“夾末顆粒”對復合濾棒成型機的影響分析與改善

摘" 要：由于“起源”咖啡顆粒復合濾棒含有夾雜的咖啡顆粒，在復合濾棒成型機切割含顆粒的原棒時會造成顆粒破碎，散落的顆粒粉末會被帶入下道工序，從而影響生產效率和最終產品質量。對此，從成型機除塵缺陷出發，提出針對于原棒切割模塊及集棒模塊兩部分的改善措施，并對改善前后的缺陷濾棒數量進行抽樣對比，結果表明，改善措施大大增加除塵效率，明顯減少“夾末顆粒”濾棒的產生。

關鍵詞：復合濾棒；濾棒成型機；原棒切割模塊；集棒模塊；除塵效率

中圖分類號：TS43" " " "文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）17-0133-04

Abstract： As the \"original\" coffee particle composite filter rod contains coffee particles， cutting the original rod containing particles in the composite filter rod molding machine will cause the particles to be broken， and the scattered particle powder will be brought into the next process， thus affecting the production efficiency and the final product quality. Aiming at the dedusting defects of the molding machine， the improvement measures for the original rod cutting module and collecting rod module are put forward， and the number of defective filter rods before and after improvement are sampled and compared. The results showed that the improvement measures greatly increased the dust removal efficiency and significantly reduced the generation of \"end-clip particles\" filter rods.

Keywords： composite filter rod; filter rod forming machine; original rod cutting module; rod collecting module; dust removal efficiency

復合濾棒是現代卷煙生產的必要輔料，一般由兩種或兩種以上的過濾材料為原料卷制而成，隨著復合型濾棒在卷煙產品中使用的越來越廣泛，為了增加卷煙的香味風格，提升卷煙的抽吸口感，降低焦油味道，部分卷煙產品在復合濾棒卷制成型過程會加入添加劑或添加劑載體到濾嘴當中[1-3]。

制造復合濾棒的設備叫做復合濾棒成型機組，目前市場上主流的復合濾棒成型機組包括國產ZL41型二元復合濾棒成型機[4]，德國HAUNI公司的MERLIN型復合濾棒成型機及荷蘭ITM集團的睿思（SOLARIS）多元復合濾棒成型機[5]。由于SOLARIS可將多種不同材料類型濾棒（基棒），按生產需要切分成定長的多小段短棒，并依規律進行短棒排列組合后經成型紙包裹加工成多元復合濾棒，并且式基棒尺寸標準化，能夠有效減少生產所需的不同基棒規格的數量。南寧卷煙廠引進了一組ITM公司生產的復合濾棒機組負責安排生產真龍“起源”卷煙產品的咖啡顆粒復合濾棒。在機組正常運行中，由于“起源”咖啡顆粒復合濾棒含有夾雜的咖啡顆粒，在切割含顆粒的原棒時會造成顆粒破碎，散落的顆粒粉末會被帶入下道工序，從而影響生產效率和最終產品質量。因此，在SOLARIS復合濾棒成型機生產復合濾棒過程中需要加入獨立的除塵機構以清理產生的顆粒粉末。然而，現有設備中的除塵機構往往受待除塵設備原有結構設計的限制，在不改變待除塵設備原有結構設計的情況下，無法根據現場的工作需求將除塵裝置與待除塵設備匹配安裝以實現良好的除塵效果。為此，提出了一種針對集棒和咖啡原棒切割兩個模塊單元夾末問題進行的改進措施。

1" 存在隱患

“起源”復合濾棒由添加有咖啡顆粒的原棒和溝槽原棒經切割排序組合而成，因在切割咖啡原棒時會使咖啡顆粒散落，散落的顆粒經成型紙包裹會造成復合濾棒表面有凸起的現象也稱濾棒夾末，嚴重的甚至會造成濾棒表面被刺破，如圖1所示。

這種夾末濾棒如果流入到卷煙成品中會嚴重影響煙支的外觀，從而降低卷煙的感官質量，給消費者帶來不好的體驗，影響產品形象。如果濾棒中有過多的夾末顆粒還會造成批次性的質量事故，為減少濾棒中含夾末超標，該設備每運行約40 min就需停機對其關鍵部位進行清潔保養，每次清潔保養時間約5 min，為防止有嚴重凸起且含帶夾末的濾棒流入到下一道卷接工序，在濾棒出口輸送通道處還需要采用人工輔助的方式進行濾棒檢驗挑選。因此，濾棒含帶夾末不僅影響了設備的有效作業率，同時也存在著產品質量隱患風險，提升了人工成本，在一定程度上降低了卷煙生產效率。

