基于雪球效应的剔杂技术研究

邓永刚，吴永伟，刘 文

（红塔集团玉溪卷烟厂，云南 玉溪 653100）

1 当前复烤生产现状概述

随着烟草行业竞争的日益激烈，行业形势的严峻，产品质量成了为企业保驾护航的基础，而其中原料的质量则是关键。除了打叶复烤生产水平的提升，减少烟叶杂物数量也是保证卷烟生产原料的重要组成部分。尤其是在打叶复烤车间，收购到的原烟含有众多杂物，如果不能认真进行除杂、保证烟叶质量，将会对卷烟质量、品牌形象产生恶劣的影响。打叶复烤作为卷烟加工第一道工业工序，担负着为企业提供优质原料的重任，为下道工序提供优质复烤烟叶。

2 烟叶中所含杂物统计及分析

当前，为充分利用原料，节约成本，同时保证碎烟的质量，在生产作业区设有碎烟组。碎烟组的主要任务是将生产中产生的碎烟进行筛检，减少碎烟中的杂物。碎烟组包括离线碎烟机以及人工挑选组。离线碎烟中含有的杂物包含虫卵、杂草、羽毛以及麻绒等，这些杂物对烟叶质量有不良影响。对2021 年11月、12 月和2022 年1 月共计3 个月的离线碎烟杂物质量进行统计，见表1。

表1 2021 和2022 年离线碎烟杂物质量 单位：kg

在离线碎烟中的杂物里麻绒数量最多，且麻绒体积太小难于挑拣干净，麻丝黏附碎烟难以清理，需有效降低离线碎烟中的麻绒数量，提高碎烟纯净度。

3 制定措施及方案实施

3.1 方案选择

经过调查分析发现：离线碎烟来料复杂，由分级过程碎烟、小夜班检修碎烟、生产过程各工序碎烟等构成，大量麻丝细且小，黏附于碎烟中，离线碎烟机目前难以进行清理，而且与碎烟颜色相近，尽管通过离线碎烟组挑杂人员的挑拣，仍然有大量麻绒黏附于碎烟之中。

由于阶梯式的设计方式，部分碎烟黏附着麻绒在此处发生坠落，伴随前方振筛的振动，部分麻绒在此结团，并发生旋转抖动。小的雪球在滚动初期，还需要借助外力的推动，当雪球的体积足够大，可依靠其自身惯性向前推进的时候，外在动力就会相对弱化。随着雪球的不断滚动，雪球压在地面的雪上，压力使地面的雪和雪球的雪熔点降低而略微液化出一些液态水，这些液化的水很有可能会粘在雪球与地面接触的面上，这样当这个面随雪球滚动不与地面接触时，上面粘着的液态水由于没有受到之前这样大的压力，熔点升高而再次变为雪粘着雪球，雪球因为这样便增加了体积，随着雪球的滚动，与地面的接触面会无数次地重复这样的情况，因此雪球便越滚越大了。

正是由于雪球效应，随着掉落下的麻绒越多，这个麻绒团越结越大。根据这一现象，利用自然界中存在的一种“滚雪球”效应，让“麻绒剔麻绒”。在振筛上方加装一块挡板，对碎烟进行“刮擦”，有效降低料层厚度，在提高碎烟规格筛分率的同时，能够提高对麻绒的剔除率的同时需耗费一定物力财力，需对方案可行性进行验证[1]。

3.2 方案验证

为了验证该方案在振筛上增加挡板的可行性，将一块普通铁质挡板放置于离线碎烟出口振筛处，见图1。

图1 在振筛上增加挡板主视图及左视图

表2 实验分析结果表

在验证在振筛上增加挡板的过程中，随着振筛筛分时间越来越长，越来越多的麻绒在挡板下方翻滚，麻绒与麻绒相互缠绕，越滚越大。

3.3 方案改进

3.3.1 改进方案的确定

针对试验后的结果，为增强“滚雪球式剔麻绒”式剔杂方法的适用性，对挡板进行改进。

通过多方面的综合考虑分析，决定调整挡板，即重新设计一种挡板。依据打叶复烤均质化加工相关规定，考虑到原料纯净度，不能用试验中的有锈迹的铁皮挡板，在白铁与合金钢两种备选材料中，最终确定挡板材质为合金钢。由于完全实心的合金钢板质量较大，加装在振筛上后，会对振筛振动频率有一定影响，而且存在一定的安全隐患。由此，根据振筛的大小，对挡板的尺寸进行了修改，并对挡板进行打孔[2]。

