的排潮風機排出。

在刮板輸送軸的刮板葉片的推動下，回軟膨脹后的殘次煙支進入離心分離裝置;殘次煙支進入離心分離裝置后，在柔性棒型螺旋軸的帶動下螺旋前進，煙絲在離心力和柔性棒的敲擊作用下不斷從卷煙紙內脫離出來，煙絲通過設置在離心分離裝置底部的篩網分離出來，并由煙絲出料帶輸送至煙紙篩分系統，經三級篩網篩分后，進入煙絲篩分系統;兩級煙絲篩網將直徑小于2mm的碎末篩除;經篩分后的回收煙絲最終匯總輸送至光譜除雜系統，經光譜除雜將混入回收煙絲中的碎紙屑進行剔除，從而得到純凈的回收煙絲。其中，煙紙和濾嘴是通過設置在離心分離室一端的出料口輸出，黏附在煙紙、濾嘴上的煙絲經振篩分離，并經輸送設備循環送入煙絲出料帶。

2.2絲紙剝離系統的改進

FY37型殘次煙支處理機主要用于直徑7.7mm常規卷煙的處理工作，其離心分離裝置底部的框欄網孔規格是8mm×8mm，直徑5.4mm的細支煙濾嘴雖經過加溫加濕裝置，體積有所膨脹，但大部分細支煙濾嘴在通過離心分離裝置底部的框欄時，會直接掉到煙絲出料帶上，且濾嘴與煙絲顏色相近，后續光譜除雜設備無法有效將其徹底剔除，直接影響回絲質量，如圖2所示。

為解決細支煙濾嘴從離心分離裝置框欄漏出，造成回收煙絲混有濾嘴的問題，將框欄網孔由正方形橫排改為方形豎排，框欄網孔規格為4.5mm×10mm，孔間距為11.5mm，有效保障了細支卷煙濾嘴在框欄4.5mm網孔方向上受力，避免剝離的細支煙濾嘴從框欄網孔穿過而混入煙絲中，具體見圖3。

2.3煙紙篩分系統的改進

原有一級篩網（篩網孔徑為6.35mm×6.35mm）篩分效果差，不能對紙絲剝離后煙絲混入的紙屑進行有效篩分，其中較大面積的碎紙屑會增加光譜除雜剔除物料量，直接造成物料的浪費。因此，在紙絲剝離出口設計三級篩網系統，該系統包括支架、可拆卸的第一級篩網、第二級篩網、第三級篩網，加強肋、壓條和阻攔襯，具體見圖4。

為提高篩網的連接剛度及抗彎強度，三級篩網上均設有多道間距均勻的加強肋;同時，在篩網的上表面均增設有多道加壓條，防止安裝后篩網向上拱起，影響篩分效果;增設間距均勻的長條形阻攔襯，阻攔襯與加壓條固定連接，減緩煙絲的進給速度，延長煙絲的篩分時間，提高篩分率。

針對不同規格煙支的回剝、篩分需要，選擇不同層級的篩網第一層級篩網孔徑為6.35mm×6.35mm（5目），適用于直徑7.7mm粗支殘煙的回收篩分;第二層篩網孔徑為5.08mm×5.08mm（4目），適用于直徑5.4mm細支煙的回收篩分;第三層篩網孔徑為4.23mm×4.23mm（3目），適用于直徑小于5.4mm的殘次卷煙的回收篩分。當回收直徑7.7mm粗支殘煙時，可將第二、三層篩網拆除;當回收直徑5.4mm的細支殘煙時，可將第三層篩網拆除。

2.4煙絲篩分系統的改進

原有一級煙絲篩分系統篩網孔徑為2mm×2mm，不能對碎末進行有效篩分，使用一段時間后，出現篩網堵塞情況，直接造成回收煙絲整絲率低，碎絲率偏高。因此，新設計兩級煙絲篩分系統，具體見圖5。一級篩網孔徑為4mm×4mm，二級篩網孔徑為2mm×2mm，將經煙紙篩分后的煙絲進行兩級篩分。一級篩網對回收煙絲進行有效攤薄，減少中長絲對二級篩網網孔的堵塞;二級篩網對長度小于2mm的煙絲進行有效篩分，篩除直徑小于2mm的碎末。

2.5參數優化

隨著殘次煙支處理機柔性棒的使用時間增長，其磨損程度相應增加，造成煙絲與盤紙、過濾嘴等分離不完全，直接影響回收煙絲質量。因此，需要對柔性棒更換周期和柔性棒螺旋軸轉速進行參數優化。

2.5.1柔性棒更換周期。

選取某牌號細支卷煙殘次煙支進行試驗（柔性棒螺旋軸轉速設定為19Hz），跟蹤測試8個月，統計每月柔性棒長度及剝凈率，結果見表2。

由表2可知，當柔性棒使用6個月后，柔性棒長度降至128mm，剝凈率由76.8%降至70.2%，可以滿足殘次煙支處理要求;當柔性棒長度降至125mm時，剝凈率出現明顯下降，降至50.3%。因此，確定柔性棒更換周期為6個月。

2.5.2柔性棒螺旋軸轉速。

選取某牌號細支卷煙殘次煙支為測試對象，按照表3中試驗方案進行試驗，跟蹤測試6個月，統計每月柔性棒螺旋軸轉速和回收煙絲中煙支濾嘴數量、剝凈率、整絲率和碎絲率，具體結果見表4。

由表4可知，隨著柔性棒測試轉速的增加，殘次煙支剝凈率隨之增大，但轉速過高，會造成回收煙絲整絲率減小，碎絲率增大。綜合考慮，當柔性棒測試轉速為29Hz時，該月回收煙絲質量最佳。按照同樣的試驗方法，對剩余4個月一次進行試驗，最終確定每月柔性棒最佳轉速，具體見圖6。

通過對柔性棒更換周期和柔性棒轉速參數優化，確定了柔性棒更換周期為6個月，每月柔性棒轉速為19、29、36、41、45和485Hz。

3效果驗證

3.1試驗設計

3.1.1材料。A、B、C、D4個牌號細支卷煙殘次煙支

3.1.2儀器與設備。

煙絲振動分選篩，YQ-2型，為鄭州恒德通用機械有限公司產品。

3.1.3方法。

煙支濾嘴數量與剝凈率按照表1的方法進行測定;整絲率與碎絲率按照行業標準《YC/T178—2003煙絲整絲率、碎絲率的測定方法》[11]進行測定，每個牌號卷煙回

收煙絲取5組樣品，取平均值。

3.2數據分析

由表5可知，FY37型殘次煙處理機改進后，回收煙絲質量得到了明顯提升：回收煙絲中，煙支濾嘴數量降至0;剝凈率由49.7%提升至78.3%;整絲率升至76.1%，碎絲率降至2.6%。殘次煙支剝凈率、回收煙絲純凈度與煙絲結構均得到了明顯改善。

4結論

通過對FY37型殘次煙處理機的絲紙剝離、紙絲分離和煙絲篩分系統進行改進優化及參數優化，有效避免了煙支濾嘴混入回收煙絲中，煙支濾嘴數量降為0，剝凈率提升至78.3%，整絲率升至76.1%，碎絲率降至2.6%，有效提高了回收煙絲質量減少煙絲的浪費，具有較好的降本增效的作用。目前改進后的FY37型殘次煙處理機，對直徑大于5.4mm的煙支處理效果較好，對于直徑更小的煙支或超細支卷煙尚未進行研究，因此后續需要在直徑更小的煙支進行優化研究。

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