ZJ17 卷煙機(jī)水松紙夾末煙塵處理裝置的研究

吉登銘，陽振升，鐘仲華，吳劍飛，廖為鴻，林春榮

（江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司贛州卷煙廠，江西 贛州 341000）

卷煙生產(chǎn)是煙草行業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一，卷煙機(jī)的性能和質(zhì)量直接影響著卷煙產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和品質(zhì)。ZJ17卷接設(shè)備作為卷煙廠生產(chǎn)的主力機(jī)型，以其高度自動(dòng)化、穩(wěn)定性能和易操作性而備受青睞。然而，在ZJ17 卷煙機(jī)的日常生產(chǎn)過程中，由于煙條與濾嘴匯合形成煙組，水松紙和煙組匯合進(jìn)入搓接輪和搓板之間，煙絲中的煙沫和生產(chǎn)過程中的煙塵會(huì)在高速旋轉(zhuǎn)下脫離煙支，最終導(dǎo)致夾末的產(chǎn)生。夾末現(xiàn)象是引起煙支質(zhì)量問題的重要因素，給卷煙生產(chǎn)過程帶來了困擾。

1 ZJ17 卷煙機(jī)水松紙夾末煙塵生成機(jī)理分析

1.1 卷煙機(jī)工作原理與煙絲處理過程

卷煙機(jī)作為卷煙生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，其工作原理和煙絲處理過程對(duì)于理解ZJ17 卷煙機(jī)水松紙夾末煙塵生成機(jī)理至關(guān)重要。卷煙機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)要地分為供給系統(tǒng)、切絲系統(tǒng)、卷接系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和包裝系統(tǒng)幾個(gè)關(guān)鍵部分。

供給系統(tǒng)起到了將煙絲和其他煙草原料從倉儲(chǔ)中提取并輸送到切絲系統(tǒng)的作用。通過輸送裝置和控制系統(tǒng)，供給系統(tǒng)確保煙絲的穩(wěn)定供給和流量控制，為后續(xù)加工步驟提供所需的原料。切絲系統(tǒng)將煙絲從供給系統(tǒng)中取出，并進(jìn)行加工處理。在切絲過程中，煙絲經(jīng)過加濕、斷面調(diào)整、調(diào)香等步驟，以獲得符合要求的切絲煙絲。這些步驟旨在調(diào)整煙絲的含水率、斷面形狀和香氣，以滿足不同品牌和口感的卷煙產(chǎn)品要求。卷接系統(tǒng)是卷煙機(jī)的核心部分，用于形成卷煙。在卷接系統(tǒng)中，經(jīng)過切絲處理的煙絲與濾嘴匯合，并與水松紙接觸。水松紙與煙絲在搓接輪和搓板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和壓力作用下，通過滾搓和擠壓，形成雙倍長(zhǎng)濾嘴煙支。過濾系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)形成的煙支進(jìn)行濾嘴的加工。通過濾嘴的加工，調(diào)整煙支的煙氣流量和吸附特性，以滿足消費(fèi)者對(duì)煙氣口感和吸附效果的要求。最后，包裝系統(tǒng)將成型的卷煙進(jìn)行包裝，以保證卷煙的保存和運(yùn)輸。包裝系統(tǒng)通常包括煙支分選、封裝和條盒裝箱等步驟，以滿足卷煙產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。

在煙絲處理過程中，煙絲經(jīng)歷了加濕、斷面調(diào)整、調(diào)香和干燥等工序。這些工序的目的是調(diào)整煙絲的含水率、斷面形狀和香氣，以滿足不同品牌和口感的卷煙產(chǎn)品的要求。

1.2 煙沫和煙塵產(chǎn)生的原因與機(jī)制

煙沫和煙塵是在卷煙機(jī)工作過程中產(chǎn)生的問題，對(duì)卷煙質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有影響。煙沫的產(chǎn)生是由煙絲中的煙油和其他有機(jī)物質(zhì)在高速旋轉(zhuǎn)下脫離煙支形成的小液滴所引起。煙絲中的煙油含量、煙絲的濕度、煙絲的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)以及搓接輪和搓板的設(shè)計(jì)和狀態(tài)等因素對(duì)煙沫的產(chǎn)生起著重要作用。

