烟草打叶复烤生产线中杂物控制技术综述_李国章.pdf

文章编号：1673-887X(2023)05-0091-03烟草打叶复烤生产线中杂物控制技术综述李国章1，任承能2，姬建红3，李磊3，刘延新3（1.石林复烤厂，云南昆明652200；2.贵州烟叶复烤有限责任公司，贵州贵阳564100；3.北京长征高科技有限公司，北京100176）摘要烟叶在生产、收购、加工过程中难免会混入一些非烟杂物，对成品卷烟造成极大的质量隐患。打叶复烤作为卷烟生产中重要的一个环节，对成品卷烟中非烟杂物的控制起到至关重要的作用。近年来，随着卷烟品牌的发展，行业在除杂工艺技术上进行了深入的研究和探索，多点位、多种方式杂物处理技术也已在多家复烤厂投入使用，除杂效果明显。文章针对目前打叶复烤生产线中杂物控制技术进行详细论述，为提高烟草行业整体杂物控制水平及成品卷烟的洁净度提供参考。关键词非烟物质；杂物控制技术；洁净度中图分类号TS44+3文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.05.034Review of the Control Technology of Debris in Tobacco Leaf Beatingand Reroasting Production LineLi Guozhang1,Ren Chengneng2,Ji Jianhong3,Li Lei3,Liu Yanxin3(1.Shilin Redrying Plant,Kunming 652200,Yunnan,China;2.Guizhou Tobacco Redrying Co.,Ltd.,Guiyang 564100,Guizhou,China;3.Beijing Changzheng Hi-Tech Co.,Ltd.,Beijing 100176,China)AbstractAbstract：Tobacco production in the process of acquisition and processing will inevitably mix some non-tobacco sundries,it willcause great hidden danger to the quality of finished cigarettes.Threshing and redrying is an important step in cigarette production，itplays an important role in the control of non-smoke debris in the finished cigarette.With the development of cigarette brands in recent years,the industry has conducted in-depth research and exploration on impurity removal technology,multi-point and multi-waysundries disposal technology has also been put into use in a number of compound baking plants.The effect of removing impurities isobvious.This paper discussed in detail the control technology of sundries in the threshing and redrying line,in order to improve theoverall level of debris control in tobacco