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        細(xì)支卷煙原料葉片結(jié)構(gòu)控制方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2020-06-21 15:10:52劉鵬李敏隋相軍邢立冉劉勇馬知行

        劉鵬 李敏 隋相軍 邢立冉 劉勇 馬知行

        摘? ?要: 為尋求打葉復(fù)烤過程中葉片結(jié)構(gòu)的合理控制方法,以打葉機(jī)一打框欄和打輥轉(zhuǎn)速為研究對象,試驗(yàn)不同形狀、不同尺寸型號的框欄,每種框欄設(shè)定三種打輥轉(zhuǎn)速,研究不同框欄形狀、不同打輥轉(zhuǎn)速對河北產(chǎn)地?zé)熑~葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)及片形的影響。研究發(fā)現(xiàn):使用六邊形框欄打葉,葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)和片形改善明顯;使用3.0~3.5英寸六邊形框欄,煙葉大片率可控制在40%以內(nèi),大中片率可控制在80%以上,<2.36 mm葉片率可控制在0.5%以內(nèi),葉中含梗率可控制在1.2%以內(nèi);使用3.5~4.0英寸六邊形框欄,片煙形狀更趨近于圓形,卷煙制絲整絲率最高。實(shí)現(xiàn)了將葉梗分離后葉片結(jié)構(gòu)的指標(biāo)控制在適宜范圍,滿足了細(xì)支卷煙原料質(zhì)量穩(wěn)定性的要求。

        關(guān)鍵詞: 打葉復(fù)烤;細(xì)支卷煙;葉片結(jié)構(gòu);片煙形狀;整絲率;一打框欄;打輥轉(zhuǎn)速

        引言

        目前,對于細(xì)支煙原料的打葉復(fù)烤生產(chǎn),復(fù)烤企業(yè)打葉機(jī)一打普遍采用菱形框欄打葉,大片率偏高、片形趨近于菱形和長條形,直接影響成品片煙的大中片率指標(biāo)、卷煙制絲整絲率和煙絲填充能力[1]。對接新版細(xì)支煙生產(chǎn)加工要求——《卷煙工藝規(guī)范》和《打葉復(fù)烤五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指引》,通過實(shí)施片形結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù),可將葉梗分離后大片率控制在45%以內(nèi),大中片率提高到80%以上,<2.36 mm葉片率控制在0.5%以內(nèi),葉中含梗率控制在1.5%以內(nèi),以提高片煙結(jié)構(gòu)的均勻性[2]。

        山東煙葉復(fù)烤有限公司諸城復(fù)烤廠使用的打葉機(jī)為仿COMAS臥式打葉器,具有四打十一分帶一回梗打循環(huán)的組合結(jié)構(gòu),一打使用菱形框欄,在對北方產(chǎn)區(qū)煙葉打葉時(shí),打輥轉(zhuǎn)速450~480 r/min,打葉后大片率50%左右,片形多為長條形、菱形。為了滿足細(xì)支煙原料葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)和片形要求,本文分析打葉工序?qū)θ~片結(jié)構(gòu)指標(biāo)和片形的影響。設(shè)定真空回潮、潤葉、復(fù)烤工序和生產(chǎn)線流量基本保持不變,以打葉機(jī)一打框欄和打輥轉(zhuǎn)速為研究對象,通過不同梯度的試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)降低大片率、提高中片率、優(yōu)化片形、提升結(jié)構(gòu)均勻性[3-5],實(shí)現(xiàn)葉片結(jié)構(gòu)控制方式的優(yōu)化設(shè)計(jì),保障細(xì)支卷煙質(zhì)量的均勻穩(wěn)定。

        1? 材料與方法

        1.1? 材料、設(shè)備與儀器

        1.1.1材料

        煙葉樣品等級為2018年保定C3L、石家莊C3L、張家口C4L,由河北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供。

        1.1.2 設(shè)備

        (1)仿COMAS臥式打葉器(北京長征高科技有限公司生產(chǎn)),設(shè)備能力12 000 kg/h;

        (2)試驗(yàn)用框欄3.5英寸菱形、3.0~3.5英寸六邊形(3.0英寸六邊形和3.5英寸六邊形間隔排列)、3.5~4.0英寸六邊形(3.5英寸六邊形和4.0英寸六邊形間隔排列)、3.0英寸三角形(英寸,非法定計(jì)量單位,1英寸=0.025 4 m)。

        1.1.3? 儀器

        (1)CA24-HX1型葉片振動分選篩;

        (2)CA14X型旋振分選篩;

        (3)CA14型葉含梗檢測機(jī);

        (4)FA2004型電子天平;

        (5)TSM600型在線片形分析系統(tǒng)(上海創(chuàng)和億電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn))。

        1.2? 方法

        1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        設(shè)計(jì)三種形狀框欄,其中六邊形框欄選用兩種尺寸,每種框欄試驗(yàn)三種打輥轉(zhuǎn)速,試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合見表1。框欄形狀和尺寸如圖1所示。

        1.2.2? 試驗(yàn)方法

        (1)試驗(yàn)時(shí),每組試驗(yàn)原煙投入量為50 000 kg,生產(chǎn)線流量設(shè)定為10 000 kg/h,真空回潮、潤葉和復(fù)烤工序工藝參數(shù)保持穩(wěn)定,確保二潤后煙葉溫度和水分保持一致。

        (2)葉片結(jié)構(gòu)取樣點(diǎn)為打后片煙匯總帶處,每組試驗(yàn)待設(shè)備調(diào)試穩(wěn)定后30 min取樣,取樣間隔30 min,每組試驗(yàn)取樣檢測5次。檢測方法按GB/T 21137[6]執(zhí)行。

