打葉復烤煙梗毀形介質添加系統的開發

王濤 李云 段丞 楊亞

摘 要：對于打葉復烤企業生產加工過程中所產生的碎煙、煙梗、霉煙等涉煙廢棄物，通常采用焚燒、填埋或壓棒等處理方式。煙梗是煙葉的粗硬葉脈，一般而言，占葉片重量的25-30%[1]。煙梗作為打葉復烤加工處理的副產品，對于煙草工業企業而言，除去用于制造膨脹梗絲、再造煙葉等以外便無可利用價值，所以大部分煙梗都是被棄置處理。如何及時、徹底、經濟、環保等處理廢棄煙梗一直是打葉復烤行業的一個難題。若將煙草廢棄物送到垃圾場以焚燒的形式銷毀，產生大量濃煙和有害氣體，造成環境污染。若通過第三方公司處理煙草廢棄物，則國家煙草專賣局明確了煙草廢棄物處理規定，煙草工商企業必須對在生產經營加工過程中產生的不可利用涉煙廢棄物廠內毀形后才能出廠，梗類毀型后的顆粒標準不得大于 40 目。為防止煙梗外流用于非法用于制造煙草專賣品，故須利用毀形打機將煙梗破碎毀形，且鼓勵在毀形梗末中添加廢液廢渣等毀形介質，再進行后續處置工作。現將開發一種煙梗毀形介質添加系統，實現毀形介質添加自動控制，均勻添加的功能。

關鍵詞：毀形介質;煙梗毀形;涉煙廢棄物

1. 背景介紹

1.1 專賣管理要求

若通過具備資質的第三方公司處理煙草廢棄物，則國家煙草專賣局明確了規定了原則上優先采取廠內銷毀的方式進行處理。云南中煙規定不能利用的廢棄原料必須在出廠前進行毀形粉碎，煙草工商企業必須對在生產經營加工過程中產生的不可利用涉煙廢棄物廠內毀形后才能出廠，且鼓勵復烤企業在煙梗毀形過程中添加廢渣廢水等毀形介質進行預處理。紅云紅河集團規定，梗類毀型后的顆粒標準不得大于 40 目。由于條件限制對生產的廢棄原料毀形無法達到小于40目的要求時，應采取其他措施如污染著色、澆水、堆捂發酵等方式處理，確保廢棄原料不能用于制作煙草制品，不可利用原料廢棄物粉碎毀形處置后可以提供給具備資質的肥料生產企業[2]，確保廢棄原料無法用于非法卷煙造價活動。

1.2 行業現狀

就目前打葉復烤行業關于廢棄煙梗主要有以下幾種處置方法，焚燒、自然腐敗、毀形后移交第三方。焚燒的方式會產生大量濃煙和污水，造成空氣土地嚴重污染，不利于環境保護。自然腐敗的方式處理時間比較長，且需要占用大量的倉庫貨位，效率低、極不經濟。通過毀形后交由具備資質的第三方處理的處置方式解決了廢棄煙梗處理不環保、效率低和不經濟的問題，但是無法徹底杜絕移交后的毀形梗用于煙草制假活動。

2.確定目標

為切實落實國家局、云南中煙和集團對于涉煙廢棄物的相關管理要求，有效防止涉煙廢棄物流入非法使用渠道或制假窩點，切實維護好國家、消費者和企業的合法權益。昆明卷煙廠生產一部于2015年便引進了煙梗毀型設備，對煙梗等涉煙廢棄物進行毀形處理。為及時、徹底、經濟、環保地處置毀形梗末，生產一部嚴格按照涉煙廢棄物管理規定制定了新的煙梗毀形工藝流程。需要在煙梗毀形過程中加入一定比例的毀形介質，以徹底杜絕毀形梗末外流的造假活動。摻入毀形介質的毀形梗末售給具備資質的肥料生產企業用于肥料生產，實現了煙草廢棄物經濟價值的充分利用。

目前可用于煙梗毀形添加的介質有煤渣、磷礦粉、氨基酸等。煤渣顆粒大小不一添加不便，且加入煤渣的毀形梗末不利于肥料的加工。氨基酸和磷礦粉都可以均勻摻配加入毀形梗末中，利于后期肥料生產企業加工肥料，但是氨基酸的價格大大高于磷礦粉，相較而言，選擇添加磷礦粉的方案更為經濟。因此，昆煙生產一部決定在煙梗毀形工藝流程中增加毀形介質（磷礦粉）添加的工藝步驟，需開發一套煙梗毀形介質（磷礦粉）添加系統，毀形介質（磷礦粉）加料比為1%，波動在0.95-1.05%區間內均視為加料比合格。

