烟叶碎屑精细化分离分类回收技术的研究应用

罗开才，王开平，侯琪琛，李存华，金 剑，祁跃东，杨 刚

（红塔烟草（集团）有限责任公司，云南玉溪 653100）

0 引言

在打叶复烤车间生产中，烟叶包开箱、烟叶铺把分级及整理、清扫备料区与设备时都会产生烟叶碎屑；烟叶碎屑含有烟叶片及烟梗，也含对卷烟产品有危害的纤维麻丝、毛发、棉绒、粉尘、灰尘等，是较复杂的混合物；因此，烟叶碎屑精细化分离及分类，一直是烟草加工业的重点和难点，如剔除非烟杂质麻丝绒线类物质、处理烟灰粉尘污染是烟草领域实现精益生产面对的关键技术问题。所以，研究应用烟叶碎屑精细化分离、分类加工回收生产线，对烟叶碎屑进行加工、分离分类及回收应用具有重要的意义。

1 加工生产线的工艺方案研究及设计

经研究，烟叶碎屑主要含大量的纤维麻丝、毛发、棉绒、粉尘、灰尘等，要从中分离出大于60 mm 见方、60～20 mm 见方、20～8 mm 见方、8～4.5 mm 见方、4.5～1.5 mm 见方、小于1.5 mm 见方、小于60 mm 见方烟梗、小于20 mm 见方烟梗和烟灰粉尘的9 种规格类别烟片物料及其非烟杂质，需设计一条技术含量高的自动化离线生产线，并设计专用的除尘送风系统及独立除尘工房等；使大于4.5 mm 见方烟片、烟梗及带梗叶片，可返掺到打叶生产线中应用，1.5～4.5 mm 见方的烟片进入碎烟干燥线单独处理；其他的实现分类添加、分类回收利用等[3-5]。此外，技术方案需设计能剔除相应烟片规格尺寸中的麻丝功能，使各收集烟片的纯净度达标。设计的精细化分离、分类烟叶碎屑及非烟杂质剔除的离线加工回收生产线工艺流程如图1 所示。

图1 烟叶碎屑分离回收生产线工艺流程

烟叶碎屑的非烟杂质麻丝绒线类剔除，是技术方案的关键工序，各烟片规格对应的剔除工序、工步，将直接影响烟片的分离、分类质量；基于复烤车间产生的烟叶碎屑而言，非烟杂物除含烟灰粉尘之外，大量是麻丝绒线类；显而易见，小规格尺寸烟片需要的麻丝绒线类剔除工步更多。

不小于1.5 mm 见方的7 种烟片规格的物料，分别历经振筛、粘毛带、风力输送除尘、重力风选、离心分离、麻丝剔除等除杂后，再经人工筛收集检查即获取各类纯净物。小于1.5 mm 见方的烟片，最后均有人工筛收集检查，控制质量，保证各分类烟片的纯净度达标，回收应用。

2 离线加工回收生产线布局

离线加工生产线布置于独立工房内，按U 形设计生产线，长度L=24 m，工房长宽至少36 m×14 m，占地面积约占整个复烤联合工房面积的1.05%，工房内还包含旋风除尘器、备料场地、成品存放地等；圆形振动筛安装于独立的除尘房内，除尘房和独立工房通过负压管道相连。

烟叶碎屑大于1.5 mm 见方烟片的分类主要采用（4+1）级振筛（即4 级主振筛加1 级支线振筛）和2 级重力风选机完成，小于1.5 mm 见方烟片及烟灰的分类主要采用旋风除尘器和圆形振动筛完成；烟叶碎屑的非烟杂物麻丝绒线类分离及剔除主要采用粘毛带除杂、粘毛轮除杂及麻丝剔除机除杂。主要工序依次包括：烟叶碎屑喂料、第一级振筛两层筛分、第一级重力风选机及其支线单层烟梗振筛筛分、第二级振筛两层筛分、第二级重力风选机、离心气料分离机、麻丝剔除机除杂、第三级振筛单层筛分、第四级振筛两层筛分、旋风除尘器除尘、圆形振动筛筛分。离线加工回收生产线工艺流程的各工序设计布局如图2 所示。