industry and improve the cleanliness of finished tobacco.Key words：non-tobacco substances,debris control technology,cleanliness打叶复烤生产线作为卷烟厂原料的生产基地，其产品的质量直接影响成品香烟的质量，特别是原料中夹杂的杂物及不合格烟叶对卷烟质量的影响非常严重，轻则影响卷烟的吸食口味,重则会因非烟杂物燃烧产生有毒气体，对人体造成伤害；同时硬质种类的非烟物质易损坏生产设备，给打叶复烤、工业制丝线刀片等贵重生产设备带来使用成本风险1。目前复烤企业控制非烟物质主要采用人机结合的方式，根据杂物的不同物理特性，通过人工在线或离线挑选、机械剔除特定性状的杂物，以降低成品非烟物质。当前应用较多、较为有效的除杂方式主要有人工精选、麻丝剔除机、筛砂机、风选除杂、光电除杂、金属探测仪、永磁铁等。近年来，随着卷烟品牌的发展，区域加工中心建设和均质化加工的不断深入推进，行业在除杂工艺技术上进行了深入研究和探索。近年来激光除杂技术、静电除杂技术在烟草行业也逐渐得到应用。1非烟物质分类及其在烟草中的控制标准非烟杂物按其危害性程度分为3类：一类是各种动物的躯体、毛发、毛皮、羽毛等生物有机体，食用油、农药、化肥等化工产品污染的烟叶或杂物，尼龙、化纤等化工制品，金属物、玻璃、口香糖、烟头等；二类非烟物质是纸、麻制品等植物纤维制品，果皮、果核等食品垃圾，石头、砂土等；三类非烟物质是杂草、种子、杨柳絮等非烟草类植物1。目前，烟草行业要求的控制标准为：一类杂物含量为0，二、三类杂物含量0.006 65%，但实际上成品片烟含杂水平控制在一类8个/10箱，二、三类30个/10箱，先进指标达到一类4个/10箱，二、三类20个/10箱2。2非烟物质剔除工艺2.1人工挑选在生产线中，人工挑选有2个工序：一是铺叶投料工序，该工序的任务是投料，杂物剔除只是附带行为，所剔除的杂物主要包括原烟标签、缝包麻绳和其他可见较大型杂物；二是一次润叶后的精选台工序，通常有20多个挑选台位，利用前级比例分料装置将物料分散至各慢速皮带，通过人工将不合格烟叶和可见杂物剔除，杂物有羽毛、塑料薄膜等，该工序收稿日期2023-02-13作者简介李国章（1976-），男，彝族，云南人，助理工程师，研究方向：工艺设备。理论研究第5期（总第401期）91的挑选杂物效果受人为因素及物料均散程度影响较大，且现打叶复烤厂更多的是采用智能化的设备代替人工，以适应未来工业的发展需求，导致该工序在各工艺段应用越来越少。2.2风选除杂技术该工艺技术是通常设置在人工选叶后，此处烟叶经过一润后会更加舒展，且水分高、韧性好、不易破碎；一般选后物料被分散至46组，分流后进入风选除杂机，利用风力浮选原理3，将烟叶中的轻质杂物和碎叶风选出来，选出来的杂物被输送到碎叶集中剔杂系统统一处理。风选除杂系统主要由风选除杂机、落料器、风机和循环管路组成。烟叶通过高速皮带机抛入风分仓内，经风力浮选作用，将麻丝、羽毛、纸片等较轻的杂物和部分叶片风选出来，通过落料器气料分离后进入到杂物处。2.3麻丝剔除技术麻丝剔除技术主要应用在风分器出口振筛上安装的粘贴拖带、振筛出口处的无动力除麻辊，以及叶片汇总带后的麻丝剔除机。其主要是利用粘贴搭扣对麻丝、毛线进行捕捉。但搭扣粘贴麻丝的效果，一是取决于麻丝是否与其接触，其捕捉麻丝的范围通常是表面的物料或接触到的物料；二是搭扣粘贴是否失效（能否及时清理）。在实际工作中，通常工作2 h后，表面就会粘满麻丝，若不能及时清理导致其捕捉麻丝能力失效，而通常生产过程中也来不及清理。2.4光电除杂技术光电除杂技术通常应用在叶片复烤工序之前，针对打后叶片采用图像方法检测，利用光谱特性和图象处理算法等先进技术识别手段，将杂物和霉变的叶片识别后剔除，最大限度地提高打后叶片的洁净度4。