VE梗絲分離系統部分控制參數的優化研究

胡利波，吳傳緒，孫意然，吳泉蘭

（貴州中煙工業有限責任公司畢節卷煙廠，貴州畢節 551700）

0 引言

YJ17型卷煙機在生產卷煙時，受煙絲結構、葉組配方、煙絲含水率的影響，原相關參數設置，不能保證梗絲分離系統的分離效果，致使梗簽剔除物中的煙絲含量超標、煙支含梗率波動大，造成煙絲浪費，同時會產生煙支刺破等質量缺陷。

卷煙機參數設置對梗絲分離效果的影響，已有相關研究，如胡中軍等[1]通過對卷接機參數進行優化；顧秋林等[2]對供絲系統工作參數與梗簽剔除量、梗中含絲率的相關關系進行了研究。但研究結果存在較大差異，經逐個驗證，這些研究結果并不適用某牌號卷煙的生產，存在改進效果不明顯的問題。原因是不同煙絲結構、含水率對卷煙機梗絲分離效果有不同的影響，因此生產某牌號卷煙時，需要對卷煙機梗絲分離系統參數設置開展針對性研究。

1 梗絲分離系統工作原理

YJ17梗絲分離系統，采用慣性梗絲分離與風選相結合的兩級分選方式。一次梗絲分離利用慣性原理將稍重的煙梗、雜質等物質分離，被分離出的梗簽物中含有部分煙絲進入二次風分裝置再次分離。二次風分裝置提供負壓吸風，利用煙絲、煙梗與雜物在吸風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：①小風機正壓吹風、擋流板高度等因素會影響第一次梗絲分離后流入吸風室的梗簽物含量及流入回梗裝置的梗簽量和煙絲量。②吸風室大風機負壓、出口擋板位置等因素會影響第二次梗絲分離的出梗量和剔除物中煙絲含量。③來料煙絲結構及含水率會對梗絲分離剔除量產生一定影響。實際生產中，在來料穩定的情況下，考慮到設備控制調整的便捷性，多數情況下，優先考慮通過調整大風機負壓、小風機正壓、擋流板高度3個參數，來調控梗絲分離系統的分離效果。

卷包車間生產中3個參數的可調范圍：VE大風機負壓（-9～-10）kPa、小風機正壓（0.8～1.2）kPa、擋流板高度調節基準值高度67 mm。經測試，目前卷煙機參數設置在加工某牌號卷煙時，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生，經試驗測量，煙支含梗率均值4.4%，處于較高水平。

3 優化方案

通過試驗，在確保兩級分離后，梗簽剔除物中含絲量滿足工藝要求的情況下，通對“VE大風機負壓、小風機正壓、擋流板高度”3個參數進行優化研究，確定較佳參數設置，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，長度 100 mm，圓周24.5 mm；卷煙機：ZJ17卷煙機，常德煙草機械有限責任公司；檢測儀器：KARDIEN-SSPT-1型梗絲分離儀器、電子天平。

4.2 試驗方法

4.2.1 試驗條件

①保證來料煙絲含水率及煙絲結構穩定；②保證回絲量滿足工藝要求；③保證真空、壓縮空氣輸出穩定，且滿足設備和儀表要求；④卷煙機拋絲速度、拋絲角度、出口擋板位置等因素設為定量不變。

4.2.2 試驗方法

正交試驗。由于所研究因素為獨立變量，綜合影響梗絲分離系統工作結果，所以設計正交試驗開展試驗。

4.2.3 樣品備制

待設備運行穩定后，每隔30 min在二次分離排料口隨機取樣（200±40）g剔除物作待測樣品，根據國標要求進行樣品平衡。每隔30 min隨機取煙包成品10包（200支），作待測樣品。

4.2.4 樣品檢測與評價

手動挑選出剔除物樣品中的煙絲，計算含絲量；利用KARDIEN-SSPT-1型梗絲分離儀器，按照國標要求測量煙支含梗率。

5 開展試驗

5.1 試驗過程

正交試驗因素水平見表1，正交試驗方案見表2。

5.2 極差分析

5.2.1 計算各數據及平均值

計算 A，B，C 因素，在 K1，K2，K3，k1，k2，k3 水平下，X，Y 兩種試驗指標的數據及平均值，并分別計算極差R，見表3。

表1 正交試驗因素水平

表2 正交試驗方案

根據極差大小列出各指標下的因素主次順序，初選優化水平組合見表4。

表4 初選優化水平組合

5.2.2 綜合平衡確定最優水平組合

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

正交試驗方差分析結果表明，在0.05水平下，小風機正壓含梗率達到顯著水平，大風機負壓對含絲率達到顯著水平，擋流板高度未達到顯著水平。可見，顯著性分析結果與直觀分析結果相互支持。

6 結論

（1）VE大風機負壓、小風機正壓、擋流板高度參數設置綜合影響梗絲分離系統剔除物中的含絲量及煙支中含梗率。

（2）所研究的因素，小風機正壓和擋流板高度對含梗率影響較為明顯，吸風室大風機負壓對剔除物含絲量影響較為明顯。

（3）確定YJ17型卷煙機在生產某牌號卷煙時，VE梗絲分離系統較佳參數設置：小風機正壓0.8 kPa，大風機負壓-10 kPa，擋流板高度67 mm。通過優化卷煙機梗絲分離系統相關參數，達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型卷煙機在生產不同牌號卷煙時，對梗絲分離系統參數設置的優化提供一種研究方向。