劉躍榮　彭漫江　榮凡番　李紅梅　雷應(yīng)波　楊杰　山俊貽　蔡尤東　王發(fā)勇

摘要 對常規(guī)框欄、常規(guī)鈍化框欄、噴涂硬質(zhì)合金框欄進(jìn)行試驗(yàn)效果分析，并圍繞調(diào)控各級打葉器的撕葉效率及出葉比例，進(jìn)而優(yōu)化葉片結(jié)構(gòu)的思路，設(shè)計了一個組合框欄的應(yīng)用方法。結(jié)果表明：組合框欄應(yīng)用中，二打、三打的撕葉率分別比設(shè)計值高2.74和3.23百分點(diǎn)，二打出葉比例比常規(guī)框欄提高了2.58百分點(diǎn)，三打、四打的出葉比例分別降低了1.79和1.86百分點(diǎn)。這說明組合框欄主要提升了二打、三打的撕葉率，使二打的出葉比例顯著提升，并在一定程度上降低了三打、四打的出葉比例。在葉片結(jié)構(gòu)方面，組合框欄能保持較好的大中片率、碎片率、煙末率、葉含梗率及梗含葉率，長梗率比常規(guī)框欄提高了2.71百分點(diǎn)，說明組合框欄能得到較好的葉片結(jié)構(gòu)，特別在長梗率方面具有優(yōu)化作用。由此可見，組合框欄應(yīng)用能合理調(diào)控各級打葉器的撕葉率和出葉比例，得到良好的葉片結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 打葉復(fù)烤;組合框欄;葉片結(jié)構(gòu);出料調(diào)控

中圖分類號 TS44+3文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2020）22-0174-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.22.046

Control and Optimization Application of Combined Frame Column to Time-space Discharge of Threshing Machine

LIU Yue-rong， PENG Man-jiang， RONG Fan-fan et al

（Hongyun Honghe Tobacco （Group） Co.， Ltd.， Kunming，Yunnan? 650221）

Abstract The experimental results of the conventional fence， the conventional passivation fence and the spraying cemented carbide fence were analyzed， and the thought of optimizing the structure of the blade was put forward based on the regulation of the leaf tearing efficiency and the ratio of the leaf emergence of the leaf thresher at all levels， design a combobox column application method. The results showed that： In the application of the combined frame， the tearing rate of the second-grade threshing and the third-grade threshing was 2.74 and 3.23 percentage points higher than the design value respectively， the ratio of the second-grade threshing was 2.58 percentage points higher than that of the conventional frame， and the ratio of the third-grade threshing and the fourth-grade threshing decreased 1.79 and 1.86 percentage points. The results showed that the combination frame column mainly increased the leaf tearing rate of the second and third order threshing， increased the ratio of the second order threshing， and decreased the ratio of the third order threshing and the fourth order threshing to some extent.In terms of leaf structure， the composite frame column could keep the percentage of large and medium pieces， the percentage of fragment， the percentage of tobacco residue， the percentage of leaf stalk and the percentage of leaf stalk. The percentage of long stalk was 2.71 percentage points higher than that of the conventional frame column， the? results showed that the combined frame column could get better blade structure， especially in the long stem ratio. Therefore， the application of the combined frame could reasonably control the leaf tearing rate and the ratio of leaf emergence， and get a good leaf structure.

Key words Threshing and redrying;Combined frame column;Blade structure;Discharge control

基金項(xiàng)目 紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目（HYHH2018-YL03）。

作者簡介 劉躍榮（1980—），男，云南會澤人，工程師，從事打葉復(fù)烤工藝設(shè)備管理及研究工作。*通信作者，工程師，碩士，從事煙草原料以及打葉復(fù)烤工藝研究。

收稿日期 2020-04-28

葉片結(jié)構(gòu)作為打葉復(fù)烤生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，受到行業(yè)生產(chǎn)及科技工作者的廣泛關(guān)注。圍繞優(yōu)化葉片結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，從潤葉設(shè)備參數(shù)[1]、潤后煙葉溫度和水分[2-5]、打葉器結(jié)構(gòu)[6]、打輥轉(zhuǎn)速[7]、框欄形狀[8]和框欄開口尺寸[9-10]等方面進(jìn)行了研究，從不同程度上得到了優(yōu)化打葉機(jī)組整線的葉片結(jié)構(gòu)。打葉機(jī)組整線葉片結(jié)構(gòu)的獲取是各級打葉器撕葉率和出葉比例的綜合調(diào)整結(jié)果，只有使各級打葉器的撕葉率和對應(yīng)的出葉比例達(dá)到合理狀態(tài)，才能保障整線葉片結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。然而，從調(diào)控各級打葉器及出葉比例的角度，關(guān)于調(diào)控葉片結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)報道很少。

