陳勇進

(廈門煙草工業(yè)有限責任公司，福建 廈門 361022)

柔性風選機的工作原理是將被選物料由進料機構(gòu)(如振槽)送入風選箱體，在抽吸風機的作用下，向箱體提供垂直進風和側(cè)向進風，利用垂直進風和側(cè)向進風對被選物料進行飄選、浮選，達到分離輕的物體(如煙絲)和重的物體(如梗簽、濕團)的目的。由于柔性風選機能夠剔除煙絲中的梗頭、梗簽、焦片、濕團等雜物，因此被廣泛應(yīng)用于卷煙生產(chǎn)線的多個工藝段中[1-9]。由于生產(chǎn)線流量的不同、葉組配方的差異和環(huán)境氣候的影響，目前尚未見到關(guān)于風選機參數(shù)設(shè)置的研究和報道。為此，采用正交試驗法[10-12]對風機頻率、導向板角度(刻度)和側(cè)向調(diào)節(jié)板高度(刻度)3個關(guān)鍵工藝參數(shù)的較佳組合進行試驗研究。

1 材料與方法

本文選用的材料與設(shè)備包括：1140kg/h干冰膨脹煙絲生產(chǎn)線；FS414柔性風選機(徐州眾凱)；電子天平(感量0.001g)；某級膨脹煙絲葉組配方。

1.1 FS414柔性風選機結(jié)構(gòu)原理

FS414型柔性風選機的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。主要由風選箱體、輸送機構(gòu)、出料機構(gòu)、二次風選箱、滾網(wǎng)機構(gòu)等部件組成。其工作原理是被選物料3通過進料機構(gòu)1進入箱體4后自由下落，利用側(cè)向進風7和垂直進風10對其進行風選，比重輕的物料通過輸送機構(gòu)11和出料機構(gòu)12進入下游設(shè)備，比重大的物料(如濕團或梗簽)通過二次風選箱9排出。通過改變風機運行頻率來調(diào)節(jié)風選所需的風量，通過調(diào)整側(cè)向擋板2位置，控制側(cè)向進風量與垂直進風量的比例，通過調(diào)節(jié)導向板8的角度，控制被風選物料自由下落的起始位置，滿足不同等級物料的風選要求。

1-進料機構(gòu)；2-側(cè)向擋板；3-被選物料；4-箱體；5-滾網(wǎng)機構(gòu)；6-排風管；7-側(cè)向進風；8-導向板；9-二次風選箱；10-垂直進風；11-輸送機構(gòu)；12-出料機構(gòu)

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

測定風選后膨脹煙絲含梗簽率、風選機濕團剔除量和風選機梗簽剔除量；對柔性風機的風機頻率、導向板角度(刻度)和側(cè)向檔板高度(刻度)3因素進行正交實驗(表1)，采用直觀分析法和方差分析法對試驗結(jié)果進行分析，以確定風選機較佳的工藝參數(shù)。

1.2.2 測量方法

每組試驗持續(xù)生產(chǎn)10分鐘。首先，在風選機后隨機取樣100g膨脹煙絲,挑出其中的梗簽并計算含梗簽率。其次，分別稱量單位時間內(nèi)剔除的濕團煙絲重量和梗簽重量。

2 結(jié)果與分析

9組測試的膨脹煙絲含梗簽率、濕團煙絲剔除量和梗簽剔除量的試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總?cè)绫?所示。

表1 正交試驗方案及測試數(shù)據(jù)

2.1 風選后膨脹煙絲含梗簽率分析

2.1.1 直觀分析

從表2和圖2可以看出，①風機頻率和導向板角度(刻度)對膨脹煙絲中含梗簽率影響呈先降后升趨勢。當風機頻率為36Hz、導向板角度(刻度)為57時，風選剔除膨脹煙絲中梗簽的效果較好；②側(cè)向檔板高度(刻度)對膨脹煙絲中含梗簽率影響呈上升趨勢，側(cè)向檔板高度(刻度)刻度越大越不利于梗簽的剔除。

表2 數(shù)據(jù)直觀分析結(jié)果

圖2 風選后膨脹煙絲含梗簽率主效應(yīng)圖

從圖3可以看出，①側(cè)向檔板高度(刻度)與風機頻率和導向板角度(刻度)存在較為明顯交互作用；②當側(cè)向檔板高度(刻度)為11時，對風選后膨脹煙絲含梗簽率的影響相對穩(wěn)定。

圖3 風選后膨脹煙絲含梗簽率交互作用圖

2.1.2 方差分析

從表3可以看出，①F導向板角度(刻度)=12.58,大于F[10,(2,2)]=9.00，導向板角度(刻度)對風選后膨脹煙絲含梗簽率有顯著影響(置信度為90)；②F風機頻率=5.90,大于F[25,(2,2)]=3.00，風機頻率對風選后膨脹煙絲含梗簽率有較為明顯影響(置信度為75)。

