VE梗絲分離系統(tǒng)部分控制參數(shù)的優(yōu)化研究

胡利波，吳傳緒，孫意然，吳泉蘭

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

0 引言

YJ17型卷煙機(jī)在生產(chǎn)卷煙時(shí)，受煙絲結(jié)構(gòu)、葉組配方、煙絲含水率的影響，原相關(guān)參數(shù)設(shè)置，不能保證梗絲分離系統(tǒng)的分離效果，致使梗簽剔除物中的煙絲含量超標(biāo)、煙支含梗率波動(dòng)大，造成煙絲浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生煙支刺破等質(zhì)量缺陷。

卷煙機(jī)參數(shù)設(shè)置對(duì)梗絲分離效果的影響，已有相關(guān)研究，如胡中軍等[1]通過(guò)對(duì)卷接機(jī)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；顧秋林等[2]對(duì)供絲系統(tǒng)工作參數(shù)與梗簽剔除量、梗中含絲率的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了研究。但研究結(jié)果存在較大差異，經(jīng)逐個(gè)驗(yàn)證，這些研究結(jié)果并不適用某牌號(hào)卷煙的生產(chǎn)，存在改進(jìn)效果不明顯的問(wèn)題。原因是不同煙絲結(jié)構(gòu)、含水率對(duì)卷煙機(jī)梗絲分離效果有不同的影響，因此生產(chǎn)某牌號(hào)卷煙時(shí)，需要對(duì)卷煙機(jī)梗絲分離系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置開展針對(duì)性研究。

1 梗絲分離系統(tǒng)工作原理

YJ17梗絲分離系統(tǒng)，采用慣性梗絲分離與風(fēng)選相結(jié)合的兩級(jí)分選方式。一次梗絲分離利用慣性原理將稍重的煙梗、雜質(zhì)等物質(zhì)分離，被分離出的梗簽物中含有部分煙絲進(jìn)入二次風(fēng)分裝置再次分離。二次風(fēng)分裝置提供負(fù)壓吸風(fēng)，利用煙絲、煙梗與雜物在吸風(fēng)通道中懸浮速度不同的原理將其分離。

2 影響梗絲分離效果的因素

主要影響因素有3個(gè)：①小風(fēng)機(jī)正壓吹風(fēng)、擋流板高度等因素會(huì)影響第一次梗絲分離后流入吸風(fēng)室的梗簽物含量及流入回梗裝置的梗簽量和煙絲量。②吸風(fēng)室大風(fēng)機(jī)負(fù)壓、出口擋板位置等因素會(huì)影響第二次梗絲分離的出梗量和剔除物中煙絲含量。③來(lái)料煙絲結(jié)構(gòu)及含水率會(huì)對(duì)梗絲分離剔除量產(chǎn)生一定影響。實(shí)際生產(chǎn)中，在來(lái)料穩(wěn)定的情況下，考慮到設(shè)備控制調(diào)整的便捷性，多數(shù)情況下，優(yōu)先考慮通過(guò)調(diào)整大風(fēng)機(jī)負(fù)壓、小風(fēng)機(jī)正壓、擋流板高度3個(gè)參數(shù)，來(lái)調(diào)控梗絲分離系統(tǒng)的分離效果。

卷包車間生產(chǎn)中3個(gè)參數(shù)的可調(diào)范圍：VE大風(fēng)機(jī)負(fù)壓（-9～-10）kPa、小風(fēng)機(jī)正壓（0.8～1.2）kPa、擋流板高度調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值高度67 mm。經(jīng)測(cè)試，目前卷煙機(jī)參數(shù)設(shè)置在加工某牌號(hào)卷煙時(shí)，梗簽剔除物中煙含絲量均值為11%，而工藝要求剔除物煙絲含量在3%～5%；成品煙支中有刺破缺陷的產(chǎn)生，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)量，煙支含梗率均值4.4%，處于較高水平。

3 優(yōu)化方案

通過(guò)試驗(yàn)，在確保兩級(jí)分離后，梗簽剔除物中含絲量滿足工藝要求的情況下，通對(duì)“VE大風(fēng)機(jī)負(fù)壓、小風(fēng)機(jī)正壓、擋流板高度”3個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究，確定較佳參數(shù)設(shè)置，降低剔除物中煙絲含量與煙支中梗簽物含量。

