ZJ17 卷煙機水松紙夾末煙塵處理裝置的研究

吉登銘，陽振升，鐘仲華，吳劍飛，廖為鴻，林春榮

（江西中煙工業(yè)有限責任公司贛州卷煙廠，江西 贛州 341000）

卷煙生產是煙草行業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一，卷煙機的性能和質量直接影響著卷煙產品的生產效率和品質。ZJ17卷接設備作為卷煙廠生產的主力機型，以其高度自動化、穩(wěn)定性能和易操作性而備受青睞。然而，在ZJ17 卷煙機的日常生產過程中，由于煙條與濾嘴匯合形成煙組，水松紙和煙組匯合進入搓接輪和搓板之間，煙絲中的煙沫和生產過程中的煙塵會在高速旋轉下脫離煙支，最終導致夾末的產生。夾末現象是引起煙支質量問題的重要因素，給卷煙生產過程帶來了困擾。

1 ZJ17 卷煙機水松紙夾末煙塵生成機理分析

1.1 卷煙機工作原理與煙絲處理過程

卷煙機作為卷煙生產的關鍵設備，其工作原理和煙絲處理過程對于理解ZJ17 卷煙機水松紙夾末煙塵生成機理至關重要。卷煙機的工作原理可以簡要地分為供給系統、切絲系統、卷接系統、過濾系統和包裝系統幾個關鍵部分。

供給系統起到了將煙絲和其他煙草原料從倉儲中提取并輸送到切絲系統的作用。通過輸送裝置和控制系統，供給系統確保煙絲的穩(wěn)定供給和流量控制，為后續(xù)加工步驟提供所需的原料。切絲系統將煙絲從供給系統中取出，并進行加工處理。在切絲過程中，煙絲經過加濕、斷面調整、調香等步驟，以獲得符合要求的切絲煙絲。這些步驟旨在調整煙絲的含水率、斷面形狀和香氣，以滿足不同品牌和口感的卷煙產品要求。卷接系統是卷煙機的核心部分，用于形成卷煙。在卷接系統中，經過切絲處理的煙絲與濾嘴匯合，并與水松紙接觸。水松紙與煙絲在搓接輪和搓板的相對運動和壓力作用下，通過滾搓和擠壓，形成雙倍長濾嘴煙支。過濾系統負責對形成的煙支進行濾嘴的加工。通過濾嘴的加工，調整煙支的煙氣流量和吸附特性，以滿足消費者對煙氣口感和吸附效果的要求。最后，包裝系統將成型的卷煙進行包裝，以保證卷煙的保存和運輸。包裝系統通常包括煙支分選、封裝和條盒裝箱等步驟，以滿足卷煙產品的市場需求。

在煙絲處理過程中，煙絲經歷了加濕、斷面調整、調香和干燥等工序。這些工序的目的是調整煙絲的含水率、斷面形狀和香氣，以滿足不同品牌和口感的卷煙產品的要求。

1.2 煙沫和煙塵產生的原因與機制

煙沫和煙塵是在卷煙機工作過程中產生的問題，對卷煙質量和生產效率具有影響。煙沫的產生是由煙絲中的煙油和其他有機物質在高速旋轉下脫離煙支形成的小液滴所引起。煙絲中的煙油含量、煙絲的濕度、煙絲的質量和結構以及搓接輪和搓板的設計和狀態(tài)等因素對煙沫的產生起著重要作用。

在卷接過程中，煙絲經歷了高速旋轉和擠壓，形成了雙倍長濾嘴煙支。在這個過程中，煙絲中的煙油和其他有機物質隨著離心力的作用逐漸脫離煙支，并形成微小的液滴。這些煙沫往往會附著在水松紙的涂膠面上，并在搓接過程中導致夾末的形成。煙沫的產生不僅會影響煙支的質量，還可能導致設備的堵塞和故障。

另外，卷煙機工作過程中還會產生煙塵，這是由煙絲和其他固體顆粒物質在高速旋轉和擠壓下脫離煙支形成的細小顆粒。煙塵的生成受多種因素的影響，包括煙絲的質量和處理、煙絲的濕度和含水率、搓接輪和搓板的狀態(tài)、煙絲中的雜質和顆粒物等。這些因素會導致煙絲表面的顆粒物質脫離并形成煙塵，進而影響煙支的質量和外觀。

2 水松紙夾末煙塵處理裝置設計與構造

2.1 設計原理和工作流程

水松紙夾末煙塵處理裝置的設計旨在實現對煙沫和煙塵的及時清潔處理，減少煙支夾末引起的質量問題。該裝置的設計原理是通過一系列工藝和設備組成的工作流程，有效地分離和清除煙沫和煙塵，以保證煙支的質量和生產效率。

