一种提高浸梗机烟梗回潮时间跨度的改进

康金岭 崔 升 黄文镇 谢柳金 唐林涛 钟其学

(广西中烟工业有限责任公司，广西 柳州 545005)

卷烟的生产过程中，烟丝质量对于烟支感官质量的影响显著[1]，特别是成品烟丝中梗丝含签过多，易造成成品烟支重量不匀、破损等质量缺陷[2-3]。在制丝环节，采用浸梗机处理烟梗能大幅增加烟梗含水率，使烟梗回透变软，提高烟梗切丝质量[4]。

浸梗机是目前烟草行业烟梗浸泡预处理工序的核心制造设备之一，如图1所示该设备主体结构包括洗涤水槽1、过渡水槽2、强制浸泡区域3、浸泡机构4、浸泡减速机5和主水箱6。烟梗进入浸梗设备后，先通过洗涤水槽进行清洗，在循环管路水流的带动下经渡水槽进入刮板输送装置，再通过浸泡机构对烟梗进行强制浸泡之后排出浸梗机，完成烟梗回潮处理。

不同产地原料烟梗因土壤、气候、年份等差异，物理特性和耐加工性均有很大不同，其达到切梗所需规定加工参数的浸泡时间均有所不同。因此实际生产中，在相同工艺参数设置下，烟梗配方中不同产地烟梗回潮效果差异较大，导致切梗环节梗条含水率波动大，从而影响梗丝质量。目前调节设备回潮时间的方法有两种：① 调节浸泡减速机功率，② 改变强制浸泡区域总距离。但是频繁调节浸泡减速机功率会大大影响电机寿命，且生产过程中易堵料；而改变强制浸泡区域总距离则需改变设备结构，且改造造价较高。因此如何在现有浸梗机的基础上设计一种改造简单，并且改造后能提高烟梗回潮时间跨度的浸梗机，是烟梗预处理工序急需解决的问题。

1. 洗涤水槽 2. 过渡水槽 3. 强制浸泡区域 4. 浸泡机构5. 浸泡减速机 6. 主水箱

目前行业对浸梗机工艺参数方面优化的相关研究[5-9]较多，而对提高浸梗机烟梗回潮时间跨度的相关设备改进研究则鲜有报道。试验拟对设备改变回潮时间参数的设计进行研究，以期提高烟梗回潮的时间跨度。

1 浸梗机的改进思路与原理

针对传统浸梗机时间跨度不能满足工艺需求的现状，通过在过渡水槽进料端和中段分别开设引流口，通过控制烟梗浸泡路径的长短，实现调节烟梗回潮时间的目的。工作时，打开过渡水槽进料端的引流口，使烟梗在过渡水槽前端直接进入强制浸泡区域，此时烟梗必须经过整个强制浸泡区域，其浸泡距离最长；关闭过渡水槽进料端引流口，并打开中部的引流口，此时烟梗仅经过强制浸泡区域的部分区域，其浸泡距离较短。

2 改进后浸梗机的结构设计

为了实现上述目的，对现有浸梗机进行改进设计(如图2所示)，包括翻板门1、翻板门2、气缸3、气缸4、气缸固定座5和气缸固定座6。过渡水槽的进料端下部开设引流口7，过渡水槽的进料端侧壁开设圆弧形长孔8，过渡水槽的中段下部开设引流口9，过渡水槽的中段侧壁开设圆弧形长孔10。翻板门1和翻板门2的形状分别与引流口7和引流口9相匹配，翻板门1的一端铰接在引流口7的一侧、另一端设有转轴11，转轴11穿过圆弧形长孔8并能在圆弧形长孔8内移动；翻板门2的一端铰接在引流口9的一侧、另一端设有转轴12，转轴12穿过圆弧形长孔10并能在圆弧形长孔10内移动。气缸固定座5和气缸固定座6分别固定在过渡水槽的进料端侧壁和过渡水槽的中段侧壁，气缸3的尾端与气缸固定座5铰接，伸出端与转轴11铰接；气缸4的尾端与气缸固定座6铰接，伸出端与转轴12铰接。

3 改进的关键性装置及工作方式

与原有设备相比，改进设计采用翻板门1、翻板门2、气缸3、气缸4、气缸固定座5和气缸固定座6相结合方式，通过在过渡水槽进料端和中段分别开设圆弧形长孔8和圆弧形长孔10，然后分别通过翻板门1、翻板门2、气缸3和气缸4对圆弧形长孔8和圆弧形长孔10进行开闭控制。经洗涤水槽处理后的烟梗进入过渡水槽时，气缸控制翻板门2翻转，使过渡水槽中段的引流口打开，烟梗进入强制浸泡区域，然后通过浸泡机构运动使烟梗进行强制浸泡后排出浸梗机，由于烟梗并未经过整个强制浸泡区域仅是部分经过，可以有效缩短烟梗的回潮时间。如处理需要较长回潮时间的烟梗，可通过气缸控制翻板门翻转，使过渡水槽进料端及中段的引流口关闭，此时烟梗需经过全部距离的强制浸泡区域后才被排出，能最大程度地增加烟梗的回潮时间。

1. 翻板门 2. 翻板门 3. 气缸 4. 气缸 5. 气缸固定座 6. 气缸固定座 7. 引流口 8. 圆弧形长孔 9. 引流口 10. 圆弧形长孔 11. 转轴 12. 转轴

4 对回潮时间及切梗质量的影响

传统浸梗机工作时，烟梗前进速度靠循环水水流速度牵引，烟梗折返通过过渡水槽后端落入强制浸泡区域，然后通过浸泡机构运动使烟梗进行强制浸泡后排出浸梗机，此时烟梗只经过整个强制浸泡区域的1/2行程。改进后，烟梗在过渡水槽前端引流口直接跌落在强制浸泡区域内，强制浸泡行程可以增加1倍。经综合测试刮板电机频率设置30 Hz时，设备运行最为稳定，生产过程无堵料现象，烟梗回潮效果最好。在其他工艺参数不变的前提下，过渡水槽进料端和中段引流口可根据投料烟梗含水率波动自动调节，通过不同引流口的开闭调节，改进后浸梗机烟梗回潮时间最大可以从45 s增加至90 s(见表1)，大大提高了浸梗机回潮时间的时间跨度。

通过对改进前后某品牌烟梗切梗含水率的连续1个月数据观测(MES统计数据)，改进前切梗含水率标准偏差0.25%，改进后切梗含水率标准偏差0.17%，改造后切梗含水率稳定性比改造前提高了32%(见图3)。

表1 固定频率下不同引流口对应回潮时间

图3 改进前后切梗含水率波动柱状图

5 结束语

烟梗种类繁多，形状各异。因产地、土壤、气候、年份等差异，其物理特性和耐加工性均有很大不同，对耐加工性显著不同的原料烟梗需精细化处理，对浸梗设备要求更高。试验设计只是其中一种改进方案和相关机构的创新设计，整体构造结构变化不大，却能有效改变烟梗处理的时间跨度，对浸梗设备设计开发具有很好的参考价值。试验改进方案仅通过过渡水槽进料端的两个引流口水槽对浸梗时间进行调节，虽然有效提高了浸梗机的回潮时间跨度，但是距离生产过程自动化、精细化、智能化等要求还相差甚远。如何让浸梗机浸泡装置自动识别耐加工性显著不同的原料烟梗，从而在生产过程中自动调节浸梗时间，以实现生产过程的自动化、精细化、智能化，还有待进一步研究。