4 材料與方法

4.1 材料與設(shè)備

接裝紙：透氣度200 cu，定量41 g/m2；卷紙：透氣度60 cu，定量27.5 g/m2；嘴棒：吸阻 2650 Pa，長(zhǎng)度 100 mm，圓周24.5 mm；卷煙機(jī)：ZJ17卷煙機(jī)，常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司；檢測(cè)儀器：KARDIEN-SSPT-1型梗絲分離儀器、電子天平。

4.2 試驗(yàn)方法

4.2.1 試驗(yàn)條件

①保證來(lái)料煙絲含水率及煙絲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；②保證回絲量滿足工藝要求；③保證真空、壓縮空氣輸出穩(wěn)定，且滿足設(shè)備和儀表要求；④卷煙機(jī)拋絲速度、拋絲角度、出口擋板位置等因素設(shè)為定量不變。

4.2.2 試驗(yàn)方法

正交試驗(yàn)。由于所研究因素為獨(dú)立變量，綜合影響梗絲分離系統(tǒng)工作結(jié)果，所以設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)開展試驗(yàn)。

4.2.3 樣品備制

待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后，每隔30 min在二次分離排料口隨機(jī)取樣（200±40）g剔除物作待測(cè)樣品，根據(jù)國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行樣品平衡。每隔30 min隨機(jī)取煙包成品10包（200支），作待測(cè)樣品。

4.2.4 樣品檢測(cè)與評(píng)價(jià)

手動(dòng)挑選出剔除物樣品中的煙絲，計(jì)算含絲量；利用KARDIEN-SSPT-1型梗絲分離儀器，按照國(guó)標(biāo)要求測(cè)量煙支含梗率。

5 開展試驗(yàn)

5.1 試驗(yàn)過(guò)程

正交試驗(yàn)因素水平見表1，正交試驗(yàn)方案見表2。

5.2 極差分析

5.2.1 計(jì)算各數(shù)據(jù)及平均值

計(jì)算 A，B，C 因素，在 K1，K2，K3，k1，k2，k3 水平下，X，Y 兩種試驗(yàn)指標(biāo)的數(shù)據(jù)及平均值，并分別計(jì)算極差R，見表3。

表1 正交試驗(yàn)因素水平

表2 正交試驗(yàn)方案

根據(jù)極差大小列出各指標(biāo)下的因素主次順序，初選優(yōu)化水平組合見表4。

表4 初選優(yōu)化水平組合

5.2.2 綜合平衡確定最優(yōu)水平組合

因素A，對(duì)含梗率影響大小排第一位，此時(shí)取A3；B因素，對(duì)含絲率影響大小排第一位，此時(shí)取B3；因素C，對(duì)含絲率、含梗率影響均為次要因素（表5），此時(shí)可取C1，C2。但取C2時(shí)，C增加了8%，而含絲率只增加了5%，且由含梗率指標(biāo)看，取C2比C1的含梗率低，故C因素取C2。優(yōu)組合為A1B3C2。

表5 因素C

5.3 方差分析（表6）

表6 方差分析［F0.01（2，8）=8.65；F0.05（2，8）=4.46］

正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果表明，在0.05水平下，小風(fēng)機(jī)正壓含梗率達(dá)到顯著水平，大風(fēng)機(jī)負(fù)壓對(duì)含絲率達(dá)到顯著水平，擋流板高度未達(dá)到顯著水平?？梢姡@著性分析結(jié)果與直觀分析結(jié)果相互支持。

6 結(jié)論

（1）VE大風(fēng)機(jī)負(fù)壓、小風(fēng)機(jī)正壓、擋流板高度參數(shù)設(shè)置綜合影響梗絲分離系統(tǒng)剔除物中的含絲量及煙支中含梗率。

（2）所研究的因素，小風(fēng)機(jī)正壓和擋流板高度對(duì)含梗率影響較為明顯，吸風(fēng)室大風(fēng)機(jī)負(fù)壓對(duì)剔除物含絲量影響較為明顯。

（3）確定YJ17型卷煙機(jī)在生產(chǎn)某牌號(hào)卷煙時(shí)，VE梗絲分離系統(tǒng)較佳參數(shù)設(shè)置：小風(fēng)機(jī)正壓0.8 kPa，大風(fēng)機(jī)負(fù)壓-10 kPa，擋流板高度67 mm。通過(guò)優(yōu)化卷煙機(jī)梗絲分離系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，達(dá)到降低梗簽剔除物中煙絲含量及煙支含梗率的目的。

（4）該方法為YJ17型卷煙機(jī)在生產(chǎn)不同牌號(hào)卷煙時(shí)，對(duì)梗絲分離系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的優(yōu)化提供一種研究方向。