2" 問題分析

2.1" “夾末顆粒”產生原因

因咖啡顆粒復合濾棒需由咖啡顆粒原棒和溝槽原棒組成，而咖啡顆粒原棒是由咖啡顆粒噴灑在絲束中卷制而成，在生產中需將咖啡原棒（長度為120 mm）切割成四小段，在切割的過程中切割刀很容易就切中咖啡顆粒，形成更小的咖啡碎末顆粒如圖2所示，這些咖啡碎末顆粒散落在短棒四周，因原棒的包裝成型紙使用的是高透紙，高透紙表面呈網狀不光滑，碎末的咖啡顆粒易粘在高透紙上，因吸除顆粒的措施不完善從而造成復合濾棒有夾末顆粒。此外，在咖啡原棒經切割成為4段短棒后，其短棒的切口端面被上的咖啡顆粒因被切割中后造成顆粒松動，短棒再經過設備的高速傳遞，短棒切口端面上的顆粒很容易松脫散落在包裹的復合成型紙中，因吸除顆粒的措施不完善從而造成復合濾棒中有夾末顆粒。

2.2" 設備除塵缺陷

由于碎末顆粒的產生原因是不可避免的，因此，依靠設備端的顆粒吸除裝置來盡可能地減少碎末顆粒就尤為關鍵。SOLARIS的負壓吸除裝置的結構主要由集棒模塊的吸風管和復合成型濾棒搭口上粘膠水前的吸風裝置兩部分組成。

1）在集棒單元負壓吸風管裝置中，吸風管口的位置設置在集棒下轉盤的部位，吸風管由上至下設計成“L”型，吸風口底部呈大喇叭狀，風力只能吸走少部分集棒傳遞中掉落在零部件底部的顆粒。如圖3所示，因集棒輪盤短棒傳遞的通道處于吸風口風力走向之外，對于那些散落在集棒輪盤通道內這個關鍵部位的顆粒更是難以吸除。

2）由于成型機上的吸風裝置設置在復合濾棒搭口粘合前的位置，因此吸風裝置只能將搭口開口面上散落的顆粒吸除，無法吸除布帶包裹著的成型紙和短棒部位中的碎末顆粒。

3" 改進思路及措施

經分析探究后發現，要減少復合濾棒中的夾末顆粒，在濾棒成型煙槍位置難以實現，并且在集棒和咖啡原棒切割2個模塊單元中，短棒傳遞通道碎末顆粒散落的情況是最多的，因此要針對2個不同模塊進行不同的改進措施（如圖4所示），才能有效減少碎末顆粒被帶入成型包裹工序，從而降低對產品質量的影響。

1）由于集棒模塊上的吸風裝置無法達到預期的除塵效果，仍然有大量的咖啡顆粒的殘留，為了增強吸風裝置的工作效率，需要在原棒切割模塊的短棒傳遞通道旁加裝負壓吸除風管，利用設備上的原除塵設施在主吸風管引接一根管路到碎末顆粒散落的位置對雜余顆粒進行去除。

2）對原集棒模塊的吸除裝置進行改造，現有設備中的除塵機構往往受待除塵設備原有結構設計的限制，在不改變待除塵設備原有結構設計的情況下，無法根據現場的工作需求將除塵裝置與待除塵設備匹配安裝以實現良好的除塵效果。因此，在原吸風口盒罩的背面下方再開一個口，開口位置正對轉盤短棒運行通道的位置，從主吸風管道再引接一根管路與風口連接，新加的吸風管口正對著集棒轉盤，這樣的設計既保證了吸風口吸風風量不會被削弱又使吸除效果得到加強，從而將那些散落在轉盤短棒通道內和零部件角落不易吸除的顆粒得到有效清除。

4" 改善效果

為了驗證復合濾棒成型機經改善后的顆粒除塵效果，將成型機1周內生產的咖啡顆粒復合濾棒進行抽樣比對，對含夾末數指濾棒表面手觸摸有凸起的嘴棒視為“夾末顆粒”缺陷嘴棒，對設定抽樣煙支內含夾末煙支進行結果統計比對，結果見表1、表2。

