烟草制品生产企业制丝线烟梗表水分离方法的探究

方瑞萍，张兴礼，普云伟，肖智斌，马加平，田德兴

（红云红河烟草集团 会泽卷烟厂，云南 会泽 654200）

烟梗是烟叶的组成部分，其重量约占烟叶的25%。烟梗制丝后添加到卷烟产品配方可以有效降低焦油和烟碱含量。生产过程中，在线监测仪器数据显示，烟梗预处理工序，从水洗梗→梗丝加料段水分波动较大，经过车间质量管控团队的多次讨论，分析得知：水洗梗表水过多，导致一级HT 和二级HT 润透烟梗的效果差。为解决水洗梗表水过多的问题，本文对烟梗表水的分离方法进行探究，使烟梗制丝过程的水分符合工艺指标要求。

1 现状调查及原因分析

水洗梗→梗丝加料段在梗加生物酶入口、梗丝加料入口、梗丝加料出口这三个点安装有在线水分仪，在生产过程中，实时监测了2019 年5 月份20 个批次在这三个点的含水率，结果如图1。由趋势图可看出，梗加生物酶入口水分仪检测值的总体波动范围是5.15%（单批次工艺经验值：30±2%，即波动范围值是4%）、梗丝加料入口水分仪检测值的总体波动范围是5.11%（单批次硬性工艺考核值：31.5±1.5%，即波动范围是3%）、梗丝加料出口水分仪检测值的总体波动范围是5.23%（单批次硬性工艺考核值：33.5±1.5%，即波动范围是3%），三个点水分仪检测值的总体波动范围值均超过了单批次值，因此，需要从源头上解决问题。

从水洗梗到一级HT 润梗的过程示意如图2。这一过程中，由于水洗梗网带不能把烟梗表面的水分充分过滤分离，带着大量表水的烟梗通过滤水振槽-皮运机-振槽输送进入一级HT 内进行增温增湿的过程中，大量表水仍然附着在烟梗表面，当一级HT 对烟梗进行增温增湿时，因表水的存在，使HT 的工作蒸汽部分冷凝成水，降低了HT 工作蒸汽的热效率，不利于烟梗的回透、软化、降解等，最终降低了HT 对烟梗的润透效果，从而影响后续工序烟梗水分的稳定性。另外，因为一级HT 冷凝水增多后，混合着烟梗一同进入下道工序的皮运机，污染输送带。如果能解决烟梗表水过多的问题，HT 润透烟梗的效果就会提高，后续工序的水分波动就会减小，加工质量就会得到改善，HT 冷凝水也会减少，输送带的污染减少。廖强等人在利用正交试验对烟梗预处理工艺参数的优化研究中间接表明：提高一级HT 的润透效果，能及时解决生产过程中因各生产要素变化而导致的烟梗含水率波动问题，从而有效控制梗丝含水率的稳定性。王广超等人对烟梗预处理段工艺参数的优化研究中也表明，一级润梗后烟梗表水的多少，会直接影响后续工序物料的含水率。

图1 三个点水分波动趋势图

表1

2 降低烟梗表水的方案选择

根据分析得知，只有降低水洗梗工序烟梗的表水，才能从源头上解决水分波动的问题。本研究就如何降低水洗梗表水问题提出三种创新方案。方案一：加大网带的孔径，同时在网带上方加喷吹装置分离烟梗表水；方案二：增加网带的长度，同时在网带上方加喷吹装置分离烟梗表水；方案三：在网带上方加喷吹装置分离烟梗表水。各种方案的优缺点分析如表1 所示。

经过对三个方案的分析和对比，从可行性、经济性、适用性等方面考虑，最终确定方案三：在网带上方加装喷吹装置分离烟梗表水为最佳方案。

图2

3 措施制定及实施

要实现降低水洗梗烟梗表水，达到烟梗后续处理工艺的水分稳定性，关键控制点在于喷吹装置的设计制造、安装、压力控制及启停控制。

3.1 实施一：喷吹装置的设计制造

经过查阅相关资料，现场的勘查、测量，以及与零配件加工厂的咨询和衔接，确定了喷吹装置的设计方案、选材等，最终完成了相关零配件的设计图和组装图，并将图纸交由外协单位加工完成喷吹装置的实物。

3.2 实施二：喷吹装置的安装位置确定

将喷吹装置安装在一次回潮后网带上方，可在网带长度方向任意调整位置。

3.3 实施三：喷吹装置压缩气的压力控制

在供气压力管道后端安装手动球阀、过滤调压阀、通断电磁阀，将压缩气压力调制合适压力后再引入到喷吹装置的工作。

3.4 实施四：喷吹装置的启停控制

从节能方面考虑，当烟梗来料时启动喷吹装置运行，当无烟梗来料时，停止喷吹装置运行。通过一次回潮前端电子秤来料检测信号，来控制压缩气管路上的通断电磁阀安装连接的电控工作。

4 效果验证

4.1 含水率验证

经过观察和检测发现，安装喷吹装置后，烟梗处理段水分稳定性有了明显好转，抽查20 个批次在三个点处的水分检测值，如图3 所示。

图3 加装喷吹装置后三个点水分值的波动趋势图

由图看出，安装喷吹装置后梗加生物酶入口水分仪检测值的总体波动范围是2.66%、梗丝加料入口水分仪检测值的总体波动范围是1.85%、梗丝加料出口水分仪检测值的总体波动范围是1.68%，水分仪检测结果较稳定，且均优于目标值。把安装喷吹装置前后的各批烟梗表水分趋势做对比，可以得知改进后梗处理段水分稳定性明显得到改善。说明此次的方案已经达到了预期的目的，烟梗处理段的水分波动减小，梗处理段的水分更稳定，使后续梗丝的质量得到更好的保证。

4.2 喷吹装置空气压力的验证结果

在安装喷吹装置后，喷吹效果和压缩空气的压力密切相关，为了达到既节能又可以按要求减少水洗梗后烟梗的表水，每10 个批次在压缩空气的不同压力和相应的喷吹效果做了验证，用梗加生物酶入口水分仪检测值的波动情况来做具体验证，结果如图4 所示。

图4 不同压力下的喷吹效果图

如图4 所示，当压缩空气压力小于2.0bar 时，水分波动比较明显，当压缩空气压力大于2.0bar 的时候，水分波动明显趋于稳定，为了节约能耗，喷吹装置压缩空气压力确定为2.0bar。

5 结语

安装喷吹装置后梗加生物酶入口含水率、梗丝加料入口含水率、梗丝加料出口含水率稳定性明显得到提升。提高了切梗丝、烘梗丝质量，增加了梗丝的整丝率、降低梗丝的造碎，促进梗丝加料、加香后内在品质的改善，为卷烟生产提供了较好的质量保证。本次探究活动解决了烟梗一次回潮工序烟梗表水过高的问题，从源头上为烟梗制丝过程的工艺控制提供了较好的技术保障。