框欄是打葉風(fēng)分設(shè)備打葉器的重要組成部件，工作時與打輥構(gòu)成相對運(yùn)動，形成撕葉的條件，將煙葉和煙梗分離。框欄開口邊緣的鋒利程度對撕葉率和撕后葉片的整碎程度有顯著影響，從而影響打葉器的撕葉率和出葉比例，是形成最終葉片結(jié)構(gòu)的主因之一。在生產(chǎn)過程中，框欄菱邊開口會逐步磨損、鈍化，造成各級打葉器的撕葉率下降、出葉比例逐

漸向后級遞增，導(dǎo)致整線葉片結(jié)構(gòu)不合理、出葉率偏低、梗帶葉和碎片率偏高等問題。然而，頻換框欄又將造成設(shè)備投資過大、人力資源投入過多等問題。筆者從框欄組合應(yīng)用的角度，通過不同框欄對各級打葉器的撕葉率及出葉比例的調(diào)控效應(yīng)進(jìn)行對比，進(jìn)而優(yōu)化框欄配置，對打葉機(jī)組的時空出料量進(jìn)行優(yōu)化，以期獲取良好的葉片結(jié)構(gòu)和提高設(shè)備利用率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以典型配方產(chǎn)地、品種、等級煙葉為對象，選擇2019年初烤煙葉;產(chǎn)地云南紅河;品種為K326;等級C3F;每批次每個配方模塊試驗(yàn)1批次，每個配方模塊試驗(yàn)批次投入物料總量為24 000 kg。

主要儀器：臥式打葉機(jī)組（美國MacTavich公司、額定流量12 000 kg/h、四打十一分）;QCDS-31葉片振動分選篩（美國MacTavich公司）;框欄（由昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司制造）。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計。以“相同物料、相同運(yùn)行參數(shù)、相同環(huán)境”為控制原則，設(shè)計工藝流量11 000 kg/h;環(huán)境溫度16 ℃，環(huán)境濕度46%;潤葉出口溫度、相對濕度分別穩(wěn)定在（54±3）℃、（18.5±0.5）%;打葉風(fēng)分機(jī)組的框欄開口尺寸、形狀及打輥轉(zhuǎn)速的設(shè)計值見表1。 1號（CK）采用常規(guī)框欄，即新制的普通框欄;2號采用常規(guī)鈍化框欄，即使用2年的普通框欄;3號采用噴涂硬質(zhì)合金框欄，即在普通框欄上噴涂硬質(zhì)合金。

1.2.2 取樣方法。流量數(shù)據(jù)的采集在對應(yīng)風(fēng)分室出料口處截流10 min的物料量，再計算出1 h流量，葉片結(jié)構(gòu)使用英制篩子按照國標(biāo)方法進(jìn)行檢測。

1.2.3

純煙葉葉片結(jié)構(gòu)檢測。按照《GB/T 21137—2007煙葉 片煙大小的測定》[11]、《YC/T 146—2010 煙葉 打葉復(fù)烤 工藝規(guī)范》[12]、《YC/T 147—2010 打葉煙葉 質(zhì)量檢驗(yàn)》[13]進(jìn)行純煙葉葉片結(jié)構(gòu)檢測。將各層接料盒放在指定位置上，將葉片樣品稱重后，均勻地置于輸送帶上。同時，啟動振動篩與輸送帶，當(dāng)葉片篩分完后，用手輕輕取出掛在網(wǎng)面上的葉片，計入網(wǎng)上葉片內(nèi)，各層分別稱重，計算葉片結(jié)構(gòu)。

1.2.4

效率測定。一打后接取9～12 kg樣品進(jìn)行人工分揀，將純?nèi)~片（含梗直徑小于1.5 mm葉片）與梗、帶梗葉分開，全葉含梗率按30%計，再對純?nèi)~片進(jìn)行篩分記重，計算撕葉率。每水平取3組樣品，計算其平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，利用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同框欄對各級打葉機(jī)組撕葉率及出葉比例的影響

