再造烟草薄片在线加工丝片的筛分设备设计应用

罗开才，罗晋凡，侯琪琛，李存华，杨 刚

（红塔烟草集团有限责任公司，云南玉溪 653100）

0 引言

再造烟叶烟草薄片又称重组烟叶或均质烟叶，作为卷烟制品原料，具有成本低、填充性好并能减少烟气中焦油含量等优点。由于烟草薄片的特性，不宜从真空回潮等前量制丝工序添加与烤烟片混合切丝、膨胀和干燥，采用单独切成直径0.7～1.0 mm、长15～30 mm的丝片，处理后播配到烤烟叶丝中的工艺，会有一部分薄片未切成丝或未达到规定技术参数就混入薄片丝中，使薄片丝纯净度不高，影响卷烟质量，因此，基于烟草薄片的加工特性，研究应用烟草薄片在线加工丝片的筛分装置，对烟草薄片丝进行丝、片分离，再将分离出的薄片烟收集后回掺切丝，具有极大意义。

1 筛分工艺装置设计

再造烟叶烟草薄片切丝后，为完成薄片丝和薄片烟混合物中的丝、片分离，将分离的薄片烟收集后回掺切丝，提高薄片烟丝的纯净度和烟草原料利用率，设计了应用烟草薄片在线筛分丝、片的设备（图1）。

图1 在线筛分烟草薄片丝、片设备

再造烟叶烟草薄片的丝片混合物，经过进料器将送入振筛完成投料，随着振筛的振动，通过筛网完成薄片烟和薄片丝的分离，薄片烟进入薄片烟收集管中重新回掺到薄片烟中进行切丝加工，薄片丝通过运输带进入薄片丝收集管输入后续工序。

1.1 进料器设计

进料器包括进料管、落料仓、除尘风机、除尘电机、气锁电机、铺料电机、均匀铺料机构，其中进料管末端连接落料仓，落料仓一侧设有除尘风机，落料仓下端设有均匀铺料机构（图2）。

图2 进料器结构

1.2 振筛设计

振筛是实现薄片丝和薄片烟分离的关键部分，其中振筛分两级，分别为一级振筛和二级振筛（图3）。

图3 振筛及筛网结构

第一筛网和第二筛网对应安装在一级振筛中，第一筛网在第二筛网上方；第一筛网通过筛孔实现薄片丝和薄片烟的筛分，并在筛网上设计物料导流块，将粘连成束的薄片丝分散开，提高丝片分离效率，实现丝、片初步分离；第三筛网安装在二级振筛中，第三筛网和第二筛网的筛网孔设计一致，薄片烟不能通过它的筛孔但薄片丝则可以通过，实现薄片丝和薄片烟的精准筛分。

薄片丝运输带位于振筛下方，其运输方向与振筛送料方向相反，其末端设有薄片丝收集管；第三筛网和二级振筛末端设有挡料板，防止经过筛分的薄片烟丝落入片烟收集管。其中，振筛落料管，在一级振筛、二级振筛的中部和尾部均设计有导料板，防止因单个落料管的物料流量过大而导致的阻塞，起到分流作用，其下落的薄片丝落在运输带上、汇入薄片丝收集管内，然后再输入后续工序。

1.3 筛网设计

筛网孔设计是完成薄片丝和薄片烟分离的关键部分，振筛的振荡属性、筛网上孔的形状、孔眼数及规格，决定着筛分的性质及效果，具体如何使用需经过实践和验证。例如，复烤工艺中碎烟片的筛分，主要分离出砂子、粉末或尘埃等，一般筛网孔的设计为直径为1～3 mm圆孔；在制丝工艺中，主要根据工艺需求，一般筛网孔的设计为矩形孔等。再造烟叶烟草薄片丝的长度及宽度有一定范围，丝状明显，振筛的振荡为简谐振动，本设备第一初筛的网筛网孔均布设计为正三角形状，第二、三精筛的网孔设计为正三角形波形状，筛分效果明显。

