王軼 曾偉中 李強(qiáng) 李俊 胡良志 張興全 吳楠哲 孟琪琪 栗翔 劉學(xué)超 周宏兵 李家喜

摘要：為解決細(xì)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(jī)的絲紙剝離、紙絲分離和煙絲篩分系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，將離心分離裝置框欄改為方形豎排;針對不同規(guī)格煙支將煙紙分離篩網(wǎng)設(shè)計為可拆卸三級篩網(wǎng);同時，將煙絲振篩改為兩級篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以提高回收煙絲質(zhì)量。結(jié)果表明：改進(jìn)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(zhì)量，減少煙絲的浪費(fèi)，具有較好的降本增效作用。

關(guān)鍵詞：細(xì)支卷煙;殘次煙支;框欄;振篩;整絲率

中圖分類號TS43文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)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(chǎn)過程中，由于設(shè)備、原輔材料等因素的影響，在實際生產(chǎn)過程中不可避免會產(chǎn)生殘次煙支[1-3]。FY37型殘次煙支處理機(jī)克服以往剝煙機(jī)的缺點(diǎn)，由原來的機(jī)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(yè)內(nèi)針對殘次煙支返剝機(jī)改進(jìn)已經(jīng)多項報道[5-8]，但大多數(shù)研究集中在常規(guī)卷煙（直徑為7.7mm）殘次煙回收處理，針對細(xì)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(jī)進(jìn)行改造，提升了細(xì)支卷煙殘煙回收率。襄陽卷煙廠作為細(xì)支煙與中支煙生產(chǎn)企業(yè)，由于煙支規(guī)格發(fā)生較大變化，現(xiàn)有FY37型殘次煙支處理機(jī)對中、細(xì)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(zhì)量;同時，由于細(xì)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(zhì)量。為解決細(xì)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(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，旨在提升回收煙絲質(zhì)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(jī)由定量喂料機(jī)、殘次煙支處理機(jī)、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(yù)處理方式，通過橡膠棒激振與離心力共同作用進(jìn)行煙絲柔性分離，并采用光譜除雜技術(shù)對煙絲中的非煙草異物進(jìn)行剔除。但該型號殘次煙支處理機(jī)主要處理直徑7.7mm的常規(guī)卷煙，對于直徑5.4mm的細(xì)支卷煙處理效果并不理想。

調(diào)查FY37型號殘次煙支處理機(jī)對不同牌號回收煙絲質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，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(dá)11.8%，直接影響回收煙絲質(zhì)量（表1）。煙支濾嘴數(shù)量為每10kg回收煙絲中所含的煙支濾嘴數(shù)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(jìn)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(zhì)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(jìn)方法與對策

2.1系統(tǒng)設(shè)計

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

殘次煙是指卷接后存在外在質(zhì)量缺陷，但內(nèi)在質(zhì)量合格且可重復(fù)利用的煙支。殘次煙支處理機(jī)就是對卷包車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘次煙支進(jìn)行處理，并將煙支內(nèi)的煙絲進(jìn)行回收再利用的設(shè)備。FY37殘次煙支處理機(jī)的主要功能是對卷煙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘次煙支進(jìn)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(chǎn)利用。

當(dāng)殘次煙支由定量喂料系統(tǒng)進(jìn)入FY37殘次煙支處理機(jī)的加溫加濕裝置后，飽和蒸汽通過旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入進(jìn)料氣鎖內(nèi)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(nèi)多余的蒸汽可由加溫加濕裝置上方的排潮風(fēng)機(jī)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(jìn)入離心分離裝置;殘次煙支進(jìn)入離心分離裝置后，在柔性棒型螺旋軸的帶動下螺旋前進(jìn)，煙絲在離心力和柔性棒的敲擊作用下不斷從卷煙紙內(nèi)脫離出來，煙絲通過設(shè)置在離心分離裝置底部的篩網(wǎng)分離出來，并由煙絲出料帶輸送至煙紙篩分系統(tǒng)，經(jīng)三級篩網(wǎng)篩分后，進(jìn)入煙絲篩分系統(tǒng);兩級煙絲篩網(wǎng)將直徑小于2mm的碎末篩除;經(jīng)篩分后的回收煙絲最終匯總輸送至光譜除雜系統(tǒng)，經(jīng)光譜除雜將混入回收煙絲中的碎紙屑進(jìn)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(shè)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(jīng)振篩分離，并經(jīng)輸送設(shè)備循環(huán)送入煙絲出料帶。

2.2絲紙剝離系統(tǒng)的改進(jìn)

FY37型殘次煙支處理機(jī)主要用于直徑7.7mm常規(guī)卷煙的處理工作，其離心分離裝置底部的框欄網(wǎng)孔規(guī)格是8mm×8mm，直徑5.4mm的細(xì)支煙濾嘴雖經(jīng)過加溫加濕裝置，體積有所膨脹，但大部分細(xì)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(xù)光譜除雜設(shè)備無法有效將其徹底剔除，直接影響回絲質(zhì)量，如圖2所示。

為解決細(xì)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(wǎng)孔由正方形橫排改為方形豎排，框欄網(wǎng)孔規(guī)格為4.5mm×10mm，孔間距為11.5mm，有效保障了細(xì)支卷煙濾嘴在框欄4.5mm網(wǎng)孔方向上受力，避免剝離的細(xì)支煙濾嘴從框欄網(wǎng)孔穿過而混入煙絲中，具體見圖3。

