煙草打葉復烤生產線中雜物控制技術綜述

李國章，任承能，姬建紅，李 磊，劉延新

（1.石林復烤廠，云南 昆明 652200；2.貴州煙葉復烤有限責任公司，貴州 貴陽 564100；3.北京長征高科技有限公司，北京 100176）

打葉復烤生產線作為卷煙廠原料的生產基地，其產品的質量直接影響成品香煙的質量，特別是原料中夾雜的雜物及不合格煙葉對卷煙質量的影響非常嚴重，輕則影響卷煙的吸食口味,重則會因非煙雜物燃燒產生有毒氣體，對人體造成傷害；同時硬質種類的非煙物質易損壞生產設備，給打葉復烤、工業制絲線刀片等貴重生產設備帶來使用成本風險[1]。

目前復烤企業控制非煙物質主要采用人機結合的方式，根據雜物的不同物理特性，通過人工在線或離線挑選、機械剔除特定性狀的雜物，以降低成品非煙物質。當前應用較多、較為有效的除雜方式主要有人工精選、麻絲剔除機、篩砂機、風選除雜、光電除雜、金屬探測儀、永磁鐵等。近年來，隨著卷煙品牌的發展，區域加工中心建設和均質化加工的不斷深入推進，行業在除雜工藝技術上進行了深入研究和探索。近年來激光除雜技術、靜電除雜技術在煙草行業也逐漸得到應用。

1 非煙物質分類及其在煙草中的控制標準

非煙雜物按其危害性程度分為3 類：一類是各種動物的軀體、毛發、毛皮、羽毛等生物有機體，食用油、農藥、化肥等化工產品污染的煙葉或雜物，尼龍、化纖等化工制品，金屬物、玻璃、口香糖、煙頭等；二類非煙物質是紙、麻制品等植物纖維制品，果皮、果核等食品垃圾，石頭、砂土等；三類非煙物質是雜草、種子、楊柳絮等非煙草類植物[1]。目前，煙草行業要求的控制標準為：一類雜物含量為0，二、三類雜物含量≤0.006 65%，但實際上成品片煙含雜水平控制在一類≤8 個/10箱，二、三類≤30 個/10 箱，先進指標達到一類≤4 個/10 箱，二、三類≤20個/10箱[2]。

2 非煙物質剔除工藝

2.1 人工挑選

在生產線中，人工挑選有2 個工序：一是鋪葉投料工序，該工序的任務是投料，雜物剔除只是附帶行為，所剔除的雜物主要包括原煙標簽、縫包麻繩和其他可見較大型雜物；二是一次潤葉后的精選臺工序，通常有20 多個挑選臺位，利用前級比例分料裝置將物料分散至各慢速皮帶，通過人工將不合格煙葉和可見雜物剔除，雜物有羽毛、塑料薄膜等，該工序的挑選雜物效果受人為因素及物料均散程度影響較大，且現打葉復烤廠更多的是采用智能化的設備代替人工，以適應未來工業的發展需求，導致該工序在各工藝段應用越來越少。

2.2 風選除雜技術

該工藝技術是通常設置在人工選葉后，此處煙葉經過一潤后會更加舒展，且水分高、韌性好、不易破碎；一般選后物料被分散至4～6組，分流后進入風選除雜機，利用風力浮選原理[3]，將煙葉中的輕質雜物和碎葉風選出來，選出來的雜物被輸送到碎葉集中剔雜系統統一處理。風選除雜系統主要由風選除雜機、落料器、風機和循環管路組成。煙葉通過高速皮帶機拋入風分倉內，經風力浮選作用，將麻絲、羽毛、紙片等較輕的雜物和部分葉片風選出來，通過落料器氣料分離后進入到雜物處。

2.3 麻絲剔除技術

麻絲剔除技術主要應用在風分器出口振篩上安裝的粘貼拖帶、振篩出口處的無動力除麻輥，以及葉片匯總帶后的麻絲剔除機。其主要是利用粘貼搭扣對麻絲、毛線進行捕捉。但搭扣粘貼麻絲的效果，一是取決于麻絲是否與其接觸，其捕捉麻絲的范圍通常是表面的物料或接觸到的物料；二是搭扣粘貼是否失效（能否及時清理）。在實際工作中，通常工作2 h 后，表面就會粘滿麻絲，若不能及時清理導致其捕捉麻絲能力失效，而通常生產過程中也來不及清理。

2.4 光電除雜技術

光電除雜技術通常應用在葉片復烤工序之前，針對打后葉片采用圖像方法檢測，利用光譜特性和圖象處理算法等先進技術識別手段，將雜物和霉變的葉片識別后剔除，最大限度地提高打后葉片的潔凈度[4]。