該裝置的工作流程，主要包括以下幾個步驟：首先，是煙組進料，煙組是由水松紙和煙絲匯合形成的，通過供給系統將煙組送入處理裝置。其次，是煙組分離，在裝置中，煙組首先經過分離裝置，通過機械振動或氣流作用，將煙組中的煙絲與水松紙進行分離，以便后續(xù)處理。下一步是煙沫分離，分離后的煙絲進入煙沫分離裝置。該裝置通常采用離心力、重力或過濾等原理，將煙絲中的煙沫與液滴有效地分離，使其不再附著在煙絲表面。接下來是煙塵過濾和清理，分離后的煙絲進入煙塵過濾裝置。該裝置通過濾網、過濾器或靜電除塵等方式，將煙絲中的微小顆粒和固體雜質過濾和清除，以減少煙塵對煙支質量的影響。最后，就是清潔煙絲出料，經過煙沫分離和煙塵過濾處理后的煙絲從裝置中出料，進入后續(xù)的工藝流程進行卷接和包裝。

2.2 關鍵組成部件及其功能介紹

水松紙夾末煙塵處理裝置是一種用于處理卷煙生產過程中產生的煙沫和煙塵的設備，它由多個關鍵組成部件組成，每個部件都承擔著特定的功能，協同工作以實現煙沫和煙塵的有效處理。首先，分離裝置用于將煙組中的煙絲與水松紙進行分離，確保獨立的煙絲進料。通常采用機械振動或氣流作用，通過調整振幅或氣流速度，實現煙絲與水松紙的有效分離。接下來，煙沫分離裝置起到將煙絲中的煙沫和液滴分離的作用。它通常利用離心力、重力或過濾原理，將煙沫和液滴與煙絲分離，并將其收集到特定的容器中，以減少煙支夾末的產生。另外，煙塵過濾裝置用于清除煙絲中的微小顆粒和固體雜質，減少煙塵對煙支質量的影響。它采用濾網、過濾器或靜電除塵等方式，將煙絲經過過濾裝置，將煙塵和顆粒物截留在過濾介質中，使煙絲得以清潔出料。最后，控制系統起到監(jiān)測和控制水松紙夾末煙塵處理裝置運行的作用。該系統通過傳感器、控制器和執(zhí)行機構等組件，實現對各個部件的精確控制和調節(jié)，保證裝置的穩(wěn)定運行和處理效果的優(yōu)化。這些關鍵組成部件協同工作，使得水松紙夾末煙塵處理裝置能夠高效地分離煙絲、清除煙沫和煙塵，從而減少煙支夾末問題的發(fā)生，提高卷煙質量和生產效率。

2.3 裝置參數設計

在水松紙夾末煙塵處理裝置的參數設計方面，需要考慮處理能力、運行參數和控制系統等關鍵參數。處理能力應根據卷煙生產的規(guī)模和產量要求確定，確保裝置能夠滿足生產需求。運行參數包括工作溫度、壓力、轉速等，需要根據煙絲的特性和處理要求進行合理設定，以保證煙絲質量不受影響。控制系統應具備監(jiān)測和調節(jié)關鍵參數的功能，可以采用傳感器、反饋控制和自動化技術，實現對裝置運行狀態(tài)和處理效果的實時監(jiān)控和調整。

3 煙沫和煙塵處理技術研究與優(yōu)化

3.1 煙沫分離技術

煙沫分離技術是水松紙夾末煙塵處理裝置中關鍵的技術之一。它的主要目的是將煙組中的煙沫與水松紙進行有效分離，以減少煙支夾末引起的質量問題。煙沫分離技術的基本原理是利用物理力學原理和分離裝置的設計，使煙沫與水松紙發(fā)生相對運動，從而實現它們的有效分離。在本文中，采用的是電靜力分離技術。

電靜力分離技術的原理是基于靜電效應。在分離裝置中施加電場或靜電，使煙沫帶電并受到電力的作用，從而與水松紙分離。具體而言，分離裝置通常包括帶電極和接地極。煙組在電場作用下經過裝置時，煙沫顆粒帶上電荷，并被電場吸引或排斥，從而與水松紙分離。煙沫顆粒可以通過不同的電極設計和電場配置實現分離和收集。通過這種方式，煙沫被分離出來，而水松紙繼續(xù)向后傳送。