2.3煙紙篩分系統(tǒng)的改進(jìn)

原有一級篩網(wǎng)（篩網(wǎng)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(jìn)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(fèi)。因此，在紙絲剝離出口設(shè)計三級篩網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括支架、可拆卸的第一級篩網(wǎng)、第二級篩網(wǎng)、第三級篩網(wǎng)，加強(qiáng)肋、壓條和阻攔襯，具體見圖4。

為提高篩網(wǎng)的連接剛度及抗彎強(qiáng)度，三級篩網(wǎng)上均設(shè)有多道間距均勻的加強(qiáng)肋;同時，在篩網(wǎng)的上表面均增設(shè)有多道加壓條，防止安裝后篩網(wǎng)向上拱起，影響篩分效果;增設(shè)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(jìn)給速度，延長煙絲的篩分時間，提高篩分率。

針對不同規(guī)格煙支的回剝、篩分需要，選擇不同層級的篩網(wǎng)第一層級篩網(wǎng)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(wǎng)孔徑為5.08mm×5.08mm（4目），適用于直徑5.4mm細(xì)支煙的回收篩分;第三層篩網(wǎng)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(dāng)回收直徑7.7mm粗支殘煙時，可將第二、三層篩網(wǎng)拆除;當(dāng)回收直徑5.4mm的細(xì)支殘煙時，可將第三層篩網(wǎng)拆除。

2.4煙絲篩分系統(tǒng)的改進(jìn)

原有一級煙絲篩分系統(tǒng)篩網(wǎng)孔徑為2mm×2mm，不能對碎末進(jìn)行有效篩分，使用一段時間后，出現(xiàn)篩網(wǎng)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(shè)計兩級煙絲篩分系統(tǒng)，具體見圖5。一級篩網(wǎng)孔徑為4mm×4mm，二級篩網(wǎng)孔徑為2mm×2mm，將經(jīng)煙紙篩分后的煙絲進(jìn)行兩級篩分。一級篩網(wǎng)對回收煙絲進(jìn)行有效攤薄，減少中長絲對二級篩網(wǎng)網(wǎng)孔的堵塞;二級篩網(wǎng)對長度小于2mm的煙絲進(jìn)行有效篩分，篩除直徑小于2mm的碎末。

2.5參數(shù)優(yōu)化

隨著殘次煙支處理機(jī)柔性棒的使用時間增長，其磨損程度相應(yīng)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(zhì)量。因此，需要對柔性棒更換周期和柔性棒螺旋軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

2.5.1柔性棒更換周期。

選取某牌號細(xì)支卷煙殘次煙支進(jìn)行試驗（柔性棒螺旋軸轉(zhuǎn)速設(shè)定為19Hz），跟蹤測試8個月，統(tǒng)計每月柔性棒長度及剝凈率，結(jié)果見表2。

由表2可知，當(dāng)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(dāng)柔性棒長度降至125mm時，剝凈率出現(xiàn)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(zhuǎn)速。

選取某牌號細(xì)支卷煙殘次煙支為測試對象，按照表3中試驗方案進(jìn)行試驗，跟蹤測試6個月，統(tǒng)計每月柔性棒螺旋軸轉(zhuǎn)速和回收煙絲中煙支濾嘴數(shù)量、剝凈率、整絲率和碎絲率，具體結(jié)果見表4。

由表4可知，隨著柔性棒測試轉(zhuǎn)速的增加，殘次煙支剝凈率隨之增大，但轉(zhuǎn)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(dāng)柔性棒測試轉(zhuǎn)速為29Hz時，該月回收煙絲質(zhì)量最佳。按照同樣的試驗方法，對剩余4個月一次進(jìn)行試驗，最終確定每月柔性棒最佳轉(zhuǎn)速，具體見圖6。

通過對柔性棒更換周期和柔性棒轉(zhuǎn)速參數(shù)優(yōu)化，確定了柔性棒更換周期為6個月，每月柔性棒轉(zhuǎn)速為19、29、36、41、45和485Hz。

3效果驗證

3.1試驗設(shè)計

3.1.1材料。A、B、C、D4個牌號細(xì)支卷煙殘次煙支

3.1.2儀器與設(shè)備。

煙絲振動分選篩，YQ-2型，為鄭州恒德通用機(jī)械有限公司產(chǎn)品。

3.1.3方法。

煙支濾嘴數(shù)量與剝凈率按照表1的方法進(jìn)行測定;整絲率與碎絲率按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《YC/T178—2003煙絲整絲率、碎絲率的測定方法》[11]進(jìn)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(shù)據(jù)分析

由表5可知，F(xiàn)Y37型殘次煙處理機(jī)改進(jìn)后，回收煙絲質(zhì)量得到了明顯提升：回收煙絲中，煙支濾嘴數(shù)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(jié)構(gòu)均得到了明顯改善。

4結(jié)論

通過對FY37型殘次煙處理機(jī)的絲紙剝離、紙絲分離和煙絲篩分系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化及參數(shù)優(yōu)化，有效避免了煙支濾嘴混入回收煙絲中，煙支濾嘴數(shù)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(zhì)量減少煙絲的浪費(fèi)，具有較好的降本增效的作用。目前改進(jìn)后的FY37型殘次煙處理機(jī)，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(xì)支卷煙尚未進(jìn)行研究，因此后續(xù)需要在直徑更小的煙支進(jìn)行優(yōu)化研究。

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