碎烟筛分输送中非烟杂质的在线剔除工序

罗开才，罗晋凡，李存华，雷 猛，金 剑，祁跃东，陈晓峰

（红塔烟草（集团）有限责任公司，云南玉溪 653100）

0 引言

在烟草行业，打叶复烤是一项基础工作，是卷烟原料的初级加工，其中有一项重要工序剔除非烟杂物，它贯穿从烟叶收购、铺把分级、打叶风分等全序列，甚至包括离线和在线的碎烟处理及后续卷烟制丝工艺等。非烟杂物严禁进入卷烟工艺，为零容忍，以确保每只香烟的原料纯洁性，因此剔除非烟杂物，无论在复烤还是制丝工艺，如何完善都一直在探讨研究[1-3]。所以，它是烟草加工业重点，是烟草领域基础性及共性的技术问题，也是实现烟草精益生产的永恒课题。

各收烟站点从烟农收购的烟叶，尽管都经过了精细化的分拣、严格的质控等，但或多或少含有非烟杂物，所以在复烤车间的铺把分级、烟叶整理工艺中，均采取大规模的人力物力进行剔除，打叶复烤工序中还要采取先进的科技手段如金属异物剔除机、粘毛带除杂、麻丝剔除机等进行剔除。这些非烟杂物主要分为3 类：①金属、塑料纤维、橡胶条、羽毛及毛线等；②麻线、棉绒等；③非烟草植物、稻草等。针对更难处理的复烤车间烟叶碎屑原料处理，虽然占比复烤产量少但却包含了整个车间最多的非烟杂物，它不但容易包括上述非烟杂物的某些种类，甚至还包括其他如粉尘、灰尘以及工作人员身上掉落的毛发、棉绒等。

碎烟也称烟叶碎屑，可产生于各个生产线环节：①已收购的烟叶输送到复烤车间开箱时；②烟叶铺把分级、烟叶整理中；③清扫备料区；④各生产线、各机台上或各管道内清扫后。其中最难剔除的是麻线、羽毛、毛线、棉绒及稻草类。尽管产生之前均采取了无数工序剔除，尤其在离线烟叶碎屑分离分类生产线上，仍然进一步要采取多级振筛筛分、多次粘毛带除杂、重力风选机分选、离心气料分离机分离、负压除尘除杂及麻丝剔除机除杂等工序，其含量已经极少，可在8～60 mm 的烟片中分离分类收集中，仍偶见麻丝、绒毛、绒线类等非烟杂质。因此，有必要在离线烟叶碎屑分离分类生产线进一步研究讨论其剔除方案。

1 非烟杂质的在线剔除装置方案

烟叶碎屑分离分类的离线生产线上碎烟的筛分、输送，由各级振筛筛分完成，烟片收集由各级振筛的出口端处收集。因此，为提升收集的各尺寸规格的烟片纯净度，在各级振筛的出口端设计一道非烟杂质剔除工序[4]。具体原理是，利用烟片物料自身的重力，各级振筛的烟片由其出口端下落至粘毛轮的叶片，利用叶片上的纤维丝吸附烟片物料中如残留的麻丝绒毛类杂质。在提升烟片原料的纯净度方面，这一道剔除工序将使处理工作更加完善（图1）。

图1 在线剔除装置及原理

图2 烟片出口槽、粘毛轮叶片及转轴尺寸

图1 表明，该在线剔除装置安装于各级振筛筛分工序的烟片出口槽处的正下方，烟片物料在烟片出口槽处依靠重力下落至粘毛轮叶上，根据力学中的力矩不平衡原理，粘毛轮叶片发生转动，按纤维丝粘毛粘接麻丝绒毛类而不易粘接烟片原理，吸附烟片中残留的该非烟杂质，经过该工序除杂的烟片将再次依重力下落至人工筛内，通过人工检查后盛入烟片收集箱。

2 设计原则

根据烟片出口槽的宽度尺寸d 值，设计粘毛轮叶片的长度尺寸a 值，a 大于等于d，a 和转轴的安装槽的长度尺寸c 相等，即c=a≤d，如a=300 mm、d=300 mm、c=300 mm。针对不同的振筛的烟片出口槽的宽度尺寸d，a 和c 尺寸值可依次类推。

2.1 粘毛轮叶片的夹持机构设计

设计安装六角槽盘，并在其外圆上设计均布的6 个槽，在槽内的对应两面分别设计螺纹孔，将弹片用安装螺钉分别安装在六角槽盘的槽内，共6×2=12 片（图3）。

图3 夹持粘毛轮叶片的机构原理

将粘毛轮叶片夹持在弹片中，通过弹片夹持螺钉和夹持紧固螺母紧固弹片（图4）。

图4 粘毛轮叶片的安装原理

2.2 粘毛轮机构的组装

转轴通过轴承和安装架连接，安装架通过安装过孔分别固定于振筛架上。纤维丝粘毛为均布地粘接在粘毛轮叶片的两面，本文采用硬质纤维丝粘毛粘接在布面上，再粘接在粘毛轮叶片的两面；共设计6 片粘毛轮叶片安装于转轴上（图5）。

