烟叶叶梗分离后大片筛分工艺的优化设计

刘鹏 靳彦峰 刘树伟 隋相军 邢立冉 刘勇

摘   要： 为寻求烟叶叶梗分离后大片（>25.4 mm×25.4 mm）率的合理控制方法，将叶梗分离后叶片结构的指标控制在适宜范围内，以打叶工序一打后物料和圆盘筛分机为试验材料和设备，研究不同圆盘间距、不同筛分机频率对大片率的影响。结果表明：使用圆盘式筛分机可有效控制叶梗分离后叶片结构指标，当筛分机频率为38 Hz，圆盘间距为38 mm时，大片筛出比例为90.1%，中片筛出比例为17.1%;回打后，大片率为33.84%，大中片率为84.14%，<2.36 mm叶片率为0.21%，叶中含梗率0.64%，满足行业《卷烟工艺规范》要求。

关键词： 叶梗分离;叶片结構;圆盘筛分机;大片率;筛分机频率;圆盘间距

中图分类号：TS44+3    文献标识码：B    文章编号：2095-8412 （2020） 05-097-04

工业技术创新 URL： http：//gyjs.cbpt.cnki.net    DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2020.05.018

引言

卷烟烟丝宽度能够通过切丝工艺得到有效控制，但烟丝长度主要由叶片片形尺寸所决定。研究表明，烟叶叶梗分离后大片叶片过多是烟丝过长的主要原因，大片切丝后，烟丝长丝率较大，会影响单支卷烟的质量、密度等物理指标的稳定性[1]。

目前，定长切丝可解决长丝率过大的问题，但在成丝过程中，中、小叶片造碎较多，导致烟叶原料消耗增大。因此，需优化叶梗分离后的叶片结构，改进烟丝结构，进而提升卷烟产品质量[2-3]。

山东烟叶复烤有限公司诸城复烤厂自行研制了圆盘式筛分机，对打叶机一打后风分出来的叶片进行筛分处理，筛出的大片又经打叶机回打，使得打后大片率降低[4]。为了满足卷烟原料的叶片结构指标要求，保障卷烟质量的均匀稳定[5]，本文针对以河北产地为代表的北方烟叶，研究分析筛分机频率和圆盘间距对筛出大片比例的影响;通过不同梯度的试验，得到优化的工艺参数;实现降大片、提中片、提升结构均匀性的目标。

1  材料与试验设计

1.1  材料、设备与仪器

材料使用了试验样品，等级为2019年河北张家口蔚县C3F、龙江911，由河北中烟工业有限责任公司提供。

筛选设备为试验用圆盘筛分机（河南省恒源实业有限公司）。

相关仪器包括：CA24-HX1型叶片振动分选筛、CA14X型旋振分选筛、CA14型叶含梗检测机、FA2004型电子天平。

1.2  试验设计

设置三种筛分机频率，在每一频率下，试验三种圆盘间距，试验设计组合如表1所示（本文界定大片尺寸>25.4 mm×25.4 mm，中片尺寸>12.7 mm×12.7 mm。考虑筛分机需将大片筛出、中片落下，根据大片片形尺寸设计三种圆盘间距）。圆盘排列方式如图1所示，圆盘形状如图2所示。

