ZJ17 卷烟机水松纸夹末烟尘处理装置的研究

吉登铭，阳振升，钟仲华，吴剑飞，廖为鸿，林春荣

（江西中烟工业有限责任公司赣州卷烟厂，江西 赣州 341000）

卷烟生产是烟草行业的重要环节之一，卷烟机的性能和质量直接影响着卷烟产品的生产效率和品质。ZJ17卷接设备作为卷烟厂生产的主力机型，以其高度自动化、稳定性能和易操作性而备受青睐。然而，在ZJ17 卷烟机的日常生产过程中，由于烟条与滤嘴汇合形成烟组，水松纸和烟组汇合进入搓接轮和搓板之间，烟丝中的烟沫和生产过程中的烟尘会在高速旋转下脱离烟支，最终导致夹末的产生。夹末现象是引起烟支质量问题的重要因素，给卷烟生产过程带来了困扰。

1 ZJ17 卷烟机水松纸夹末烟尘生成机理分析

1.1 卷烟机工作原理与烟丝处理过程

卷烟机作为卷烟生产的关键设备，其工作原理和烟丝处理过程对于理解ZJ17 卷烟机水松纸夹末烟尘生成机理至关重要。卷烟机的工作原理可以简要地分为供给系统、切丝系统、卷接系统、过滤系统和包装系统几个关键部分。

供给系统起到了将烟丝和其他烟草原料从仓储中提取并输送到切丝系统的作用。通过输送装置和控制系统，供给系统确保烟丝的稳定供给和流量控制，为后续加工步骤提供所需的原料。切丝系统将烟丝从供给系统中取出，并进行加工处理。在切丝过程中，烟丝经过加湿、断面调整、调香等步骤，以获得符合要求的切丝烟丝。这些步骤旨在调整烟丝的含水率、断面形状和香气，以满足不同品牌和口感的卷烟产品要求。卷接系统是卷烟机的核心部分，用于形成卷烟。在卷接系统中，经过切丝处理的烟丝与滤嘴汇合，并与水松纸接触。水松纸与烟丝在搓接轮和搓板的相对运动和压力作用下，通过滚搓和挤压，形成双倍长滤嘴烟支。过滤系统负责对形成的烟支进行滤嘴的加工。通过滤嘴的加工，调整烟支的烟气流量和吸附特性，以满足消费者对烟气口感和吸附效果的要求。最后，包装系统将成型的卷烟进行包装，以保证卷烟的保存和运输。包装系统通常包括烟支分选、封装和条盒装箱等步骤，以满足卷烟产品的市场需求。

在烟丝处理过程中，烟丝经历了加湿、断面调整、调香和干燥等工序。这些工序的目的是调整烟丝的含水率、断面形状和香气，以满足不同品牌和口感的卷烟产品的要求。

1.2 烟沫和烟尘产生的原因与机制

烟沫和烟尘是在卷烟机工作过程中产生的问题，对卷烟质量和生产效率具有影响。烟沫的产生是由烟丝中的烟油和其他有机物质在高速旋转下脱离烟支形成的小液滴所引起。烟丝中的烟油含量、烟丝的湿度、烟丝的质量和结构以及搓接轮和搓板的设计和状态等因素对烟沫的产生起着重要作用。

在卷接过程中，烟丝经历了高速旋转和挤压，形成了双倍长滤嘴烟支。在这个过程中，烟丝中的烟油和其他有机物质随着离心力的作用逐渐脱离烟支，并形成微小的液滴。这些烟沫往往会附着在水松纸的涂胶面上，并在搓接过程中导致夹末的形成。烟沫的产生不仅会影响烟支的质量，还可能导致设备的堵塞和故障。

另外，卷烟机工作过程中还会产生烟尘，这是由烟丝和其他固体颗粒物质在高速旋转和挤压下脱离烟支形成的细小颗粒。烟尘的生成受多种因素的影响，包括烟丝的质量和处理、烟丝的湿度和含水率、搓接轮和搓板的状态、烟丝中的杂质和颗粒物等。这些因素会导致烟丝表面的颗粒物质脱离并形成烟尘，进而影响烟支的质量和外观。

