原煙人機結合選葉系統的開發與應用

劉波蘭，郭建斌

（1.瀏陽天福打葉復烤有限責任公司，湖南長沙 410300；2.湖南中煙物流有限責任公司，湖南長沙 410034）

0 引言

打葉復烤作為卷煙企業的第一車間，為卷煙生產提供優質原料，是品牌發展的生命線。目前，傳統挑選已不能適應現在“卷煙上水平”的發展需要，為提高復烤企業的競爭力，必須轉變煙葉挑選觀念[1]。近年來，煙草行業煙葉均質化加工要求日漸提高，煙葉精選成為整個復烤加工過程中不可或缺的環節。從分級挑選工藝來看，目前國內普遍采用的選葉方式，一是靜態挑選，即人工選葉、人工解把、邊選邊裝的方式，其主要缺點是勞動強度大、工作效率低、煙葉造碎大、物流組織零亂、質量管理不易實時監控；二是動態挑選，即在皮帶機上選葉并自動收集裝箱的方式，這種方式較好地解決了物流問題，但是動態過程中受原料穩定性和挑選時間限制，挑選質量難以保證[2]。為改變目前的人工選葉現狀，提高選葉效率和穩定性，本文設計了一種新的人機結合選葉模式。

1 系統組成

1.1 工藝流程

根據煙葉精選的工藝要求，確定人機結合模式工藝流程。該工藝模式將煙葉分為A、B 兩個等級，工藝采用“動態發料、靜態挑選、靜態檢驗”的工藝模式，確保挑選的精準性。工藝流程中配備了潤葉功能，實現煙葉松散并充分舒展，同時補充少量水分，以減少煙葉造碎；增加篩砂、麻絲剔除功能，提高雜物控制的力度；對原料碎葉及時篩分處理，避免煙葉的重復造碎。具體工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程

1.2 系統結構

人機結合選葉系統主要由裝盤備料、鋪葉切斷、潤葉篩砂、喂料挑選、檢驗裝框5 個部分組成（圖2）。裝盤備料系統中，原煙裝盤由兩臺輥道輸送機構成，從兩側分別上料。鋪葉切斷工序設置兩臺單路鋪葉切斷機，采用兩刀三段式（可選）。潤葉篩砂系統由順流式滾筒熱風潤葉機、篩砂剔麻一體機以及倉式喂料機、計量管、電子秤等恒流量控制單元組成。喂料挑選系統由分料機、寸動小車、倉式喂料機組成。喂料機下設挑選皮帶，選葉工挑選完成后按下崗位側確定按鈕，此時挑選帶將挑選后A 煙輸送至復檢帶，同時開始下次的給料，B煙進入匯總帶復檢裝框。A 煙復檢帶為靜態復檢，B 煙復檢帶為變頻復檢，挑選后質量合格的煙葉進入下工序稱重裝框。

圖2 系統組成

2 人機結合原煙選葉方式效果驗證

2.1 選后煙葉質量符合度

為驗證人機結合選后煙葉的質量符合度，選用精選煙葉遵義桐梓C2F、C3F，遵義務川K326 C2F、C3F，貴陽開陽C3F，對6000 kg/h 人機結合線進行測評以及效果驗證。測試結果如表1 所示。

表1 人機結合選后煙葉質量符合度

由測試數據可以看出，人機結合選葉與純人工選葉質量符合度均在88%～95%，相差在允許的范圍之內。

2.2 選后煙葉倉儲水分變化驗證

為了解人機結合選后煙葉倉儲過程水分變化情況，對選后同一框A、B 煙葉存放1 個月前后的水分變化情況進行檢測（表2）。

表2 選后煙葉倉儲水分變化

由表2 可以看出，同一框煙葉在環境濕度60%以下、環境溫度12 ℃左右，隨著煙葉存放時間的增長，水分稍有降低但未發生霉變情況，說明煙葉存放時間可達1 個月。

2.3 投入產出效果驗證

為驗證人機結合選葉投入產出情況，選用精選煙葉來料為遵義桐梓C2L，對6000 kg/h 人機結合線及人工地攤式選葉同時進行測評，測試結果如表3、表4 所示。其中不可用煙葉為篩分碎葉、保養后煙灰及煙末。

表3 人機結合選葉模式

表4 人工地攤式選葉模式

從表3、表4 可以看出，人機結合選葉損耗重量270.8 kg，選葉損耗比率0.3%；人工地毯式選葉損耗重量352.5 kg，選葉損耗比率0.46%。從造碎角度分析，人機結合選葉模式明顯要優于人工地攤式選葉。

2.4 成本對比研究

人機結合選葉與人工地攤式選葉單擔成本，測評對比數據不含兩種模式下相同項目的數據（如物流、計量工具、包裝物、跨年合同工人工費、加濕系統折舊等），每擔成本均不含倉儲物流等費用，人機結合設備投入1492 萬元，產量按1882 擔/天、180 天/烤季計算，每烤季精選量為32.8 萬擔，人工地攤式選葉按照每人3.2 擔/天計算，人機結合選葉設備按照10 年設備折舊，測算人機結合選葉與人工地攤式選葉的單擔成本（表5）。

表5 選葉單擔成本測算 元/擔

以上測算表明，如果人機結合按1822 擔/天計算，一個烤季的精選量在32.8 萬擔，單擔成本減少8.08 元/擔，較人工地攤式選葉節約成本265 萬元/烤季，并且人機結合選葉的效率高于人工地攤式選葉。在相同的選葉量條件下，人機結合選葉用工量較人工地攤式選葉用工量減少330 人。如果人機結合選葉按設計流量（6000 kg/h）計算，每天選葉量將達到2400 擔，單擔成本可以降至21.56 元，較人工精選降低11.83 元/擔，節約成本511 萬元，減少人工486 人。

3 后續研究方向

人機結合模式選葉的效率與煙葉選率存在正相關系。結合人機結合選葉線投產至今的運行情況，在來料煙葉選率低于80%的情況下，人機結合精選效率達不到預期目標。例如，2015 年12 月精選寧鄉B2F 煙葉8000 擔，人機結合精選4 596.8 擔，人工精選3 403.2 擔，平均選率59%左右，人機結合精選人日均產量3.84擔，人工精選4.58 擔；2016 年3 月人機結合精選瀏陽C3F 700 擔，A 煙選率77%，人日均選量3.9擔。因此，來料煙葉選率越接近50%，人機結合選葉的效率越低。

4 結束語

實踐證明，人機結合的原煙選葉模式方式是切實可行的。該模式降低了選葉成本和用工數量，并能規范現場管理、有效控制煙葉雜物，選葉質量能滿足客戶精選工藝標準的要求。人機結合選葉試驗線的成功投用為開辟新的選葉模式進行了有益的探索，同時為下階段大規模推廣打下堅實的基礎。但也應該清楚地認識到該選葉模式的局限性。人機結合的選葉模式存在選后等級較少（2 個）、上選率低于80%、時效率降低等問題，需要通過今后的研究來解決。