基于雪球效應(yīng)的剔雜技術(shù)研究

鄧永剛，吳永偉，劉 文

（紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

1 當(dāng)前復(fù)烤生產(chǎn)現(xiàn)狀概述

隨著煙草行業(yè)競爭的日益激烈，行業(yè)形勢的嚴(yán)峻，產(chǎn)品質(zhì)量成了為企業(yè)保駕護(hù)航的基礎(chǔ)，而其中原料的質(zhì)量則是關(guān)鍵。除了打葉復(fù)烤生產(chǎn)水平的提升，減少煙葉雜物數(shù)量也是保證卷煙生產(chǎn)原料的重要組成部分。尤其是在打葉復(fù)烤車間，收購到的原煙含有眾多雜物，如果不能認(rèn)真進(jìn)行除雜、保證煙葉質(zhì)量，將會(huì)對(duì)卷煙質(zhì)量、品牌形象產(chǎn)生惡劣的影響。打葉復(fù)烤作為卷煙加工第一道工業(yè)工序，擔(dān)負(fù)著為企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)原料的重任，為下道工序提供優(yōu)質(zhì)復(fù)烤煙葉。

2 煙葉中所含雜物統(tǒng)計(jì)及分析

當(dāng)前，為充分利用原料，節(jié)約成本，同時(shí)保證碎煙的質(zhì)量，在生產(chǎn)作業(yè)區(qū)設(shè)有碎煙組。碎煙組的主要任務(wù)是將生產(chǎn)中產(chǎn)生的碎煙進(jìn)行篩檢，減少碎煙中的雜物。碎煙組包括離線碎煙機(jī)以及人工挑選組。離線碎煙中含有的雜物包含蟲卵、雜草、羽毛以及麻絨等，這些雜物對(duì)煙葉質(zhì)量有不良影響。對(duì)2021 年11月、12 月和2022 年1 月共計(jì)3 個(gè)月的離線碎煙雜物質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表1。

表1 2021 和2022 年離線碎煙雜物質(zhì)量 單位：kg

在離線碎煙中的雜物里麻絨數(shù)量最多，且麻絨體積太小難于挑揀干凈，麻絲黏附碎煙難以清理，需有效降低離線碎煙中的麻絨數(shù)量，提高碎煙純凈度。

3 制定措施及方案實(shí)施

3.1 方案選擇

經(jīng)過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)：離線碎煙來料復(fù)雜，由分級(jí)過程碎煙、小夜班檢修碎煙、生產(chǎn)過程各工序碎煙等構(gòu)成，大量麻絲細(xì)且小，黏附于碎煙中，離線碎煙機(jī)目前難以進(jìn)行清理，而且與碎煙顏色相近，盡管通過離線碎煙組挑雜人員的挑揀，仍然有大量麻絨黏附于碎煙之中。

由于階梯式的設(shè)計(jì)方式，部分碎煙黏附著麻絨在此處發(fā)生墜落，伴隨前方振篩的振動(dòng)，部分麻絨在此結(jié)團(tuán)，并發(fā)生旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)。小的雪球在滾動(dòng)初期，還需要借助外力的推動(dòng)，當(dāng)雪球的體積足夠大，可依靠其自身慣性向前推進(jìn)的時(shí)候，外在動(dòng)力就會(huì)相對(duì)弱化。隨著雪球的不斷滾動(dòng)，雪球壓在地面的雪上，壓力使地面的雪和雪球的雪熔點(diǎn)降低而略微液化出一些液態(tài)水，這些液化的水很有可能會(huì)粘在雪球與地面接觸的面上，這樣當(dāng)這個(gè)面隨雪球滾動(dòng)不與地面接觸時(shí)，上面粘著的液態(tài)水由于沒有受到之前這樣大的壓力，熔點(diǎn)升高而再次變?yōu)檠┱持┣颍┣蛞驗(yàn)檫@樣便增加了體積，隨著雪球的滾動(dòng)，與地面的接觸面會(huì)無數(shù)次地重復(fù)這樣的情況，因此雪球便越滾越大了。

正是由于雪球效應(yīng)，隨著掉落下的麻絨越多，這個(gè)麻絨團(tuán)越結(jié)越大。根據(jù)這一現(xiàn)象，利用自然界中存在的一種“滾雪球”效應(yīng)，讓“麻絨剔麻絨”。在振篩上方加裝一塊擋板，對(duì)碎煙進(jìn)行“刮擦”，有效降低料層厚度，在提高碎煙規(guī)格篩分率的同時(shí)，能夠提高對(duì)麻絨的剔除率的同時(shí)需耗費(fèi)一定物力財(cái)力，需對(duì)方案可行性進(jìn)行驗(yàn)證[1]。

3.2 方案驗(yàn)證

為了驗(yàn)證該方案在振篩上增加擋板的可行性，將一塊普通鐵質(zhì)擋板放置于離線碎煙出口振篩處，見圖1。

圖1 在振篩上增加擋板主視圖及左視圖

表2 實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表

在驗(yàn)證在振篩上增加擋板的過程中，隨著振篩篩分時(shí)間越來越長，越來越多的麻絨在擋板下方翻滾，麻絨與麻絨相互纏繞，越滾越大。

3.3 方案改進(jìn)

