VE梗丝分离系统部分控制参数的优化研究

胡利波，吴传绪，孙意然，吴泉兰

（贵州中烟工业有限责任公司毕节卷烟厂，贵州毕节 551700）

0 引言

YJ17型卷烟机在生产卷烟时，受烟丝结构、叶组配方、烟丝含水率的影响，原相关参数设置，不能保证梗丝分离系统的分离效果，致使梗签剔除物中的烟丝含量超标、烟支含梗率波动大，造成烟丝浪费，同时会产生烟支刺破等质量缺陷。

卷烟机参数设置对梗丝分离效果的影响，已有相关研究，如胡中军等[1]通过对卷接机参数进行优化；顾秋林等[2]对供丝系统工作参数与梗签剔除量、梗中含丝率的相关关系进行了研究。但研究结果存在较大差异，经逐个验证，这些研究结果并不适用某牌号卷烟的生产，存在改进效果不明显的问题。原因是不同烟丝结构、含水率对卷烟机梗丝分离效果有不同的影响，因此生产某牌号卷烟时，需要对卷烟机梗丝分离系统参数设置开展针对性研究。

1 梗丝分离系统工作原理

YJ17梗丝分离系统，采用惯性梗丝分离与风选相结合的两级分选方式。一次梗丝分离利用惯性原理将稍重的烟梗、杂质等物质分离，被分离出的梗签物中含有部分烟丝进入二次风分装置再次分离。二次风分装置提供负压吸风，利用烟丝、烟梗与杂物在吸风通道中悬浮速度不同的原理将其分离。

2 影响梗丝分离效果的因素

主要影响因素有3个：①小风机正压吹风、挡流板高度等因素会影响第一次梗丝分离后流入吸风室的梗签物含量及流入回梗装置的梗签量和烟丝量。②吸风室大风机负压、出口挡板位置等因素会影响第二次梗丝分离的出梗量和剔除物中烟丝含量。③来料烟丝结构及含水率会对梗丝分离剔除量产生一定影响。实际生产中，在来料稳定的情况下，考虑到设备控制调整的便捷性，多数情况下，优先考虑通过调整大风机负压、小风机正压、挡流板高度3个参数，来调控梗丝分离系统的分离效果。

卷包车间生产中3个参数的可调范围：VE大风机负压（-9～-10）kPa、小风机正压（0.8～1.2）kPa、挡流板高度调节基准值高度67 mm。经测试，目前卷烟机参数设置在加工某牌号卷烟时，梗签剔除物中烟含丝量均值为11%，而工艺要求剔除物烟丝含量在3%～5%；成品烟支中有刺破缺陷的产生，经试验测量，烟支含梗率均值4.4%，处于较高水平。

3 优化方案

通过试验，在确保两级分离后，梗签剔除物中含丝量满足工艺要求的情况下，通对“VE大风机负压、小风机正压、挡流板高度”3个参数进行优化研究，确定较佳参数设置，降低剔除物中烟丝含量与烟支中梗签物含量。

4 材料与方法

4.1 材料与设备

接装纸：透气度200 cu，定量41 g/m2；卷纸：透气度60 cu，定量27.5 g/m2；嘴棒：吸阻 2650 Pa，长度 100 mm，圆周24.5 mm；卷烟机：ZJ17卷烟机，常德烟草机械有限责任公司；检测仪器：KARDIEN-SSPT-1型梗丝分离仪器、电子天平。

4.2 试验方法

4.2.1 试验条件

①保证来料烟丝含水率及烟丝结构稳定；②保证回丝量满足工艺要求；③保证真空、压缩空气输出稳定，且满足设备和仪表要求；④卷烟机抛丝速度、抛丝角度、出口挡板位置等因素设为定量不变。

4.2.2 试验方法

正交试验。由于所研究因素为独立变量，综合影响梗丝分离系统工作结果，所以设计正交试验开展试验。

4.2.3 样品备制

待设备运行稳定后，每隔30 min在二次分离排料口随机取样（200±40）g剔除物作待测样品，根据国标要求进行样品平衡。每隔30 min随机取烟包成品10包（200支），作待测样品。

4.2.4 样品检测与评价

手动挑选出剔除物样品中的烟丝，计算含丝量；利用KARDIEN-SSPT-1型梗丝分离仪器，按照国标要求测量烟支含梗率。

5 开展试验

5.1 试验过程

正交试验因素水平见表1，正交试验方案见表2。

5.2 极差分析

5.2.1 计算各数据及平均值

计算 A，B，C 因素，在 K1，K2，K3，k1，k2，k3 水平下，X，Y 两种试验指标的数据及平均值，并分别计算极差R，见表3。

表1 正交试验因素水平

表2 正交试验方案

根据极差大小列出各指标下的因素主次顺序，初选优化水平组合见表4。

表4 初选优化水平组合

5.2.2 综合平衡确定最优水平组合

因素A，对含梗率影响大小排第一位，此时取A3；B因素，对含丝率影响大小排第一位，此时取B3；因素C，对含丝率、含梗率影响均为次要因素（表5），此时可取C1，C2。但取C2时，C增加了8%，而含丝率只增加了5%，且由含梗率指标看，取C2比C1的含梗率低，故C因素取C2。优组合为A1B3C2。

表5 因素C

5.3 方差分析（表6）

表6 方差分析［F0.01（2，8）=8.65；F0.05（2，8）=4.46］

正交试验方差分析结果表明，在0.05水平下，小风机正压含梗率达到显著水平，大风机负压对含丝率达到显著水平，挡流板高度未达到显著水平。可见，显著性分析结果与直观分析结果相互支持。

6 结论

（1）VE大风机负压、小风机正压、挡流板高度参数设置综合影响梗丝分离系统剔除物中的含丝量及烟支中含梗率。

（2）所研究的因素，小风机正压和挡流板高度对含梗率影响较为明显，吸风室大风机负压对剔除物含丝量影响较为明显。

（3）确定YJ17型卷烟机在生产某牌号卷烟时，VE梗丝分离系统较佳参数设置：小风机正压0.8 kPa，大风机负压-10 kPa，挡流板高度67 mm。通过优化卷烟机梗丝分离系统相关参数，达到降低梗签剔除物中烟丝含量及烟支含梗率的目的。

（4）该方法为YJ17型卷烟机在生产不同牌号卷烟时，对梗丝分离系统参数设置的优化提供一种研究方向。