第一筛网的筛网孔均布正三角形状的边长尺寸设计为10～20 mm，一般取15 mm，4 目左右，筛网孔的筋隔尺寸设计为5～10 mm，取5 mm 左右，在筛网的筋隔上安装焊接物料导流块，便于将粘连成束的薄片丝分散开，提高丝片分离效率；第一筛网本质上是初筛，理论上宽度15 mm 以内的薄片丝和薄片烟都将从网孔下落，从而将大片、小片和薄片丝分离，利于第二、三筛网的精筛。

第二、第三筛网的筛孔，理论上采用条形腰子孔也可以，由于振筛为简谐振动，振筛上的物料运动为复杂的物理运动过程，实用上采用波形孔比条形腰子孔效果好，因此，第二、第三筛网的筛孔形状设计采用三角波形函数或正弦波形函数，如采用三角波形函数设计时，波长为10～20 mm，取15 mm，波形斜率k 为显而易见该三角波形是正三角形波形，筛网孔的尺寸及筋隔尺寸均设计为3～5 mm。

如果采用正弦波形函数设计时，波长为10～20 mm，取15 mm，振幅为，筛网孔的尺寸及筋隔尺寸均设计为3～5 mm，取3 mm。正弦波和正三角形波形两者的波长和振幅一致，应用效果上接近。筛网的筛孔制造一般采用激光加工，技术简单成熟，但在前期CAD/CAM 处理中，正弦波形函数比三角波形函数更复杂。

2 应用过程

经设计、制作、组装、安装调试后，投入在线应用。

（1）生产线启动后，首先由进料器的除尘电机提供动力，制造出负压环境，薄片丝和薄片烟的混合物料被吸入进料器，在重力的作用自进料管出口进入落料仓，在均匀铺料机构，铺料电机驱动均匀铺料机构内部的铺料耙钉运转，使混合物料相对均匀地进入振筛（图1～图3）。

（2）在一级振筛，两侧的激振电机提供动力，由振筛弹片传递至振筛，使振筛具有筛分、输送物料的能力。来自进料器的混合物料进入一级振筛后，首先通过一级振筛的初步筛分，再进入二级振筛中完成进一步的筛分。

（3）第一筛网位于第二筛网上方，薄片丝和较小尺寸的薄片烟可以通过正三角形筛孔掉落，实现丝、片初步分离，第一筛网上焊接有物料导流块，将粘连成束的薄片丝分散开，提高丝、片分离效率。第二筛网是采用孔尺寸更小的三角波形函数或正弦波形函数设计的筛孔，薄片烟不能通过筛孔但薄片丝则可以通过，实现丝片精准分离。第一筛网、第二筛网组合安装在一级振筛上方，激振电机将动力传递给振筛传动装置，振筛传动装置通过弹片与一级振筛连接，进一步将动力传递给一级振筛实现筛分、向前输送物料。第三筛网位于一级振筛末端，筛孔设计与第二筛网一致，用于薄片烟为主的丝、片混合物进一步筛分。二级振筛位于第三筛网下方，其动力传递原理与一级振筛相同，通过第二筛网、第三筛网筛分的合格薄片丝掉落到一级振筛、二级振筛的底板上，通过振筛落料管落到薄片丝运输带，而未能通过第三筛网的薄片烟被输送进薄片烟收集管。另外，第三筛网和二级振筛的末端设有挡料板，防止经过筛分的薄片丝落入片烟收集管。

（4）薄片丝运输带单向送料，其运输方向与振筛送料方向相反，在运输带上设有4 个落料管支架分别与一级振筛、二级振筛的4 个振筛落料管螺栓连接，具有固定和保护的作用，当薄片丝通过振筛落料管落入薄片丝输送带后，将随着它的运输方向继续运动，直至在末端进入薄片丝收集管。

3 小结

由于烟草薄片主要由造纸法等加工方法而成，与常规烤烟片相比，其物理强度高、不易破碎、比重量小，因此，切丝过程中薄片烟未切成丝或未达到规定技术参数就混入薄片丝的情况不可避免。烟草薄片在线加工丝片的筛分装置的设计应用，实现了薄片丝与薄片的分离，薄片烟的返回再切丝，筛分效率高，薄片丝和薄片分离效果显著，提高了烟草薄片烟丝及参配混合丝的纯净度，保障了卷烟内在品质，应用前景广阔。