為了優(yōu)化電靜力分離技術，考慮以下幾方面。首先，是電場設計，通過調整電極的形狀、布局和電場強度，可以改變煙沫顆粒在電場中的運動軌跡和受力情況，從而增強分離效果。其次，是控制電荷狀態(tài)，通過調節(jié)煙沫顆粒的濕度、溫度和煙氣成分等因素，可以影響煙沫顆粒的電荷性質，進而調整煙沫顆粒與水松紙之間的吸引力或排斥力，以實現更好的分離效果。另外，優(yōu)化接地極的設計也是關鍵，通過改變接地極的形狀、材料和表面處理方式等方面，增加煙沫顆粒與接地極之間的距離和接觸面積，從而增強分離效果。最后，采用合適的監(jiān)測和控制系統可以實時監(jiān)測電場強度、電荷狀態(tài)和煙沫顆粒分離效果等關鍵參數，借助傳感器、反饋控制和自動調節(jié)等技術，及時調整電場和電荷狀態(tài)，以實現優(yōu)化的煙沫分離效果。

3.2 煙塵過濾和清理技術

本文采用了電除塵技術這一常用的煙塵過濾和清理方法，通過利用電場力和電荷作用，將煙塵顆粒從氣流中分離并收集，實現高效的煙塵過濾和清理。

電除塵技術的基本原理是利用電場力和電荷作用對煙塵顆粒進行捕集和分離。具體而言，電除塵器由兩個電極組成：一個是帶電極，通常稱為收集極或陽極；另一個是接地極，通常稱為放電極或陰極。煙塵含氣體經過電除塵器時，首先，經過預收集區(qū)域，其中有收集極產生的電場，使煙塵帶電。然后，帶電的煙塵顆粒被吸引到接地極上，從而實現了煙塵的分離和收集。收集的煙塵可以定期清理或處理。

為了優(yōu)化電除塵技術，可以采取以下措施。首先，優(yōu)化電場設計，調整電極的形狀、布局和電場強度，以提高煙塵的捕集效率。其次，優(yōu)化收集極的材料和表面處理，增加表面積和表面電荷密度，提高煙塵的捕集效果。此外，通過控制氣流的速度、流向和預處理煙塵負荷，可以改善煙塵的運動和分離情況。建立監(jiān)測和控制系統，實時監(jiān)測電除塵器的運行狀態(tài)和性能指標，并采取相應的調整措施，以實現最佳的煙塵過濾和清理效果。定期維護和清潔設備，保持其正常工作狀態(tài)，并及時更換損壞的零部件。通過這些優(yōu)化措施，可以提高電除塵技術的煙塵過濾和清理效率，降低環(huán)境污染，并確保設備的穩(wěn)定運行和長壽命。

3.3 設備性能優(yōu)化與改進

為了優(yōu)化和改進設備的性能，可以從多方面進行考慮和實施。

首先，動力系統的優(yōu)化是重要的一步。采用高效的電機和傳動裝置，以減少能源損耗。引入變頻器和智能控制系統，根據實際需求調整設備的運行速度和負荷， ※實現能效優(yōu)化。這樣可以提高設備的運行效率和能源利用率，同時降低生產成本。其次，結構設計的改進是另一個關鍵方面。通過改進設備的結構設計，可以提高設備的穩(wěn)定性、剛性和工作效率。優(yōu)化關鍵部件的結構和材料選擇，減少磨損和故障，延長設備的使用壽命。合理的布局和緊湊的結構設計，可以提高設備的生產能力和操作效率，從而提高生產效益。自動化控制與智能化技術的應用對設備性能的優(yōu)化至關重要。引入自動化控制系統和智能化技術，可以提高設備的自動化程度和生產過程的精度。通過傳感器、反饋控制和數據分析，實現對設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和調整，提高設備的穩(wěn)定性和生產效率。此外，安全性和環(huán)保性的改進也是重要的考慮因素。設備應加強防護裝置和安全措施，以減少事故和操作風險。采用高效的廢氣處理裝置和排放控制技術，降低排放物的污染，符合環(huán)保要求。最后，持續(xù)的研發(fā)和創(chuàng)新對設備性能的改進至關重要。與相關行業(yè)和科研機構合作，開展新材料、新工藝和新裝備的研究，推動設備性能的不斷提高。

4 結語

本文設計了一種水松紙夾末煙塵處理裝置，實現了煙沫和煙塵的及時清潔處理，有效地解決了ZJ17 卷煙機水松紙夾末煙塵問題，提高了卷煙的質量穩(wěn)定性和生產效率。未來的研究方向可以進一步優(yōu)化裝置的設計和性能，提高煙沫分離和煙塵過濾的效果，以及探索更加智能化和自動化的處理技術。通過不斷的創(chuàng)新和改進，可以不斷地提升卷煙機的生產水平，滿足市場需求，促進卷煙工業(yè)的發(fā)展。