在卷接過程中，煙絲經(jīng)歷了高速旋轉(zhuǎn)和擠壓，形成了雙倍長(zhǎng)濾嘴煙支。在這個(gè)過程中，煙絲中的煙油和其他有機(jī)物質(zhì)隨著離心力的作用逐漸脫離煙支，并形成微小的液滴。這些煙沫往往會(huì)附著在水松紙的涂膠面上，并在搓接過程中導(dǎo)致夾末的形成。煙沫的產(chǎn)生不僅會(huì)影響煙支的質(zhì)量，還可能導(dǎo)致設(shè)備的堵塞和故障。

另外，卷煙機(jī)工作過程中還會(huì)產(chǎn)生煙塵，這是由煙絲和其他固體顆粒物質(zhì)在高速旋轉(zhuǎn)和擠壓下脫離煙支形成的細(xì)小顆粒。煙塵的生成受多種因素的影響，包括煙絲的質(zhì)量和處理、煙絲的濕度和含水率、搓接輪和搓板的狀態(tài)、煙絲中的雜質(zhì)和顆粒物等。這些因素會(huì)導(dǎo)致煙絲表面的顆粒物質(zhì)脫離并形成煙塵，進(jìn)而影響煙支的質(zhì)量和外觀。

2 水松紙夾末煙塵處理裝置設(shè)計(jì)與構(gòu)造

2.1 設(shè)計(jì)原理和工作流程

水松紙夾末煙塵處理裝置的設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)煙沫和煙塵的及時(shí)清潔處理，減少煙支夾末引起的質(zhì)量問題。該裝置的設(shè)計(jì)原理是通過一系列工藝和設(shè)備組成的工作流程，有效地分離和清除煙沫和煙塵，以保證煙支的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

該裝置的工作流程，主要包括以下幾個(gè)步驟：首先，是煙組進(jìn)料，煙組是由水松紙和煙絲匯合形成的，通過供給系統(tǒng)將煙組送入處理裝置。其次，是煙組分離，在裝置中，煙組首先經(jīng)過分離裝置，通過機(jī)械振動(dòng)或氣流作用，將煙組中的煙絲與水松紙進(jìn)行分離，以便后續(xù)處理。下一步是煙沫分離，分離后的煙絲進(jìn)入煙沫分離裝置。該裝置通常采用離心力、重力或過濾等原理，將煙絲中的煙沫與液滴有效地分離，使其不再附著在煙絲表面。接下來是煙塵過濾和清理，分離后的煙絲進(jìn)入煙塵過濾裝置。該裝置通過濾網(wǎng)、過濾器或靜電除塵等方式，將煙絲中的微小顆粒和固體雜質(zhì)過濾和清除，以減少煙塵對(duì)煙支質(zhì)量的影響。最后，就是清潔煙絲出料，經(jīng)過煙沫分離和煙塵過濾處理后的煙絲從裝置中出料，進(jìn)入后續(xù)的工藝流程進(jìn)行卷接和包裝。

2.2 關(guān)鍵組成部件及其功能介紹

水松紙夾末煙塵處理裝置是一種用于處理卷煙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙沫和煙塵的設(shè)備，它由多個(gè)關(guān)鍵組成部件組成，每個(gè)部件都承擔(dān)著特定的功能，協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)煙沫和煙塵的有效處理。首先，分離裝置用于將煙組中的煙絲與水松紙進(jìn)行分離，確保獨(dú)立的煙絲進(jìn)料。通常采用機(jī)械振動(dòng)或氣流作用，通過調(diào)整振幅或氣流速度，實(shí)現(xiàn)煙絲與水松紙的有效分離。接下來，煙沫分離裝置起到將煙絲中的煙沫和液滴分離的作用。它通常利用離心力、重力或過濾原理，將煙沫和液滴與煙絲分離，并將其收集到特定的容器中，以減少煙支夾末的產(chǎn)生。另外，煙塵過濾裝置用于清除煙絲中的微小顆粒和固體雜質(zhì)，減少煙塵對(duì)煙支質(zhì)量的影響。它采用濾網(wǎng)、過濾器或靜電除塵等方式，將煙絲經(jīng)過過濾裝置，將煙塵和顆粒物截留在過濾介質(zhì)中，使煙絲得以清潔出料。最后，控制系統(tǒng)起到監(jiān)測(cè)和控制水松紙夾末煙塵處理裝置運(yùn)行的作用。該系統(tǒng)通過傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部件的精確控制和調(diào)節(jié)，保證裝置的穩(wěn)定運(yùn)行和處理效果的優(yōu)化。這些關(guān)鍵組成部件協(xié)同工作，使得水松紙夾末煙塵處理裝置能夠高效地分離煙絲、清除煙沫和煙塵，從而減少煙支夾末問題的發(fā)生，提高卷煙質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2.3 裝置參數(shù)設(shè)計(jì)