設(shè)備投入使用后，由于長時間運(yùn)行會一定程度的產(chǎn)生老化、磨損等現(xiàn)象，進(jìn)而影響到設(shè)備的運(yùn)行效果。不同框欄對各級打葉機(jī)組撕葉率及出葉比例的影響如表2所示。由表2可知，1號屬于新制常規(guī)框欄，其各級打葉器的撕葉率與設(shè)計值較為吻合，對應(yīng)的出葉比例也較為合理。2號為使用2年的常規(guī)鈍化框欄，一打撕葉率、出葉比例與常規(guī)框欄無顯著差異，二打撕葉率和出葉比例顯著低于常規(guī)框欄;從三打起，2號的撕葉率、出葉比例均與1號存在顯著差異，三打、四打的撕葉率顯著降低，三打出葉比例顯著降低，而四打出葉比例顯著升高。3號一打撕葉率、出葉比例均顯著高于1號、2號，二打出葉比例顯著高于1號、2號，三打、四打的出葉比例顯著低于1號、2號，其余指標(biāo)與1號差異不顯著。這說明噴涂硬質(zhì)合金框欄（3號）能顯著提高一打、二打的撕葉率和出葉比例，并顯著降低三打、四打的出葉比例。

2.2 不同框欄對打葉機(jī)組葉片結(jié)構(gòu)的影響

不同框欄對打葉機(jī)組葉片結(jié)構(gòu)的影響見表3。由表3可知，使用新制常規(guī)框欄能獲得較合理的葉片結(jié)構(gòu)，各項(xiàng)指標(biāo)均在控制范圍內(nèi)（1號）。2號各項(xiàng)指標(biāo)與1號均存在顯著差異，其中大中片率和長梗率降低，而碎片率、煙末率、葉含梗率和梗含葉率升高，葉片結(jié)構(gòu)變差，說明常規(guī)框欄在使用2年后對打葉機(jī)組葉片結(jié)構(gòu)有負(fù)面影響。3號的大中片率、梗含葉率與1號差異不顯著，碎片率和煙末率顯著高于1號，葉含梗率和長梗率顯著低于1號，說明噴涂硬質(zhì)合金框欄能得到較好的大中片率，改善葉含梗率和梗含葉率。

2.3 優(yōu)化設(shè)計

2.3.1 優(yōu)化方法。

由表2、3可知，新制常規(guī)框欄的使用能保證各級打葉器的撕葉效率和合理分配出葉比例，但框欄長時間使用后會出現(xiàn)磨損、鈍化現(xiàn)象，框欄開口磨損、鈍化必然會導(dǎo)致對煙葉摩擦力的下降，導(dǎo)致撕葉率和出葉比例下降，使更多的煙葉物料流轉(zhuǎn)至三打、四打，三打、四打的框欄開口尺寸逐漸遞減，特別是四打，其主要作用是切斷煙梗，打輥轉(zhuǎn)速高，沖擊力大，對煙葉的撕扯力大。若過多的煙葉進(jìn)入四打，則造碎率必然有所增加，從而導(dǎo)致整線出葉片率偏低，梗含葉率、葉含梗率以及碎片率偏高，整線的葉片結(jié)構(gòu)變差。整線使用噴涂硬質(zhì)合金框欄，雖然會提高各級打葉器的撕葉率和出葉比例，但大中片率略有降低，煙末率顯著提升，也不利于合理葉片結(jié)構(gòu)的獲得。使用2年的常規(guī)框欄一打的撕葉率和出葉比例能得到較好保持，而二打、三打的撕葉率和出葉比例明顯降低。為合理提高設(shè)備的利用率，減少設(shè)備投資，使用一定時間后一打、四打的框欄保持不變，利用噴涂技術(shù)在二打、三打的鈍化框欄開口棱邊噴涂耐磨的合金鋼砂材料，使框欄開口不易磨損，提高框欄摩擦力，穩(wěn)定或提升撕葉率。通過已使用的常規(guī)框欄與噴涂硬質(zhì)合金框欄的混合應(yīng)用，重新調(diào)整各級打葉器的撕葉率和出葉比例，克服普通框欄因磨損導(dǎo)致撕葉率不穩(wěn)定，不易操作，需要頻繁更換框欄來保證撕葉率，有效降低框欄磨損消耗，節(jié)約成本并減少人力資源的投入。一打設(shè)置常規(guī)鈍化框欄，二打與三打設(shè)置噴涂硬質(zhì)合金框欄，四打設(shè)置常規(guī)鈍化框欄。