可以看到，在未針對集棒模塊上的吸風裝置進行改進之前和在原棒切割模塊上未增加吸除碎末顆粒裝置時，在每日抽樣4 000支濾棒中含夾末的濾棒數在16支左右，而在對成型機進行除塵改造之后，每日抽樣4 000支濾棒中含夾末的濾棒數減少了近75%，僅為4支左右，抽樣5 d內的20 000支濾棒中夾末顆粒濾棒數量減少了63支，減幅約為75.9%，“濾棒夾末”現象得到了切實有效的改善。除此之外，由圖5可知，在抽樣5 d內復合濾棒成型機清潔次數由改善前的42次減少到了改善后的20次，減少次數為22次，減少了近52.4%，而清潔總用時由改善前的210 min減少到了改善后的100 min，減少了110 min，減少了52.4%，這說明了在切割單元轉盤處和集棒單元處增加吸風管后大大增加了成型機的除塵效率，使得咖啡顆粒殘留大幅減少，設備的改善利于生產效率的提高。實際上，連續開機40 min后檢查切該處散落咖啡顆粒，可以觀察到明顯減少很多，改進后現可以連續開機2 h才需停機對設備關鍵部位清潔保養。

通過以上對改進后產品的質量情況和設備的生產效率的統計分析可以看到，本次對設備的改進大量減少了咖啡復合濾棒表面凸起有夾末顆粒的現象，提高了產品合格率，降低了卷煙煙支的外觀質量隱患風險，減少了產品消耗和人工復查分選的次數及停機清潔設備關鍵部位次數，從而提高了設備的有效作業率及降低了產品的生產成本。

5" 結論

由于“起源”咖啡顆粒復合濾棒含有夾雜的咖啡顆粒，在復合濾棒成型機切割含顆粒的原棒時，在原棒內部的咖啡顆粒會造成破碎散落，散落的顆粒粉末會被帶入下道工序，最后經成型紙包裹的復合濾棒會由于這些破碎的顆粒夾末影響最終產品質量，除此之外，過多的顆粒散落也會造成復合濾棒成型機必須停機清潔保養，從而進一步造成成型機過多的啟停帶來的運行不穩定及效率較低的問題，但由于碎末顆粒的產生原因是不可避免的，因此，本文依靠設備端的顆粒吸除裝置來盡可能的減少碎末顆粒。

1）由于在集棒單元負壓吸風管裝置中，吸風管口的位置設置在集棒下轉盤的部位，集棒輪盤短棒傳遞的通道處于吸風口風力走向之外，對于那些散落在集棒輪盤通道內這個關鍵部位的顆粒難以吸除，因此，對于集棒模塊上的吸風裝置無法達到預期的除塵效果，鑒于此類缺陷，本文采用在原棒切割模塊的短棒傳遞通道旁加裝負壓吸除風管，利用設備上的原除塵設施在主吸風管引接一根管路到碎末顆粒散落的位置的方式對雜余顆粒進行去除，這種改進方式能夠對未吸除殘留顆粒進行補充負壓吸除，以避免設備原除塵設施除塵不完全造成的殘余顆粒較多的問題。

2）由于成型機上的吸風裝置設置在復合濾棒搭口粘合前的位置，因此吸風裝置只能將搭口開口面上散落的顆粒吸除，無法吸除布帶包裹著的成型紙和短棒部位中的碎末顆粒，鑒于此類缺陷，則采用對原集棒模塊的吸除裝置進行改造的方法，在原吸風口盒罩的背面下方再開1個吸風口，這樣的設計既保證了吸風口吸風風量不會被削弱又使吸除效果得到加強，從而將散落在轉盤短棒通道內和零部件角落那些原不易吸除的顆粒得到有效清除。

在進行了針對于集棒和咖啡原棒切割兩個模塊單元的不同改進措施后，可以發現，每日抽樣的夾末顆粒濾棒數量減少了約75%，抽樣5 d內的夾末顆粒濾棒數量減少了63支，減幅約為75.9%，抽樣5 d內對成型機的清潔保養用時由改善前的210 min下降到了改善后的100 min，清潔次數由改善前的42次下降到了改善后的20次，由此看出，所述改進措施能夠有效的減少“夾末顆粒”濾棒的總數，切實解決了“夾末顆粒”對于濾棒成型機正常工作的影響。

參考文獻：

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