張冬芹， 李文亮， 邱清燁 (紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司新疆卷煙廠，新疆烏魯木齊 830000)

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提高FY37廢煙支處理機(jī)殘煙出絲率的研究

張冬芹， 李文亮， 邱清燁 (紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司新疆卷煙廠，新疆烏魯木齊 830000)

殘煙的出絲率是衡量廢煙支處理機(jī)性能和效率的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是影響企業(yè)節(jié)能降耗、卷煙煙絲消耗量的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。主要針對(duì)某卷煙廠制絲車間FY37廢煙支處理機(jī)出現(xiàn)了殘廢煙支經(jīng)處理后仍有部分煙支內(nèi)有煙絲殘留的問題進(jìn)行了深入的分析，探討并確定了此現(xiàn)象發(fā)生的主要原因，制定了殘煙機(jī)及相關(guān)設(shè)備的改造和工藝參數(shù)優(yōu)化的方案，并加以實(shí)施應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了提高各牌號(hào)殘煙出絲率的目標(biāo)。

殘煙；出絲率；高頻篩分

殘煙是卷接后存在外在質(zhì)量缺陷，但內(nèi)在質(zhì)量合格且可重復(fù)利用的煙支。出絲率是對(duì)殘煙進(jìn)行相應(yīng)的處理后，可利用煙絲所占?xì)垷煹谋壤U煙支處理機(jī)是對(duì)卷包車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘廢煙支進(jìn)行處理，并將煙支內(nèi)的煙絲進(jìn)行回收再利用的設(shè)備。FY37廢煙支處理機(jī)(以下簡(jiǎn)稱“殘煙機(jī)”)的主要功能是對(duì)卷煙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘廢煙支進(jìn)行處理，使煙絲與煙紙、濾嘴分離，得到可供回收的合格煙絲以供投入再生產(chǎn)利用[1]。在殘煙分離工藝流程中，殘煙出絲率是衡量廢煙支處理機(jī)設(shè)備效率的一項(xiàng)重要指標(biāo)。同時(shí)，殘煙出絲率也是成本控制的一種有效舉措。

在日常生產(chǎn)中，通過觀察發(fā)現(xiàn)某卷煙廠殘煙機(jī)處理下來的廢棄卷煙材料內(nèi)含有大量可以重新利用的合格煙絲，而殘煙機(jī)處理下來的廢棄卷煙材料一直被當(dāng)作垃圾處理，因此有大量煙絲被浪費(fèi)[2]。筆者分析發(fā)現(xiàn)，殘煙煙支經(jīng)處理后仍有內(nèi)部煙絲殘留的突出問題，因此尋找工藝參數(shù)優(yōu)化的空間，將殘煙出絲率從攻關(guān)前的53%提升至58%，在一定程度上降低了單箱煙絲消耗，滿足企業(yè)節(jié)能降耗的要求，從而達(dá)到提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

圖1 殘煙生產(chǎn)關(guān)鍵流程

1 殘煙出絲率低的主要原因

1.1 關(guān)鍵流程該研究針對(duì)殘煙出絲率低進(jìn)行了詳細(xì)地調(diào)查并進(jìn)行了總結(jié)分析，殘煙生產(chǎn)關(guān)鍵流程如圖1所示。可以看出，殘煙生產(chǎn)的關(guān)鍵流程主要由煙支儲(chǔ)存、陡角帶輸送、殘煙機(jī)處理、紙屑剔除及高頻振篩幾部分構(gòu)成，關(guān)鍵流程是影響殘煙出絲率的關(guān)鍵癥結(jié)所在，需重點(diǎn)進(jìn)行分析后實(shí)施改進(jìn)。