2.3.2 優(yōu)化結(jié)果。

通過組合框欄組合優(yōu)化應(yīng)用，各打的撕葉率及出葉比例得以保持或提升，有效保障了打葉質(zhì)量的穩(wěn)定。一打、四打保持原有框欄（已使用2年，有框欄鈍化現(xiàn)象），二打、三打設(shè)置噴涂硬質(zhì)合金框欄。結(jié)合表3可知，組合框欄一打的撕葉率（66.23%）和出葉比例（64.01%）基本與設(shè)計值持平，二打的撕葉率（72.74%）比設(shè)計值提高2.74百分點(diǎn)，出葉比例（26.52%）比常規(guī)框欄提高2.58百分點(diǎn);二打的撕葉率和出葉比例比常規(guī)鈍化框欄的撕葉率和出葉比例分別提高了8.25和4.22百分點(diǎn);三打的撕葉率（78.23%）比設(shè)計值提高3.23百分點(diǎn)，但出葉比例（6.99%）比常規(guī)框欄降低了1.79百分點(diǎn)，比常規(guī)鈍化框欄降低了0.19百分點(diǎn);四打的出葉比例（2.06%）比常規(guī)框欄降低了1.86百分點(diǎn)。這說明組合框欄能調(diào)整打葉機(jī)組各級打葉器的撕葉率和出葉比例，主要提升了二打、三打的撕葉率，使二打的出葉比例顯著提升，并在一定程度上降低了三打、四打的出葉比例。

組合框欄能獲得較好的大中片率、碎片率、煙末率、葉含梗率和長梗率，優(yōu)化了打葉機(jī)組的葉片結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高了產(chǎn)出率。組合框欄大中片率（86.16%）、碎片率（2.79%）、煙末率（0.46%）、葉含梗率（1.38%）及梗含葉率（0.60%）與常規(guī)框欄相當(dāng)，長梗率（85.94%）比常規(guī)框欄提高了2.71百分點(diǎn)，大中片率、長梗率分別比常規(guī)鈍化框欄提高了3.05和10.74百分點(diǎn)，碎片率、煙末率、葉含梗率和梗含葉率分別比常規(guī)框欄降低了0.17、0.07、0.29和0.33百分點(diǎn)。這說明組合框欄能優(yōu)化打葉機(jī)組的葉片結(jié)構(gòu)，在長梗率方面有提升作用。

3 討論與結(jié)論

打葉機(jī)組按照設(shè)計值操作能保證各級打葉器合理的撕葉率和出葉比例，得到較為合理的葉片結(jié)構(gòu)。但是，隨著框欄使用時間的延長，框欄開口菱邊會磨損、老化，造成撕葉率和出葉比例的重新分配，使大量煙葉向后級打葉器流轉(zhuǎn)，增加煙葉造碎率，同時葉中含梗率和梗中含葉率過高不利于打葉質(zhì)量的提升。整線應(yīng)用噴涂硬質(zhì)合金框欄則會造成撕葉率過高，各級打葉器的撕葉率和出葉比例同樣不合理，碎片率和長梗率難以控制。框欄在使用一定時間后一打的撕葉率和出葉比例能得到較好保持，利用噴涂框欄不易磨損及具有較好撕葉率的特點(diǎn)，設(shè)計將二打、三打置換為噴涂硬質(zhì)合金框欄，以組合框欄應(yīng)用的模式來調(diào)控各級打葉器的撕葉率和出葉比例，進(jìn)而優(yōu)化葉片結(jié)構(gòu)和節(jié)約設(shè)備投資。該試驗(yàn)結(jié)果表明，組合框欄應(yīng)用中，二打、三打的撕葉率分別比設(shè)計值提高了2.74和3.23百分點(diǎn)，二打出葉比例比常規(guī)框欄提高了2.58百分點(diǎn)，三打、四打的出葉比例降低了1.79和1.86百分點(diǎn)。這說明組合框欄能調(diào)整打葉機(jī)組各級打葉器的撕葉率和出葉比例，主要提升了二打、三打的撕葉率，使二打的出葉比例顯著提升，并在一定程度上降低了三打、四打的出葉比例。在葉片結(jié)構(gòu)方面，組合框欄能保持較好的大中片率、碎片率、煙末率、葉含梗率及梗含葉率，長梗率比常規(guī)框欄提高了2.71百分點(diǎn)。這說明組合框欄能優(yōu)化打葉機(jī)組的葉片結(jié)構(gòu)，在長梗率方面有提升作用。同時，組合框欄的應(yīng)用還具有減少設(shè)備投資和人力資源投入的正向效應(yīng)。

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