图2 离线加工回收生产线工艺流程的各工序设计布局

3 烟叶碎屑的精细化分离、分类

3.1 振筛设计

第一级振筛、第二级振筛及第四级振筛的筛网均设计为双层[6]，即上面一层正对应下面一层，下面一层的筛网孔直径设计均统一设计为Φ1.5 mm，上面一层的筛网孔直径各不相同；第一级振筛上层的筛网孔直径设计为Φ60 mm，第二级振筛上层的为Φ20 mm，第四级振筛上层的为Φ4.5 mm；第三级振筛的筛网设计为单层，设计为Φ8 mm；第一级重力风选机下面为单层烟梗振筛筛网孔设计为Φ1.5 mm。各筛网上筛网孔的直径设计为d，任意相邻两个筛网孔之间的中心距S相等，且S=d+d/3；即d=60 mm 时，S=60+60/3=80 mm；d=20 mm、d=8 mm，d=4.5 mm 时，依次类推出S 值。

3.2 烟片的分离、分类及收集

烟叶碎屑通过第一级振筛的两层筛，分别获得大于60 mm 及小于1.5 mm 见方的烟片和烟灰；小于60 mm见方的烟片混合物料输入下道工序第一级重力风选机，风选后获得小于60 mm 见方的烟梗（梗含叶），其单层烟梗振筛筛分后获得小于1.5 mm 见方的烟片和烟灰；小于60 mm 见方的烟片混合物通过第二级振筛的两层筛，分别获得20～60 mm 及小于1.5 mm 见方的烟片和烟灰；小于20 mm 见方的烟片混合物料输入第二级重力风选机，风选后获得小于20 mm 见方的烟梗（梗含叶），余料输入第三级振筛单层筛分后分别获得8～20 mm 见方的烟片及小于1.5 mm 见方的烟片和烟灰；余料小于8 mm 见方的烟片混合物料输入第四级振筛两层筛分后分别获得4.5～8 mm、1.5～4.5 mm及小于1.5 mm 见方的烟片和烟灰。

进一步地，在各级振筛的筛分处获得的小于1.5 mm见方的烟片和烟灰；在除尘罩内、烟片收集出口等处所产生的烟灰和灰尘，均汇入各自负压除尘管送入除尘房，经圆形振动筛实施烟叶碎屑分离、分类出3 类物质：烟灰粉尘、芝麻片（烟片小于Φ1.5 mm）、少量烟片（烟片大于Φ1.5 mm）。此外，单层烟梗振筛筛分获得的小于1.5 mm 见方的烟片和烟灰，单独利用烟灰收集器处理。

第一、二级重力风选机型号为FXP-3620。生产中通过第一级重力风选机将小于60 mm 见方的烟梗（梗含叶）大量分离；通过第二级重力风选机将小于20 mm见方的烟梗（梗含叶）分离。

离心气料分离机型号为LJ-1200。用于风分、送烟叶碎屑等。其由旋风除尘器通过其筛鼓的筛网把烟叶碎屑和含尘气分离，含尘气进入除尘管，烟叶碎屑由底部排出，落入下游设备麻丝剔除机除杂。

4 丝绒毛类等非烟杂质剔除

在定量喂料平台投入烟叶碎屑，经皮带输送提升运送至第一级振筛过程中的均布辊分料一端、第一级振筛的物料输入端及第二级振筛的物料输入端，均设计粘毛带除杂装置，用来吸附烟片中存在的麻线、绒毛等非烟杂质；离心气料分离机在麻丝剔除机除杂的上方，分离出含尘气和小于20 mm 见方烟片的碎烟屑，然后通过其料落口输入麻丝剔除机除杂；在各级振筛出口处，也设计粘毛轮除杂装置[7]，用于吸附剔除非烟杂质如麻丝、绒毛等，然后再下落至人工筛内进行人工检查，最终落入烟片及烟梗收集器内；在定量喂料平台的正上方设计倒梯形负压除尘装置，覆盖烟叶碎屑区域，通过负压中继传输将产生的烟灰和粉尘送到除尘房，保障工作环境。

5 结束语

烟叶碎屑精细化分离、分类回收技术的研究应用，可在原料初级加工领域取得较大经济效益及环保社会效益，尤其分离、分类了9 种原料规格及非烟杂质麻丝绒毛类的剔除，提升原料利用率及纯净度，实现烟草精益生产及提高卷烟品质。如果烟叶成本按30 元/kg，每天仅按5 t 烟叶碎屑计，一个烤季按150 d 计，则原料成本高达上千万元；整条生产线自动化程度高，只需人工喂料、清理麻丝、收集检查等，实现了闭环式生产，极大地降低烟灰粉尘污染，环保效益显著。