2  试验优化设计与分级计算

2.1  试验方法

（1）现场试验如图3所示。每组试验叶片投入量30 kg，真空回潮、润叶和复烤工序工艺参数保持稳定，确保一打后烟叶温度和水分保持一致。

（2）试验叶片取样点为一打风分出料口，每组试验完成后，将所试验物料进行叶片结构检测。检测方法按GB/T 21137[6]执行。

（3）每组试验进行三次，计算平均值。每组试验完成后，根据试验编号调整圆盘间距，并清理设备。

2.2  优化设计

（1）优化了圆盘形状，缺口式圆盘可在筛分时产生震动，使物料上下震动传输，易于将中片、小片筛出。

（2）根据叶片尺寸设计三种圆盘间距进行试验，可准确判断出易于大片筛出的落料尺寸，方便后续设备的设计制作。

（3）将筛分机频率和圆盘间距作为变量，其他参数保持稳定，可确定筛分机的工作性能，便于后续改善。

2.3  比例计算

在每组试验样品中截面位置一次性抽取样品，取样质量（重量）为（3 000±300） g，进行叶片结构分选，分别称量大片和中片，筛出比例计算公式为

3  结果与讨论

3.1  筛分后叶片结构

在不同筛分机频率、不同圆盘间距下，叶梗分离后大、中片筛出比例有较大差异，如表2所示。分析可见，随着筛分机频率的提高，在同一圆盘间距下，大、中片筛出比例均有所提升;随着圆盘间距的增大，在同一筛分机频率下，大、中片筛出比例均有所降低。筛分机原理是筛出大片进行回打，落下中片防止造碎。当筛分机频率为38 Hz，圆盘间距为38 mm时，大片筛出比例为90.1%，中片筛出比例为17.1%，效果最好。

3.2  筛分后叶片形状

对筛分后的叶片尺寸、形状进行对比分析，结果如图4a和4b所示。分析可见，使用圆盘筛分机，细长条叶片不易筛出，筛分机工作时，细长条叶片不能完全展开，容易从圆盘间隙中落下，导致大片筛分比例降低。配合使用六边形框栏打叶，叶片形状趋近方形和圆形，可提升大片筛分率，实现降大片、提中片、提升结构均匀性目标要求[7]。

3.3  回打后叶片结构

设定试验参数为筛分机频率38 Hz，圆盘间距38 mm。将筛分后的叶片投入打叶机进行回打，配套使用3.0～3.5英寸六边形框栏，打辊转速370 r/min，检测回打后叶片结构指标，并与正常打叶复烤加工数据对比，结果如表3所示。分析可见，叶片经筛分后回打处理，大片率明显降低，针对河北产地北方烟叶，大片率降低5.83个百分点，大中片率提高3.95个百分点，符合《卷烟工艺规范》[2]中大片率<40%、大中片率>80%的指标要求。因进行了二次打叶，<2.36 mm叶片率提高了0.03个百分点，叶中含梗率基本保持不变。

4  結论

本文通过开展打叶机一打叶梗分离后不同筛分机频率、不同圆盘间距下的对比试验，针对以河北产地为代表的北方烟叶，分析了圆盘筛分机对叶梗分离后叶片结构指标的影响，结果表明：

（1）对打叶机一打后的物料使用圆盘筛分机进行筛分回打，大片率降低5.83个百分点，大中片率提高3.95个百分点，有效降低了大片率，提高了中片率，提升了结构均匀性，完全满足卷烟原料叶梗分离后叶片结构指标的要求。

（2）当筛分机频率为38 Hz，圆盘间距为38 mm时，筛分效果优于其他试验组合，回打后叶片结构符合《卷烟工艺规范》中大片率<40%、大中片率>80%的指标要求。

（3）使用圆盘筛分机，细长条叶片不易筛出。配合使用六边形框栏打叶，可有效控制叶片结构大片率指标。

参考文献

[1] 余娜. 片烟结构与叶丝结构关系研究[D]. 郑州： 中国烟草总公司郑州烟草研究院， 2012.

[2] 徐维华， 罗登山. 卷烟工艺规范[M]. 北京： 中国轻工业出版社， 2016.

[3] 刘鹏， 李敏， 隋相军， 等. 细支卷烟原料叶片结构控制方式的优化设计[J]. 工业技术创新， 2020， 7（3）： 46-50.

[4] 高伟， 王晶， 米锋， 等. 打叶器结构对打后片烟片形的影响[J]. 烟草科技， 2018， 51（1）： 93-97.

[5] 杨江平， 钱旎， 周玉新， 等. 不同形状打叶框栏组合对烟叶打后叶片结构和经济指标的影响[J]. 南方农业， 2020， 14（7）： 30-32.

[6] 烟叶 片烟大小的测定： GB/T 21137-2007 [S].

[7] 吕耀印， 王涛， 杜阅光， 等. 一级打叶单元出叶量及其分布对叶片质量的影响[J]. 烟草科技， 2013（2）： 12-15.

作者简介：

刘鹏（1978—），本科。研究方向：打叶复烤。

E-mail： zclztlplzk@163.com

邢立冉（1986—），通信作者，研究生。研究方向：打叶复烤。

E-mail： xingliran2006@163.com

（收稿日期：2020-07-29）