2 水松纸夹末烟尘处理装置设计与构造

2.1 设计原理和工作流程

水松纸夹末烟尘处理装置的设计旨在实现对烟沫和烟尘的及时清洁处理，减少烟支夹末引起的质量问题。该装置的设计原理是通过一系列工艺和设备组成的工作流程，有效地分离和清除烟沫和烟尘，以保证烟支的质量和生产效率。

该装置的工作流程，主要包括以下几个步骤：首先，是烟组进料，烟组是由水松纸和烟丝汇合形成的，通过供给系统将烟组送入处理装置。其次，是烟组分离，在装置中，烟组首先经过分离装置，通过机械振动或气流作用，将烟组中的烟丝与水松纸进行分离，以便后续处理。下一步是烟沫分离，分离后的烟丝进入烟沫分离装置。该装置通常采用离心力、重力或过滤等原理，将烟丝中的烟沫与液滴有效地分离，使其不再附着在烟丝表面。接下来是烟尘过滤和清理，分离后的烟丝进入烟尘过滤装置。该装置通过滤网、过滤器或静电除尘等方式，将烟丝中的微小颗粒和固体杂质过滤和清除，以减少烟尘对烟支质量的影响。最后，就是清洁烟丝出料，经过烟沫分离和烟尘过滤处理后的烟丝从装置中出料，进入后续的工艺流程进行卷接和包装。

2.2 关键组成部件及其功能介绍

水松纸夹末烟尘处理装置是一种用于处理卷烟生产过程中产生的烟沫和烟尘的设备，它由多个关键组成部件组成，每个部件都承担着特定的功能，协同工作以实现烟沫和烟尘的有效处理。首先，分离装置用于将烟组中的烟丝与水松纸进行分离，确保独立的烟丝进料。通常采用机械振动或气流作用，通过调整振幅或气流速度，实现烟丝与水松纸的有效分离。接下来，烟沫分离装置起到将烟丝中的烟沫和液滴分离的作用。它通常利用离心力、重力或过滤原理，将烟沫和液滴与烟丝分离，并将其收集到特定的容器中，以减少烟支夹末的产生。另外，烟尘过滤装置用于清除烟丝中的微小颗粒和固体杂质，减少烟尘对烟支质量的影响。它采用滤网、过滤器或静电除尘等方式，将烟丝经过过滤装置，将烟尘和颗粒物截留在过滤介质中，使烟丝得以清洁出料。最后，控制系统起到监测和控制水松纸夹末烟尘处理装置运行的作用。该系统通过传感器、控制器和执行机构等组件，实现对各个部件的精确控制和调节，保证装置的稳定运行和处理效果的优化。这些关键组成部件协同工作，使得水松纸夹末烟尘处理装置能够高效地分离烟丝、清除烟沫和烟尘，从而减少烟支夹末问题的发生，提高卷烟质量和生产效率。

2.3 装置参数设计

在水松纸夹末烟尘处理装置的参数设计方面，需要考虑处理能力、运行参数和控制系统等关键参数。处理能力应根据卷烟生产的规模和产量要求确定，确保装置能够满足生产需求。运行参数包括工作温度、压力、转速等，需要根据烟丝的特性和处理要求进行合理设定，以保证烟丝质量不受影响。控制系统应具备监测和调节关键参数的功能，可以采用传感器、反馈控制和自动化技术，实现对装置运行状态和处理效果的实时监控和调整。

3 烟沫和烟尘处理技术研究与优化

3.1 烟沫分离技术

烟沫分离技术是水松纸夹末烟尘处理装置中关键的技术之一。它的主要目的是将烟组中的烟沫与水松纸进行有效分离，以减少烟支夹末引起的质量问题。烟沫分离技术的基本原理是利用物理力学原理和分离装置的设计，使烟沫与水松纸发生相对运动，从而实现它们的有效分离。在本文中，采用的是电静力分离技术。

电静力分离技术的原理是基于静电效应。在分离装置中施加电场或静电，使烟沫带电并受到电力的作用，从而与水松纸分离。具体而言，分离装置通常包括带电极和接地极。烟组在电场作用下经过装置时，烟沫颗粒带上电荷，并被电场吸引或排斥，从而与水松纸分离。烟沫颗粒可以通过不同的电极设计和电场配置实现分离和收集。通过这种方式，烟沫被分离出来，而水松纸继续向后传送。