光电除杂系统主要由输送机、视频柜、空气排气柜、冷却系统、电控系统等组成；其输送机主要是用于输送物料，其配备了使物料平稳通过分选装置的辅助气流系统，使物料以平抛的运动方式通过视频分拣系统；其视频柜主要用于杂物的识别及剔除，其图像采用最先进的线性相机，满足使用需求，其剔除执行机构使用大流量、高速、精确的气动电磁阀，利用压缩空气气流，喷落剔除杂物；其空气排气柜是整个装置的末端部分，其主要是除杂后的烟叶顺利进入下一工序，同时提供一个较大的空间，让离心风机产生的气体通过压风罩通道后，在此得以舒缓，并经过顶部的出口排放到厂房的除尘系统。其冷却系统通过冷却水循环系统，使视频柜中的温度保持恒定，确保电气控制元件和摄像机正常工作。光电除杂技术应用效果主要取决于物料的多少，是否能够将杂物展现在摄像镜头之前。以12 000 kg/h的打叶复烤生产线中，打叶后的叶片量巨大，要将所有叶片一张张平铺让照相机辨别剔除是不可能的。若能解决前端进料端物料的分散问题，其应用效果会提高一个等级。2.5重力除杂技术重力除杂技术主要针对烟叶中混杂的砂石、砂土、种子等较重的杂物，其主要配置在一次润叶后及皮带输送机上；其设置在皮带机上的装置结构较简易，一般由多个圆辊组成，自带驱动系统也可与皮带输送机的主动辊联动，当烟叶经过圆辊时，砂石等较重的杂物和部分碎叶经辊子之间的缝隙落入下级皮带输送机上集中收集处理。此类除杂技术性价比较高，被复烤厂广泛应用。目前的常用通常有2种：辊道筛砂机和滚筒筛砂机。其辊道式筛砂机主要由转辊除杂装置及振筛输送机组成，首先通过转辊之间的间隙过滤掉较小的颗立，一般转辊采用可除麻丝的转辊，兼具除麻丝功能；其筛后的杂物再通过下级振动式的筛分机对杂物进行二次筛分，将误剔除的碎叶进行分离返回生产线；此类设备通过两级筛分到达更好的效果，提高剔除率的同时减少误剔率；其滚筒式的筛分机主要由机架、筒体及筛网组成，其主要通过带角度的滚筒转动来输送烟叶，同时松散烟叶，松散后烟叶通过筒体内置的筛网将杂物及碎叶分离出来；此类设备因物料的松散状态好，其筛分效率更高，但是因为物料在输送过程中有较多摔打，导致烟叶造碎严重，在近年来复烤厂的技改项目中没得到广泛应用。2.6金属除杂技术金属探测仪和永磁铁是针对物料中的金属物件进行检测剔除。永磁铁主要靠其本身自带的磁性来吸附位于物料表面的金属杂物，主要用于打叶前烤片后以及易混入带磁性金属的工艺位置是性价比较高的一种除金属杂物的技术工艺。金属探测仪主要安装在二润之后、成品打包之前2个位置。具有高灵敏度、抗干扰能力强、不受金属在包裹深度影响，是在线检测金属杂物的理想设备。其主要由传感器及控制仪表组成，其传感器一般为（上、下）分体结构，控制箱为壁挂箱式结构，安装比较方便；其主要应用于稳电磁场技术，当带磁性杂物出现后会对电磁场产生微扰，改变传感器内电磁场结构，随即传感器将信号放大后送入控制系统，由控制系统控制执行机构在不停机的情况下从生产线上自动将金属杂物剔除，从而保证正常生产。2.7静电除杂技术静电除杂技术利用正负电荷相吸的原理对烟片中的杂物进行剔除5，烟片由振动筛分机输送时呈跳跃翻滚半悬浮态均匀前行，因静电感应而显电性，其中混杂附带的质量较轻的毛发、麻丝、杂草等异物和粉尘受电场力的作用，被静电吸附并随气流被抽吸至风分离器中被剔除，达到祛除异物净化空气的效果。因静电电场强度可控，并可根据物料的不同做适当调整。剔除的杂物可达到几乎不含烟片的效果。静电除杂设备主要由吸附装置、风罩、支架、杂物分离装置及电气系统组成。