图5 粘毛轮机构的装配示意

在具体应用中，依靠弹片夹持紧固螺母安装或取出粘毛轮叶片，定时清洁粘毛轮叶片上的麻丝绒毛类等非烟杂质；弹片的材料采用弹簧钢材料60Si2Mn，厚度1 mm。

3 粘毛轮机构的安装校准

首先，测量振筛机架要安装位置到烟片出口槽的出口端面A 的距离，再设计安装架的长度T（图6）。

图6 安装架设计示意

如果粘毛轮叶片的宽度值b 符合技术要求，则准确的T 值可确保烟片出口槽的出口端面A 及转轴的轴线和垂面B共面（图7）。

图7 粘毛轮机构在振筛机架上的安装示意

如图7 所示，如果b不符合技术要求，或粘毛轮叶片没有安装设计空间，则利用铅垂线确定安装架安装于地面的位置，再研究设计安装架的长度T，也可确保烟片出口槽的出口端面A 及转轴的轴线和垂面B 共面。

测定并标记出烟片出口槽的中线C，标记出粘毛轮叶片面的中线D（图8）。图8 是图7 的左视图，确定安装架上的安装过孔所对应的位置，也可以确保烟片出口槽的中线C 和粘毛轮叶片面的中线D 对齐。符合上述原则，能确保烟片物料能由烟片出口槽出下落至粘毛轮叶片面上，以提高纤维丝粘毛对麻丝绒毛类的剔除率。

图8 粘毛轮机构的安装校准示意

此外，经过对麻丝绒毛类的剔除的烟片物料下落至人工筛中，依方便人工检查，检查后盛入烟片收集箱内，它是例行的质量控制方法，有利于监控生产线的除杂效果，并及时调整相关工序。

4 分析与讨论

本文针对离线烟叶碎屑分离分类生产线上，8～20 mm 烟片、20～60 mm 烟片、大于60 mm烟片以及小于20 mm 烟梗、小于60 mm 烟梗，合计5 种规格烟片在分类中残留非烟杂质麻丝绒毛类的剔除工序。它是末端除杂，如大于8～20 mm 烟片，之前就已经完成了10 项工步除杂，如3 次粘毛带除杂、3 次风力输送除尘管除杂（筛分传输中的）、2 次重力风选、1 次离心气料分离机除杂及1 次麻丝剔除机除杂等[5-6]。因此，本技术方案旨在更一步提升烟叶原料的纯净度，实现烟草精益生产及提高卷烟品质。

本非烟杂质的在线剔除装置方案，应用于在振筛输送工序或筛分工序中对残留非烟杂质麻丝绒毛类的在线剔除，具有如下特点：

（1）该装置可以很方便地通过安装过孔将安装架安装在振筛的烟片出口槽下方，也可以依空间位置安装于地面。

（2）粘毛轮叶片是通过弹片夹持螺钉和夹持紧固螺母紧固弹片夹持在弹片中，因此叶片的安装和拆卸非常方便，利于高效率地人工定时清洁粘毛轮叶片上的麻丝绒毛等。

（3）用轴承连接转轴和安装架，因此粘毛轮叶片的转动非常灵敏，利于烟片在粘毛轮叶片上的顺畅滑动，也利于麻丝绒毛类非烟杂质的吸附。

（4）由于纤维丝粘毛可以粘接在布料上，再粘接到粘毛轮叶片上，因此可以采用不同属性的纤维丝粘毛，利于评价麻丝绒毛类非烟杂质的吸附效果，并及时替换。

（5）在本离线烟叶碎屑分离分类生产线上还有两类烟片（8～4.5 mm、4.5～1.5 mm），主要基于其含麻丝绒毛极少，极小尺寸烟片易于夹塞在纤维丝内影响粘毛轮效果，理论上仍可以采用本技术方案除杂。

（6）本方案也可以应用于在线烟叶复烤生产线等。对于除杂工序，只要生产线上的空间位置许可，多一道优于少一道。

5 结束语

本文设计的粘毛轮机构，能对离线碎烟生产线上所分离分类的大于8 mm 以上5 种烟片规格所残留麻丝绒毛类非烟杂质完成在线剔除，装置设计的叶片转动灵敏，能方便取出清洁或更换，对麻丝类非烟杂质剔除效果显著。虽然本文针对离线碎烟生产线做分析研究，实际可以应用于在线打叶复烤生产线，所以能广泛应用于打叶复烤原料加工领域，以便进一步提升烟片原料纯净度，提高卷烟品质。