表3 風選后膨脹煙絲含梗簽率數(shù)據(jù)的方差分析

2.2 風選過程梗簽剔除量的分析

2.2.1 直觀分析

對風選過程梗簽剔除量數(shù)據(jù)進行直觀分析，從表2和圖4可以看出:①在膨脹煙絲就地風選過程中，梗簽剔除量隨導向板角度(刻度)和側(cè)向檔板高度(刻度)增加呈先小幅增加后大幅增加趨勢。在剔除的梗簽實物中，當側(cè)向檔板高度(刻度)為11和導向板角度(刻度)為9時，梗簽中帶有少量膨脹煙絲；② 風機頻率對梗簽剔除量影響呈先大幅降低后小幅增加趨勢，說明風機頻率為36Hz左右時梗簽剔除量趨于平穩(wěn)。

從圖5可以看出，側(cè)向檔板高度(刻度)的增加，以及風機頻率和導向板角度(刻度)對風選梗簽剔除量的影響存在明顯的交互作用。

圖4 梗簽剔除量主效應(yīng)圖

圖5 梗簽剔除量交互作用圖

2.2.2 方差分析

從表4可以看出，F(xiàn)風機頻率=1.81，F(xiàn)導向板角度(刻度)=1.83，F(xiàn)側(cè)向檔板高度(刻度)=0.82,均小于F[25,(2,2)]=3.00，說明風機頻率、側(cè)向檔板高度(刻度)和導向板角度(刻度)對風選梗簽剔除量影響不顯著。出現(xiàn)3個參數(shù)對梗簽剔除量影響不顯著的原因：剔除梗簽過程有結(jié)團煙絲被剔除出來，在干冰快速揮發(fā)過程中煙絲團部分煙絲松散開來進入梗簽中，從而干擾了梗簽的剔除量。

表4 風選梗簽剔除量數(shù)據(jù)的方差分析

2.3 風選過程濕團煙絲剔除量的分析

2.3.1 直觀分析

對風選過程濕團煙絲剔除量數(shù)據(jù)進行直觀分析，從表2和圖6可以看出:①風機頻率對濕團煙絲剔除量呈先增后減的趨勢。由于試驗按照風機頻率從低到高順序進行，來料煙絲結(jié)團情況對試驗結(jié)果有所影響；②導向板角度(刻度)對濕團煙絲剔除量影響隨著導向板角度(刻度)增加而先大幅增加后小幅增加；③側(cè)向檔板高度(刻度)對濕團煙絲剔除量影響隨著側(cè)向檔板高度(刻度)提高先增加后趨于平穩(wěn)，當側(cè)向檔板高度(刻度)為11時，濕團剔除量趨于穩(wěn)定。

從圖7可以看出，側(cè)向檔板高度(刻度)的增加，以及風機頻率和導向板角度(刻度)對風選濕團煙絲剔除量的影響存在交互作用。

圖6 濕團煙絲剔除量主效應(yīng)圖

圖7 濕團煙絲剔除量交互作用圖

2.3.2 方差分析

從表5可以看出，①F風機頻率=6.25和F導向板角度(刻度)=3.25,均大于F[25,(2,2)]=3.00，說明風機頻率和導向板角度(刻度)對風選濕團煙絲剔除量有較為明顯的影響(置信度為75)。②F側(cè)向檔板高度(刻度)=1.00，小于F[25,(2,2)]=3.00，說明側(cè)向檔板高度(刻度)對濕團煙絲剔除量影響不顯著。

表5 濕團煙絲剔除量數(shù)據(jù)的方差分析

2.4 小結(jié)

①導向板角度(刻度)、風機頻率和側(cè)向檔板高度(刻度)3個參數(shù)對膨脹煙絲的含梗簽率的影響排序分別為顯著、較為顯著和不顯著。

②濕團煙絲中干冰快速揮發(fā)使得部分煙絲松散進入梗簽，干擾了導向板角度(刻度)、風機頻率和側(cè)向檔板高度(刻度)3個參數(shù)，以及對膨脹煙絲風選梗簽剔除量效果的分析。

③導向板角度(刻度)、風機頻率和側(cè)向檔板高度(刻度)三個參數(shù)對膨脹煙絲的濕團煙絲剔除量的影響分別為較為顯著、較為顯著和不顯著。

④綜合以上分析，導向板角度(刻度)為57、風機頻率為36Hz和側(cè)向檔板高度(刻度)為11時，膨脹煙絲的梗簽及濕團煙絲的剔除效果較好。

3 應(yīng)用效果

根據(jù)上述分析結(jié)果，以導向板角度(刻度)為57、風機頻率為36Hz和側(cè)向檔板高度(刻度)為11作為參數(shù)組合進行生產(chǎn)，檢查成品膨脹煙絲的含梗簽率，數(shù)據(jù)見表6所示。

表6 風選后膨脹煙絲含梗簽率

4 結(jié)論

導向板角度(刻度)、風機頻率和側(cè)向檔板高度(刻度)三個參數(shù)對膨脹煙絲的含梗簽率的影響排序分別為有顯著、較為顯著和不顯著。導向板角度(刻度)為57、風機頻率為36Hz和側(cè)向檔板高度(刻度)為11時，膨脹煙絲的梗簽及濕團煙絲的剔除效果較好。風選后膨脹煙絲含梗簽率由0.57%降為0.35%。