在水松紙夾末煙塵處理裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)方面，需要考慮處理能力、運(yùn)行參數(shù)和控制系統(tǒng)等關(guān)鍵參數(shù)。處理能力應(yīng)根據(jù)卷煙生產(chǎn)的規(guī)模和產(chǎn)量要求確定，確保裝置能夠滿足生產(chǎn)需求。運(yùn)行參數(shù)包括工作溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等，需要根據(jù)煙絲的特性和處理要求進(jìn)行合理設(shè)定，以保證煙絲質(zhì)量不受影響。控制系統(tǒng)應(yīng)具備監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)關(guān)鍵參數(shù)的功能，可以采用傳感器、反饋控制和自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置運(yùn)行狀態(tài)和處理效果的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整。

3 煙沫和煙塵處理技術(shù)研究與優(yōu)化

3.1 煙沫分離技術(shù)

煙沫分離技術(shù)是水松紙夾末煙塵處理裝置中關(guān)鍵的技術(shù)之一。它的主要目的是將煙組中的煙沫與水松紙進(jìn)行有效分離，以減少煙支夾末引起的質(zhì)量問題。煙沫分離技術(shù)的基本原理是利用物理力學(xué)原理和分離裝置的設(shè)計(jì)，使煙沫與水松紙發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)它們的有效分離。在本文中，采用的是電靜力分離技術(shù)。

電靜力分離技術(shù)的原理是基于靜電效應(yīng)。在分離裝置中施加電場(chǎng)或靜電，使煙沫帶電并受到電力的作用，從而與水松紙分離。具體而言，分離裝置通常包括帶電極和接地極。煙組在電場(chǎng)作用下經(jīng)過裝置時(shí)，煙沫顆粒帶上電荷，并被電場(chǎng)吸引或排斥，從而與水松紙分離。煙沫顆粒可以通過不同的電極設(shè)計(jì)和電場(chǎng)配置實(shí)現(xiàn)分離和收集。通過這種方式，煙沫被分離出來，而水松紙繼續(xù)向后傳送。

為了優(yōu)化電靜力分離技術(shù)，考慮以下幾方面。首先，是電場(chǎng)設(shè)計(jì)，通過調(diào)整電極的形狀、布局和電場(chǎng)強(qiáng)度，可以改變煙沫顆粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和受力情況，從而增強(qiáng)分離效果。其次，是控制電荷狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)煙沫顆粒的濕度、溫度和煙氣成分等因素，可以影響煙沫顆粒的電荷性質(zhì)，進(jìn)而調(diào)整煙沫顆粒與水松紙之間的吸引力或排斥力，以實(shí)現(xiàn)更好的分離效果。另外，優(yōu)化接地極的設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵，通過改變接地極的形狀、材料和表面處理方式等方面，增加煙沫顆粒與接地極之間的距離和接觸面積，從而增強(qiáng)分離效果。最后，采用合適的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度、電荷狀態(tài)和煙沫顆粒分離效果等關(guān)鍵參數(shù)，借助傳感器、反饋控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)等技術(shù)，及時(shí)調(diào)整電場(chǎng)和電荷狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的煙沫分離效果。

3.2 煙塵過濾和清理技術(shù)

本文采用了電除塵技術(shù)這一常用的煙塵過濾和清理方法，通過利用電場(chǎng)力和電荷作用，將煙塵顆粒從氣流中分離并收集，實(shí)現(xiàn)高效的煙塵過濾和清理。