        (3)待設(shè)備調(diào)試穩(wěn)定后30 min進(jìn)行片形檢測,以后每30 min檢測1次,使用在線TSM600型在線片形分析系統(tǒng)測試圓度率。

        (4)每組試驗(yàn)完成后,根據(jù)試驗(yàn)編號更換框欄,并清理設(shè)備。

        2? 結(jié)果與分析

        2.1? 葉梗分離后葉片結(jié)構(gòu)

        2.1.1? 大片率

        不同框欄、不同打輥轉(zhuǎn)速下葉梗分離后,大片率有較大差異,如表2所示。分析可見,對比菱形框欄,使用六邊形框欄和三角形框欄時(shí)的大片率均有所降低,六邊形框欄下降最明顯,大片率可控制在40%以內(nèi)。其中,3.0~3.5英寸六邊形框欄大片率平均降低8.06%,3.5~4.0英寸六邊形框欄大片率平均降低7.33%,3.0英寸三角形框欄大片率平均降低4.25%。

        2.1.2 大中片率

        不同框欄、不同打輥轉(zhuǎn)速下葉梗分離后大中片率如表3所示。分析可見,采用四種不同形狀尺寸的框欄時(shí),葉梗分離后大中片率基本接近,結(jié)合表2中大片率數(shù)據(jù)(中片率=大中片率-大片率),六邊形框欄的中片率提高最多,3.0~3.5英寸六邊形框欄打葉時(shí),打輥轉(zhuǎn)速370 r/min對應(yīng)的大中片率最高;3.5~4.0英寸六邊形框欄打葉時(shí),打輥轉(zhuǎn)速380 r/min對應(yīng)的大中片率最高。大中片率平均值均控制在80%以上。

        2.1.3? <2.36 mm葉片率

        不同框欄、不同打輥轉(zhuǎn)速下葉梗分離后<2.36 mm葉片率如表4所示。分析可見,在四種不同形狀尺寸的框欄中,3.0~3.5英寸六邊形框欄打葉造碎率最低,為0.13%,隨著打輥轉(zhuǎn)速提升,造碎率逐漸升高。使用六邊形框欄打葉,合理控制打輥轉(zhuǎn)速,更適合細(xì)支煙加工降碎片的要求[7-9]。<2.36 mm葉片率平均值均控制在0.5%以內(nèi)。

        2.1.4? 葉中含梗率

        不同框欄、不同打輥轉(zhuǎn)速下葉梗分離后葉中含梗率如表5所示。分析可見,在四種不同尺寸型號的框欄中,六邊形框欄葉中含梗率最低,均低于1.0%,隨著打輥轉(zhuǎn)速提升,葉中含梗率有所降低,3.0~3.5英寸六邊形框欄葉中含梗率最低,為0.64%。葉中含梗率平均值均控制在1.2%以內(nèi)。

        2.2? 片煙圓度率

        2.2.1? 片煙圓度率計(jì)算公式

        TSM600型在線片形分析系統(tǒng)利用圖像處理技術(shù)獲得片煙圖像,通過圖像處理分析,檢測每片片煙的面積,以圓度率表示片煙形狀,公式為

        C—片煙圓度率;

        A1—片煙面積,mm2;

        A2—片煙外接圓面積,mm2。

        利用圖像處理技術(shù)獲得的片煙圖像及處理分析結(jié)果如圖2所示。

        2.2.2? 圓度率與整絲率的關(guān)系

        片煙圓度率代表片煙形狀與圓形的接近程度,圓度率越大,片煙形狀越接近圓形;圓度率越小,片煙形狀越細(xì)長。實(shí)踐證明,煙絲的整絲率是隨著圓度率的增加而提高的。但是,并不是說圓度率越大越好,圓度率過大,切絲時(shí)會產(chǎn)生一定造碎,反而影響整絲率[10]。

        從圖3可以看出,整絲率隨著圓度率的增加先升高再降低,圓度率在0.3%~0.8%時(shí),整絲率大于80%;圓度率在0.5%~0.7%時(shí),煙絲整絲率最好。

        2.2.3? 葉梗分離后片煙圓度率

        不同框欄、不同打輥轉(zhuǎn)速下葉梗分離后片煙圓度率如表6所示。在0~0.25%區(qū)間,六邊形框欄打葉片煙圓度率低于菱形框欄和三角形框欄,說明六邊形框欄打葉的片煙形狀優(yōu)于菱形框欄和三角形框欄。按照整絲率大于80%統(tǒng)計(jì),片煙圓度率在0.25%~0.75%區(qū)間最好的為3.5~4.0英寸六邊形框欄,打輥轉(zhuǎn)速為390 r/min。

        3? 結(jié)論

        本文通過開展打葉機(jī)一打不同框欄、不同打輥轉(zhuǎn)速下打葉工序的對比試驗(yàn),針對以河北產(chǎn)地為代表的北方煙葉,研究了一定范圍內(nèi)框欄形狀、尺寸和打輥轉(zhuǎn)速對葉梗分離后葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)和片煙形狀的影響,結(jié)果表明:

        (1)打葉機(jī)一打使用六邊形框欄,可有效降低大片率、提高中片率,<2.36 mm葉片率和葉中含梗率也明顯降低,基本滿足細(xì)支卷煙原料葉梗分離后葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)的要求;

        (2)使用3.0~3.5英寸六邊形框欄,打輥轉(zhuǎn)速370 r/min時(shí),葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)優(yōu)于其他試驗(yàn)組合;

        (3)使用3.5~4.0英寸六邊形框欄打葉,片煙形狀更趨近于圓形,卷煙制絲整絲率高于菱形框欄和三角形框欄。

        參考文獻(xiàn)

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