光電除雜系統主要由輸送機、視頻柜、空氣排氣柜、冷卻系統、電控系統等組成；其輸送機主要是用于輸送物料，其配備了使物料平穩通過分選裝置的輔助氣流系統，使物料以平拋的運動方式通過視頻分揀系統；其視頻柜主要用于雜物的識別及剔除，其圖像采用最先進的線性相機，滿足使用需求，其剔除執行機構使用大流量、高速、精確的氣動電磁閥，利用壓縮空氣氣流，噴落剔除雜物；其空氣排氣柜是整個裝置的末端部分，其主要是除雜后的煙葉順利進入下一工序，同時提供一個較大的空間，讓離心風機產生的氣體通過壓風罩通道后，在此得以舒緩，并經過頂部的出口排放到廠房的除塵系統。其冷卻系統通過冷卻水循環系統，使視頻柜中的溫度保持恒定，確保電氣控制元件和攝像機正常工作。光電除雜技術應用效果主要取決于物料的多少，是否能夠將雜物展現在攝像鏡頭之前。以12 000 kg/h 的打葉復烤生產線中，打葉后的葉片量巨大，要將所有葉片一張張平鋪讓照相機辨別剔除是不可能的。若能解決前端進料端物料的分散問題，其應用效果會提高一個等級。

2.5 重力除雜技術

重力除雜技術主要針對煙葉中混雜的砂石、砂土、種子等較重的雜物，其主要配置在一次潤葉后及皮帶輸送機上；其設置在皮帶機上的裝置結構較簡易，一般由多個圓輥組成，自帶驅動系統也可與皮帶輸送機的主動輥聯動，當煙葉經過圓輥時，砂石等較重的雜物和部分碎葉經輥子之間的縫隙落入下級皮帶輸送機上集中收集處理。此類除雜技術性價比較高，被復烤廠廣泛應用。

目前的常用通常有2 種：輥道篩砂機和滾筒篩砂機。其輥道式篩砂機主要由轉輥除雜裝置及振篩輸送機組成，首先通過轉輥之間的間隙過濾掉較小的顆立，一般轉輥采用可除麻絲的轉輥，兼具除麻絲功能；其篩后的雜物再通過下級振動式的篩分機對雜物進行二次篩分，將誤剔除的碎葉進行分離返回生產線；此類設備通過兩級篩分到達更好的效果，提高剔除率的同時減少誤剔率；其滾筒式的篩分機主要由機架、筒體及篩網組成，其主要通過帶角度的滾筒轉動來輸送煙葉，同時松散煙葉，松散后煙葉通過筒體內置的篩網將雜物及碎葉分離出來；此類設備因物料的松散狀態好，其篩分效率更高，但是因為物料在輸送過程中有較多摔打，導致煙葉造碎嚴重，在近年來復烤廠的技改項目中沒得到廣泛應用。

2.6 金屬除雜技術

金屬探測儀和永磁鐵是針對物料中的金屬物件進行檢測剔除。永磁鐵主要靠其本身自帶的磁性來吸附位于物料表面的金屬雜物，主要用于打葉前烤片后以及易混入帶磁性金屬的工藝位置是性價比較高的一種除金屬雜物的技術工藝。金屬探測儀主要安裝在二潤之后、成品打包之前2 個位置。具有高靈敏度、抗干擾能力強、不受金屬在包裹深度影響，是在線檢測金屬雜物的理想設備。其主要由傳感器及控制儀表組成，其傳感器一般為（上、下）分體結構，控制箱為壁掛箱式結構，安裝比較方便；其主要應用于穩電磁場技術，當帶磁性雜物出現后會對電磁場產生微擾，改變傳感器內電磁場結構，隨即傳感器將信號放大后送入控制系統，由控制系統控制執行機構在不停機的情況下從生產線上自動將金屬雜物剔除，從而保證正常生產。

2.7 靜電除雜技術

靜電除雜技術利用正負電荷相吸的原理對煙片中的雜物進行剔除[5]，煙片由振動篩分機輸送時呈跳躍翻滾半懸浮態均勻前行，因靜電感應而顯電性，其中混雜附帶的質量較輕的毛發、麻絲、雜草等異物和粉塵受電場力的作用，被靜電吸附并隨氣流被抽吸至風分離器中被剔除，達到祛除異物凈化空氣的效果。因靜電電場強度可控，并可根據物料的不同做適當調整。剔除的雜物可達到幾乎不含煙片的效果。靜電除雜設備主要由吸附裝置、風罩、支架、雜物分離裝置及電氣系統組成。為了使物料中的雜物分揀得更加徹底，在該裝置的下面安裝有振動篩分機，其功能不僅是篩分的作用，還有讓物料抖動，使夾雜在煙片之間的雜物得以釋放，被靜電吸附裝置分揀出來。最后再將雜物通過雜物分離裝置分離出進入雜物收集箱。靜電除雜技術應用效果顯著，特別是對雜草、種子和松針、蟲巢等與煙葉的吸濕率和導電性不同的有顯著的祛除效果雜物，近年來在生產線中應用廣泛。

3 結語

綜上所述，現有生產線各類剔雜處理的效果只能是改善煙草質量，而非實現完全態控制，生產線完全態的除雜是未來的發展方向，如何將現有技術改進并融入到生產線中是下一步研究的關鍵。