1.2 原因分析及論證對(duì)所有影響殘煙出絲率的可能因素進(jìn)行匯總，并采用調(diào)查分析和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的手段來逐一實(shí)施確認(rèn)各因素的影響程度。①陡角帶輸送頻率。測(cè)試陡角帶輸送頻率對(duì)殘煙出絲率的影響，其他參數(shù)條件按照工藝要求的中心值設(shè)定，將陡角帶輸送頻率分別設(shè)定為30、40和50 Hz，在這3種水平下經(jīng)單因子方差分析，得出陡角帶不同的輸送頻率是影響殘煙出絲率的顯著原因。②蒸汽流量。觀察煙支柔韌性，將殘煙機(jī)蒸汽流量分別設(shè)定為80、100和120 kg/h，測(cè)試蒸汽流量對(duì)殘煙出絲率的影響，經(jīng)單因子方差分析得出，此項(xiàng)是顯著原因。③分離機(jī)頻率。將殘煙機(jī)分離機(jī)頻率設(shè)定為25、35和45 Hz，在這3種水平下分別統(tǒng)計(jì)殘煙出絲率的數(shù)據(jù)，經(jīng)單因子方差檢驗(yàn)說明不同的分離機(jī)頻率是影響殘煙出絲率的顯著原因。④增濕機(jī)頻率。將增濕機(jī)頻率設(shè)定為30、40和50 Hz，經(jīng)單因子方差檢驗(yàn)，得出增濕機(jī)頻率是影響殘煙出絲率的顯著原因。⑤高頻振篩網(wǎng)孔孔徑。將篩網(wǎng)的孔徑分別取3 mm×3 mm和30 mm×5 mm，在這2種水平下分別統(tǒng)計(jì)殘煙出絲率的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行雙T檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)此項(xiàng)為顯著原因。

2 改進(jìn)的方法與對(duì)策

2.1 尋找合適的陡角帶輸送頻率值陡角帶輸送頻率大小可通過變頻器進(jìn)行控制，在生產(chǎn)其他牌號(hào)時(shí)，將陡角帶輸送頻率分別調(diào)整為30、35、40、45、50 Hz，每種頻率狀態(tài)下試驗(yàn)35次，統(tǒng)計(jì)其殘煙出絲率，進(jìn)行單因子方差分析。取陡角帶輸送頻率水平30、35和40 Hz畫散點(diǎn)圖(圖2)和擬合線圖(圖3)，分析陡角帶輸送頻率與殘煙出絲率是否存在線性或非線性關(guān)系。經(jīng)多項(xiàng)式回歸分析，陡角帶輸送頻率設(shè)置為35 Hz時(shí)，可使殘煙出絲率>53%。

圖2 出絲率與陡角帶頻率的散點(diǎn)圖

圖3 出絲率與陡角帶頻率的擬合線

2.2 尋找合適的蒸汽流量值將蒸汽流量分別調(diào)整為80、90、100、110、120 kg/h，每種狀態(tài)下，試驗(yàn)35次，統(tǒng)計(jì)其殘煙出絲率，進(jìn)行單因子方差分析。取蒸汽流量水平80、90和100 kg/h畫散點(diǎn)圖，分析蒸汽流量大小與殘煙出絲率是否存在線性或非線性關(guān)系。對(duì)多項(xiàng)式回歸方程求導(dǎo)，蒸汽流量設(shè)置為90 kg/h時(shí)，可使殘煙出絲率提高至55%。

2.3 尋找最佳分離機(jī)頻率和增濕機(jī)頻率匹配值通過前期的分析，可知?dú)垷煓C(jī)內(nèi)影響殘煙出絲率的顯著原因包括增濕機(jī)頻率和分離機(jī)頻率大小，兩者之間需要高度匹配的旋轉(zhuǎn)速度，才能使殘煙出絲效果達(dá)到最佳，相互制約著煙支的加工效果。因此，該研究利用DOE的響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)，找出最佳的分離機(jī)頻率和增濕機(jī)頻率匹配值，如圖4所示。用MINITAB軟件生成2因子2水平3個(gè)中心點(diǎn)的全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。在方差分析中，模型總效果(主效應(yīng)及2個(gè)因子交互效應(yīng)項(xiàng))均不顯著。彎曲P=0.001，表明試驗(yàn)數(shù)據(jù)有彎曲，提示現(xiàn)在的試驗(yàn)區(qū)域可能達(dá)到響應(yīng)變量的最佳區(qū)域，這時(shí)對(duì)響應(yīng)變量單純擬合一階線性方程不夠，需再補(bǔ)充“星號(hào)點(diǎn)”。因此選用中心復(fù)合表面設(shè)計(jì)(CCF)，在原來的因子設(shè)計(jì)中修改設(shè)計(jì)、增加軸點(diǎn)產(chǎn)生新的試驗(yàn)方案。

圖4 殘煙出絲率與增濕機(jī)頻率和分離機(jī)頻率的DOE等值線

通過等值線圖和響應(yīng)優(yōu)化圖(圖5)，可知在增濕機(jī)頻率38.686 9 Hz，分離機(jī)頻率38.484 8 Hz時(shí)，殘煙出絲率最接近目標(biāo)值，為56.624 3%。