電除塵技術(shù)的基本原理是利用電場(chǎng)力和電荷作用對(duì)煙塵顆粒進(jìn)行捕集和分離。具體而言，電除塵器由兩個(gè)電極組成：一個(gè)是帶電極，通常稱為收集極或陽極；另一個(gè)是接地極，通常稱為放電極或陰極。煙塵含氣體經(jīng)過電除塵器時(shí)，首先，經(jīng)過預(yù)收集區(qū)域，其中有收集極產(chǎn)生的電場(chǎng)，使煙塵帶電。然后，帶電的煙塵顆粒被吸引到接地極上，從而實(shí)現(xiàn)了煙塵的分離和收集。收集的煙塵可以定期清理或處理。

為了優(yōu)化電除塵技術(shù)，可以采取以下措施。首先，優(yōu)化電場(chǎng)設(shè)計(jì)，調(diào)整電極的形狀、布局和電場(chǎng)強(qiáng)度，以提高煙塵的捕集效率。其次，優(yōu)化收集極的材料和表面處理，增加表面積和表面電荷密度，提高煙塵的捕集效果。此外，通過控制氣流的速度、流向和預(yù)處理煙塵負(fù)荷，可以改善煙塵的運(yùn)動(dòng)和分離情況。建立監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電除塵器的運(yùn)行狀態(tài)和性能指標(biāo)，并采取相應(yīng)的調(diào)整措施，以實(shí)現(xiàn)最佳的煙塵過濾和清理效果。定期維護(hù)和清潔設(shè)備，保持其正常工作狀態(tài)，并及時(shí)更換損壞的零部件。通過這些優(yōu)化措施，可以提高電除塵技術(shù)的煙塵過濾和清理效率，降低環(huán)境污染，并確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和長(zhǎng)壽命。

3.3 設(shè)備性能優(yōu)化與改進(jìn)

為了優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)備的性能，可以從多方面進(jìn)行考慮和實(shí)施。

首先，動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化是重要的一步。采用高效的電機(jī)和傳動(dòng)裝置，以減少能源損耗。引入變頻器和智能控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行速度和負(fù)荷， ※實(shí)現(xiàn)能效優(yōu)化。這樣可以提高設(shè)備的運(yùn)行效率和能源利用率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。其次，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)是另一個(gè)關(guān)鍵方面。通過改進(jìn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)備的穩(wěn)定性、剛性和工作效率。優(yōu)化關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)和材料選擇，減少磨損和故障，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。合理的布局和緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)備的生產(chǎn)能力和操作效率，從而提高生產(chǎn)效益。自動(dòng)化控制與智能化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)設(shè)備性能的優(yōu)化至關(guān)重要。引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)和智能化技術(shù)，可以提高設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)過程的精度。通過傳感器、反饋控制和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。此外，安全性和環(huán)保性的改進(jìn)也是重要的考慮因素。設(shè)備應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)裝置和安全措施，以減少事故和操作風(fēng)險(xiǎn)。采用高效的廢氣處理裝置和排放控制技術(shù)，降低排放物的污染，符合環(huán)保要求。最后，持續(xù)的研發(fā)和創(chuàng)新對(duì)設(shè)備性能的改進(jìn)至關(guān)重要。與相關(guān)行業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作，開展新材料、新工藝和新裝備的研究，推動(dòng)設(shè)備性能的不斷提高。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一種水松紙夾末煙塵處理裝置，實(shí)現(xiàn)了煙沫和煙塵的及時(shí)清潔處理，有效地解決了ZJ17 卷煙機(jī)水松紙夾末煙塵問題，提高了卷煙的質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。未來的研究方向可以進(jìn)一步優(yōu)化裝置的設(shè)計(jì)和性能，提高煙沫分離和煙塵過濾的效果，以及探索更加智能化和自動(dòng)化的處理技術(shù)。通過不斷的創(chuàng)新和改進(jìn)，可以不斷地提升卷煙機(jī)的生產(chǎn)水平，滿足市場(chǎng)需求，促進(jìn)卷煙工業(yè)的發(fā)展。