为了使物料中的杂物分拣得更加彻底，在该装置的下面安装有振动筛分机，其功能不仅是筛分的作用，还有让物料抖动，使夹杂在烟片之间的杂物得以释放，被静电（下转第96页）理论研究第5期（总第401期）李国章，任承能，姬建红，等：烟草打叶复烤生产线中杂物控制技术综述923.8不同成分浓度变化对复合膜可降解性的影响表8不同成分浓度变化对复合膜可降解性的影响Tab.8 Effect of concentration change of different componentson degradability of composite films成分壳聚糖茶多酚柠檬酸浓度%1.001.502.000.100.200.300.070.100.130.15mol/L盐酸降解率%41.254.871.463.662.865.363.946.661.0由于缩醛结构的存在，壳聚糖在酸性溶液中发生降解，随壳聚糖浓度和盐酸浓度上升，复合膜降解性呈上升趋势；随茶多酚浓度增加，可降解率随之上升，适量的柠檬酸对提高降解率有帮助。4结论本实验以壳聚糖为成膜基质，以乙酸溶液作为溶剂，甘油作为增塑剂改良复合膜的物理性质，绿茶提取物茶多酚以及柠檬酸作为活性添加成分制备具有生物降解性、环境友好、无抗原性、无毒害性且具有良好抑菌性的生物材料保鲜膜。研究结果表明：2%的乙酸可较好的溶解大分子材料壳聚糖并成膜，0.5%甘油作为增塑剂可在增添延展性的同时保持壳聚糖膜的韧性，40的成膜温度可使膜液以适宜的速度蒸发，壳聚糖分子能有序排列形成致密壳聚糖膜。本实验采用牛津杯法探究复合膜液对金色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌的抑菌性。壳聚糖通过带正电的氨基同细菌细胞壁的负电荷成分结合，导致细菌破损死亡。茶多酚可引起菌体内部的核酸和蛋白质等物质的外泄，干扰细菌的生长代谢。壳聚糖与茶多酚两者对细菌有相加的抗菌效果。此次实验通过将复合膜与含菌培养基共同培养证实复合膜具有较好的抑菌性。本实验涉及成膜过程，但在众多文献以及此次实验中对成膜过程的许多条件仍未提及，例如相对湿度、空气流动条件等，导致最终成膜品质不够稳定且存在厚薄不均，成膜不同步等问题，工艺控制还需进一步优化。本研究虽证实最终产物在物理性能以及抑菌性能均具有可行性，但其对各种水果、糕点等各种生鲜类物资的保鲜效果还需进一步研究。参考文献1周文艺,蔡文韬,吴泽玲,等.植物精油壳聚糖基活性包装膜的制备及保鲜效果研究J.食品与发酵工业:1-12.2都津铭.具有协同抑菌作用的丁香精油/茶多酚/纳米纤维素涂膜保鲜液的制备及其对带鱼涂膜保鲜效果的研究D.杭州:浙江大学,2021.3毕凤宇.壳聚糖/黄酮复合膜的制备与性能研究D.扬州:扬州大学,2021.4周游.ZAISe/ZnS 量子点/壳聚糖复合保鲜包装的制备与对莲藕的保鲜效果研究D.南京:南京财经大学,2021.5董文丽,巩雪,侯理达,等.壳聚糖/柠檬酸复合涂膜对胡萝卜的保鲜效果J.包装工程,2021,42(9):72-78.吸附装置分拣出来。最后再将杂物通过杂物分离装置分离出进入杂物收集箱。静电除杂技术应用效果显著，特别是对杂草、种子和松针、虫巢等与烟叶的吸湿率和导电性不同的有显著的祛除效果杂物，近年来在生产线中应用广泛。3结语综上所述，现有生产线各类剔杂处理的效果只能是改善烟草质量，而非实现完全态控制，生产线完全态的除杂是未来的发展方向，如何将现有技术改进并融入到生产线中是下一步研究的关键。参考文献1齐永杰,李群岭,徐文兵,等.论烟叶中非烟物质的来源与控制J.农业与技术,2015(13):189-191.2国家烟草专卖局.烤烟中非烟物质控制技术规程:YC/T 370-2010S.北京:中国标准出版社,2011:1-12.3胡开文.烟草打叶复烤工艺与设备M.北京:化学工业出版社,2002:1-326.4高铁功,蒋太耕,甘建军.烟草异物智能剔除系统中相机优化系统的研究J.科技创新导报,2019(27):83+85.5王军超,杨永发,李嘉彬,等.高压静电吸附除杂的试验研究J.南方农机,2021(18):35-38.（上接第92页）理论研究第5期（总第401期）刘佳禾，王晨曦，张晟宝，等：茶多酚-壳聚糖活性保鲜膜的制备及其稳定性研究96