为了优化电静力分离技术，考虑以下几方面。首先，是电场设计，通过调整电极的形状、布局和电场强度，可以改变烟沫颗粒在电场中的运动轨迹和受力情况，从而增强分离效果。其次，是控制电荷状态，通过调节烟沫颗粒的湿度、温度和烟气成分等因素，可以影响烟沫颗粒的电荷性质，进而调整烟沫颗粒与水松纸之间的吸引力或排斥力，以实现更好的分离效果。另外，优化接地极的设计也是关键，通过改变接地极的形状、材料和表面处理方式等方面，增加烟沫颗粒与接地极之间的距离和接触面积，从而增强分离效果。最后，采用合适的监测和控制系统可以实时监测电场强度、电荷状态和烟沫颗粒分离效果等关键参数，借助传感器、反馈控制和自动调节等技术，及时调整电场和电荷状态，以实现优化的烟沫分离效果。

3.2 烟尘过滤和清理技术

本文采用了电除尘技术这一常用的烟尘过滤和清理方法，通过利用电场力和电荷作用，将烟尘颗粒从气流中分离并收集，实现高效的烟尘过滤和清理。

电除尘技术的基本原理是利用电场力和电荷作用对烟尘颗粒进行捕集和分离。具体而言，电除尘器由两个电极组成：一个是带电极，通常称为收集极或阳极；另一个是接地极，通常称为放电极或阴极。烟尘含气体经过电除尘器时，首先，经过预收集区域，其中有收集极产生的电场，使烟尘带电。然后，带电的烟尘颗粒被吸引到接地极上，从而实现了烟尘的分离和收集。收集的烟尘可以定期清理或处理。

为了优化电除尘技术，可以采取以下措施。首先，优化电场设计，调整电极的形状、布局和电场强度，以提高烟尘的捕集效率。其次，优化收集极的材料和表面处理，增加表面积和表面电荷密度，提高烟尘的捕集效果。此外，通过控制气流的速度、流向和预处理烟尘负荷，可以改善烟尘的运动和分离情况。建立监测和控制系统，实时监测电除尘器的运行状态和性能指标，并采取相应的调整措施，以实现最佳的烟尘过滤和清理效果。定期维护和清洁设备，保持其正常工作状态，并及时更换损坏的零部件。通过这些优化措施，可以提高电除尘技术的烟尘过滤和清理效率，降低环境污染，并确保设备的稳定运行和长寿命。

3.3 设备性能优化与改进

为了优化和改进设备的性能，可以从多方面进行考虑和实施。

首先，动力系统的优化是重要的一步。采用高效的电机和传动装置，以减少能源损耗。引入变频器和智能控制系统，根据实际需求调整设备的运行速度和负荷， ※实现能效优化。这样可以提高设备的运行效率和能源利用率，同时降低生产成本。其次，结构设计的改进是另一个关键方面。通过改进设备的结构设计，可以提高设备的稳定性、刚性和工作效率。优化关键部件的结构和材料选择，减少磨损和故障，延长设备的使用寿命。合理的布局和紧凑的结构设计，可以提高设备的生产能力和操作效率，从而提高生产效益。自动化控制与智能化技术的应用对设备性能的优化至关重要。引入自动化控制系统和智能化技术，可以提高设备的自动化程度和生产过程的精度。通过传感器、反馈控制和数据分析，实现对设备运行状态的实时监测和调整，提高设备的稳定性和生产效率。此外，安全性和环保性的改进也是重要的考虑因素。设备应加强防护装置和安全措施，以减少事故和操作风险。采用高效的废气处理装置和排放控制技术，降低排放物的污染，符合环保要求。最后，持续的研发和创新对设备性能的改进至关重要。与相关行业和科研机构合作，开展新材料、新工艺和新装备的研究，推动设备性能的不断提高。

4 结语

本文设计了一种水松纸夹末烟尘处理装置，实现了烟沫和烟尘的及时清洁处理，有效地解决了ZJ17 卷烟机水松纸夹末烟尘问题，提高了卷烟的质量稳定性和生产效率。未来的研究方向可以进一步优化装置的设计和性能，提高烟沫分离和烟尘过滤的效果，以及探索更加智能化和自动化的处理技术。通过不断的创新和改进，可以不断地提升卷烟机的生产水平，满足市场需求，促进卷烟工业的发展。