圖5 響應(yīng)優(yōu)化

2.4 更換高頻振篩篩網(wǎng)由于振篩網(wǎng)孔孔徑不合適，有較多的長絲無法通過高頻篩分的篩網(wǎng)及時(shí)回收，觀察發(fā)現(xiàn)，無法回收的長絲長度均在20 mm左右，篩網(wǎng)孔徑過小是這部分長絲無法及時(shí)回收的主要因素。因此，對(duì)高頻振篩的篩網(wǎng)孔徑及形狀進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與改造，將篩網(wǎng)的孔徑由原尺寸3 mm×3 mm改為新尺寸30 mm×5 mm,見圖6、7。

3 效果驗(yàn)證

按照對(duì)策實(shí)施階段找到的最佳參數(shù)值進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，2016年4—5月，累計(jì)測(cè)試某牌號(hào)35次，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，用單T檢驗(yàn)來驗(yàn)證改進(jìn)效果是否達(dá)到項(xiàng)目目標(biāo)。

圖6 原高頻振篩網(wǎng)孔孔徑

圖7 現(xiàn)高頻振篩網(wǎng)孔孔徑

立假設(shè)：H0為μ≤58%；H1為μ>58%；μ為殘煙出絲率。根據(jù)單T檢驗(yàn)可知，P值小于0.05，所以拒絕原假設(shè)，接受備擇假設(shè)。證明改進(jìn)效果達(dá)到原目標(biāo)58%，同時(shí)從結(jié)果中也可以得出改進(jìn)后殘煙出絲率均值為62.90%(表1)，成功達(dá)到并超越了此次的改進(jìn)目標(biāo)。

通過經(jīng)濟(jì)效益分析，實(shí)施改進(jìn)后，各牌號(hào)殘煙出絲率顯著提升，2個(gè)月產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)收益為49 598元，估算年收益約為29萬元。通過一系列改進(jìn)措施，不僅提高了殘煙的出絲率，還滿足了企業(yè)節(jié)能降耗的要求，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 殘煙出絲率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

該研究通過對(duì)FY37廢煙支處理機(jī)的改進(jìn)和大量的工藝試驗(yàn)分析論證，分析卷煙工業(yè)企業(yè)殘煙分離回收過程中對(duì)殘煙出絲率的各種影響因素，找到了提高殘煙出絲率的解決措施，確立了最優(yōu)化的設(shè)備參數(shù)。優(yōu)化改進(jìn)后殘煙出絲率平均達(dá)到62.90%，每年可產(chǎn)生29萬元的經(jīng)濟(jì)效益，提高了殘煙的回收利用率，實(shí)現(xiàn)了有效節(jié)約卷煙原料、降低制造成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

[1] 李如靜.提高S200拆壞煙機(jī)煙絲回收率的研究[J].經(jīng)營管理者，2014(2):384-385.

[2] 安靜.關(guān)于提高殘廢煙支煙絲回收率的研究[C]//王黎寧，張濤.科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展(B卷)：第七屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年暨渾南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇文集.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2010:872-875.

Study on Improving the Silk Rate of Deposed Cigarettes by FY37 Waste Tobacco Processor

ZHANG Dong-qin, LI Wen-liang, QIU Qing-ye (Hongyun Honghe Tobacco (Group) Co. Ltd. Xinjiang Cigarette Factory, Urumqi, Xinjiang 830000)

The silk rate of deposed cigarettes is an important index to measure the performance and efficiency of the waste tobacco processor, but also it is a key indicator influencing energy saving and tobacco consumption. This paper mainly for the FY37 waste cigarette processor in the cut tobacco workshop of a cigarette factory in-depth analyzed the problem of residual tobacco in part of the smoke after disabled cigarette processing, explored and determined the main reason of this phenomenon, made the scheme of the waste tobacco processor and related equipment to implement technology modification and optimization of process parameters, and implemented the application, to achieve the goal of improving the silk rate of deposed cigarettes of each grade.

Deposed cigarettes; Silk rate; High frequency screening

張冬芹(1985- )，女，湖北荊門人，助理工程師，碩士，從事煙草機(jī)械設(shè)備研究。

2016-08-26

S 22

A

0517-6611(2016)30-0230-03