挡板长度为100 cm 与振筛宽度相符合；支撑架长度为30 cm，略高于振筛高度（图2）；挡板孔径大小、孔距与振筛相同，均为0.5 cm。

图2 挡板尺寸示意图

3.3.2 挡板的摆放位置

挡板放在靠近振筛入口处，见图3。

图3 挡板的摆放位置示意图

对挡板改进后，首先到达挡板处的碎烟中如果没有较大的麻绒，小的麻绒就会随着碎烟通过挡板，进入振筛出口。在生产开始时提前在挡板前台阶处放置一团烟杆纤维丝团，作为一个“初始小雪球”跟随碎烟物料进行滚动，利用纤维的静电吸附作用，就可以把经过挡板的大小麻绒黏附形成麻绒团。烟杆纤维丝团属于烟草植物纤维，即使掉落到碎烟中，也不会对碎烟造成二次污染[3]。

3.4 实施步骤

3.4.1 挡板的改进、支撑架设计制作

挡板：和振筛一样使用合金钢材料，网状孔和振筛上的大小一样，可调节高度，挡板与振筛之间留有间隙给碎烟通过，并且有小台阶，可堆积麻绒团。挡板可拆卸，便于清洗。

支撑架：支撑架上有刻度调节挡板的安装高度，来控制碎烟通过的流量。支撑架的材料是不锈钢，支撑架可拆卸，便于清洁（图4）。

图4 挡板和支撑板主视图及左视图

3.4.2 完成挡板和支撑架安装

（1）在振筛边板上钻孔，见图5 椭圆圈内。

（2）在振筛面上钻孔，见图5 方框内。

图5 挡板和支撑架安装示意图

（3）将支撑架安装于所钻孔上固定好。

（4）将挡板放于安装好的支撑架上。

（5）调节支撑架上的刻度，调整到需要的高度。

（6）用组合螺丝固定好，确定挡板和支撑架不会晃动。

3.4.3 放置烟杆纤维丝团

在生产开始时提前在挡板前台阶处放置一团烟杆纤维丝团，作为“初始小雪球”，跟随碎烟物料滚动，利用纤维的静电吸附作用，把经过挡板的大小麻绒黏附形成麻绒团，如图6 所示。随着麻绒团不断变大，定期对麻绒团进行更换。

图6 测试实图

4 研究成果

4.1 数据对比

对2022 年烤季4 月、5 月、6 月份3 个月的碎烟经离线碎烟机筛分出来的麻绒质量进行统计分析（表3）。

表3 剔除的麻绒质量统计表 单位：kg

工艺质检部门对离线碎烟抽检（每次抽检2 000 g离线碎烟）的抽检数据中，随机选了10 次统计，对成品离线碎烟中的麻绒数量统计分析（表4）。

表4 成品离线碎烟中的麻绒质量统计表 单位：g

4.2 目标达成

改善后，操作人员对离线碎烟机筛分出来的麻绒质量作了统计记录并作了对比表（表5），从表5中可以看出安装挡板后的2022 烤季4 月、5 月、6 月份3 个月的碎烟经离线碎烟机筛分出来的麻绒质量最少月为26.60 kg，月平均质量达到29.87 kg。

表5 离线碎烟机筛分出来的麻绒质量对比表 单位：kg

工艺质检部门对离线碎烟抽检（每次抽检2 000 g离线碎烟），成品离线碎烟中的麻绒质量，平均值为0.017 g，显著低于未改进前成品内麻绒质量。

5 结 语

本次课题利用“滚雪球式剔杂”方法，有效地提高了离线碎烟机麻绒剔除率，解决了离线碎烟机麻绒难以剔除的问题。利用堆积麻绒团的静电吸附作用，有效提高离线碎烟机筛分出的麻绒质量，降低了离线碎烟中所含的杂物，提高烟叶质量，降低了生产成本，提高了生产效率[4]。