3.3.1 改進(jìn)方案的確定

針對(duì)試驗(yàn)后的結(jié)果，為增強(qiáng)“滾雪球式剔麻絨”式剔雜方法的適用性，對(duì)擋板進(jìn)行改進(jìn)。

通過多方面的綜合考慮分析，決定調(diào)整擋板，即重新設(shè)計(jì)一種擋板。依據(jù)打葉復(fù)烤均質(zhì)化加工相關(guān)規(guī)定，考慮到原料純凈度，不能用試驗(yàn)中的有銹跡的鐵皮擋板，在白鐵與合金鋼兩種備選材料中，最終確定擋板材質(zhì)為合金鋼。由于完全實(shí)心的合金鋼板質(zhì)量較大，加裝在振篩上后，會(huì)對(duì)振篩振動(dòng)頻率有一定影響，而且存在一定的安全隱患。由此，根據(jù)振篩的大小，對(duì)擋板的尺寸進(jìn)行了修改，并對(duì)擋板進(jìn)行打孔[2]。

擋板長度為100 cm 與振篩寬度相符合；支撐架長度為30 cm，略高于振篩高度（圖2）；擋板孔徑大小、孔距與振篩相同，均為0.5 cm。

圖2 擋板尺寸示意圖

3.3.2 擋板的擺放位置

擋板放在靠近振篩入口處，見圖3。

圖3 擋板的擺放位置示意圖

對(duì)擋板改進(jìn)后，首先到達(dá)擋板處的碎煙中如果沒有較大的麻絨，小的麻絨就會(huì)隨著碎煙通過擋板，進(jìn)入振篩出口。在生產(chǎn)開始時(shí)提前在擋板前臺(tái)階處放置一團(tuán)煙桿纖維絲團(tuán)，作為一個(gè)“初始小雪球”跟隨碎煙物料進(jìn)行滾動(dòng)，利用纖維的靜電吸附作用，就可以把經(jīng)過擋板的大小麻絨黏附形成麻絨團(tuán)。煙桿纖維絲團(tuán)屬于煙草植物纖維，即使掉落到碎煙中，也不會(huì)對(duì)碎煙造成二次污染[3]。

3.4 實(shí)施步驟

3.4.1 擋板的改進(jìn)、支撐架設(shè)計(jì)制作

擋板：和振篩一樣使用合金鋼材料，網(wǎng)狀孔和振篩上的大小一樣，可調(diào)節(jié)高度，擋板與振篩之間留有間隙給碎煙通過，并且有小臺(tái)階，可堆積麻絨團(tuán)。擋板可拆卸，便于清洗。

支撐架：支撐架上有刻度調(diào)節(jié)擋板的安裝高度，來控制碎煙通過的流量。支撐架的材料是不銹鋼，支撐架可拆卸，便于清潔（圖4）。

圖4 擋板和支撐板主視圖及左視圖

3.4.2 完成擋板和支撐架安裝

（1）在振篩邊板上鉆孔，見圖5 橢圓圈內(nèi)。

（2）在振篩面上鉆孔，見圖5 方框內(nèi)。

圖5 擋板和支撐架安裝示意圖

（3）將支撐架安裝于所鉆孔上固定好。

（4）將擋板放于安裝好的支撐架上。

（5）調(diào)節(jié)支撐架上的刻度，調(diào)整到需要的高度。

（6）用組合螺絲固定好，確定擋板和支撐架不會(huì)晃動(dòng)。

3.4.3 放置煙桿纖維絲團(tuán)

在生產(chǎn)開始時(shí)提前在擋板前臺(tái)階處放置一團(tuán)煙桿纖維絲團(tuán)，作為“初始小雪球”，跟隨碎煙物料滾動(dòng)，利用纖維的靜電吸附作用，把經(jīng)過擋板的大小麻絨黏附形成麻絨團(tuán)，如圖6 所示。隨著麻絨團(tuán)不斷變大，定期對(duì)麻絨團(tuán)進(jìn)行更換。

圖6 測試實(shí)圖

4 研究成果

4.1 數(shù)據(jù)對(duì)比

對(duì)2022 年烤季4 月、5 月、6 月份3 個(gè)月的碎煙經(jīng)離線碎煙機(jī)篩分出來的麻絨質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表3）。

表3 剔除的麻絨質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表 單位：kg

工藝質(zhì)檢部門對(duì)離線碎煙抽檢（每次抽檢2 000 g離線碎煙）的抽檢數(shù)據(jù)中，隨機(jī)選了10 次統(tǒng)計(jì)，對(duì)成品離線碎煙中的麻絨數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析（表4）。

表4 成品離線碎煙中的麻絨質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表 單位：g

4.2 目標(biāo)達(dá)成

改善后，操作人員對(duì)離線碎煙機(jī)篩分出來的麻絨質(zhì)量作了統(tǒng)計(jì)記錄并作了對(duì)比表（表5），從表5中可以看出安裝擋板后的2022 烤季4 月、5 月、6 月份3 個(gè)月的碎煙經(jīng)離線碎煙機(jī)篩分出來的麻絨質(zhì)量最少月為26.60 kg，月平均質(zhì)量達(dá)到29.87 kg。

表5 離線碎煙機(jī)篩分出來的麻絨質(zhì)量對(duì)比表 單位：kg

工藝質(zhì)檢部門對(duì)離線碎煙抽檢（每次抽檢2 000 g離線碎煙），成品離線碎煙中的麻絨質(zhì)量，平均值為0.017 g，顯著低于未改進(jìn)前成品內(nèi)麻絨質(zhì)量。

5 結(jié) 語

本次課題利用“滾雪球式剔雜”方法，有效地提高了離線碎煙機(jī)麻絨剔除率，解決了離線碎煙機(jī)麻絨難以剔除的問題。利用堆積麻絨團(tuán)的靜電吸附作用，有效提高離線碎煙機(jī)篩分出的麻絨質(zhì)量，降低了離線碎煙中所含的雜物，提高煙葉質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率[4]。