3.方案設計及實施

3.1機械部分

煙梗毀形介質添加系統包括以下項目：

1、毀形打包線磷礦粉添加不銹鋼料倉（含預緊扣密封桶蓋、錐形出料斗、300mm高料位視窗、不銹鋼碟閥、不銹鋼安裝支架等），材質304B。

2、不銹鋼攪拌槳葉（磷礦粉吸水性強易受潮結塊，需加攪拌裝置破碎，含驅動sew電機減速器）數量：1臺套。

3、sew電機，功率：0.55kw，轉速：16r/min。

4、不銹鋼鋼螺旋推進輸送機加料裝置（含驅動sew電機減速器，sew電機功率：0.55kw，轉速：40r/min;）數量：1臺套;一套DN63螺旋推進輸送機加料裝置精確控制3-7噸毀形流量的磷礦粉添加，滿足同時兩條生產線的煙梗毀形生產的磷礦粉添加任務。

5、不銹鋼管道防堵松散器1套，傳動形式采用鏈輪鏈條傳動，防堵松散器在管道內旋轉防止磷礦粉受潮結塊堵塞。利用不銹鋼鋼螺旋推進輸送機加料裝置的驅動動力，包含鏈條傳動裝置防護罩。

6、磷礦粉吸水性強，易受潮結塊在磷礦粉添加不銹鋼緩存桶壁上，不易脫落，敷設PU氣管、加裝GT-48氣動振動器解決結殼現象，數量：1套。

7、毀形打包線添加磷礦粉加料裝置電氣系統1套;利用原有設備電柜裝配空開、接觸器、繼電器、變頻器等電氣元件，外部安裝啟動按鈕及隔離開關。

8、毀形打包線添加磷礦粉加料裝置所需的動力電纜敷設、橋架制安及線管穿管等1批。

9、毀形打包線添加磷礦粉加料裝置緩存料桶上安裝物料液位計，用于監測物料的上下限位進行信號給出，控制磷礦粉物料補充添加。

3.2 電氣控制部分

1. 結合目前較為成熟的自動化控制技術，考慮經濟性及實用性，選用小巧靈活的西門子小型機S7系列小型機200 SMART、模擬量輸入輸出模塊、電源模塊、及昆侖通態觸摸屏（HMI）。

2. 通過對上位機（HMI）及下位機（S7-200 SMART PLC）程序的編寫，在觸摸屏上，可選擇自動/手動模式，磷礦粉添加量會自動根據每包毀形梗流量的大小進行實時調整，并對磷礦粉添加量進行全自動化實時動態監控;在選擇手動模式時，輸入電機頻率便可實現磷礦粉的手動添加模式;同時，在上位機設置了毀形梗數量（包數）、重量、介質添加數據進行統計功能，實現對物料的包數、重量、介質用量等進行實時統計。

3. 控制系統由HMI、S7-200 SMART PLC、變頻器和三相異步電機等組成，可實現通過對上位機參數設定，改變變頻器頻率間接控制三相異步電機轉速。通過每袋裝料用時數據實時反饋給PLC，實現對添加介質流量大小進行閉環控制。控制系統工作方式分為手動控制工作方式和自動控制工作方式供操作工選擇。

3.3 效果檢查

每次稱取一定量的磷礦粉加入加料系統，并正常啟動系統開始加料，通過統計毀形梗總量和磷礦粉添加量計算加料比是否符合工藝要求，驗證自動加料系統是否有效，進行了6次統計實驗，數據如下：

經過6次實驗，6次實驗結果加料比均在工藝指標0.95%-1.05%范圍以內，全部合格。且波動比較小，實現了準確加料、均勻加料的目標。

4.結論

煙梗毀形介質（磷礦粉）添加系統成功研發并投入使用，有效將毀形介質加料比控制在0.95%-1.05%范圍以內，達到了均勻、準確、高效添加毀形介質的目標。作為不可利用廢棄原料的煙梗經毀形粉碎和添加毀形介質之后，可安全售給具備資質的肥料生產企業，廢棄物經濟價值充分利用的同時徹底杜絕毀形梗末由于造假活動，有效保證了國家利益和消費者利益。

參考文獻：

[1]徐雯熙， 周明， 何玉丹，等. 切梗頭工藝在打葉復烤中的應用[J]. 農業裝備技術， 2019， 45（5）：3.

[2]張騫方， 葉鵬盛， 代順冬，等. 煙草生產廢棄物資源化利用現狀及建議[J]. 現代農業科技， 2020（3）：2.