双层辊式筛分破解系统在打叶复烤叶片结构“降大提中”的应用

摘要 针对打叶复烤生产过程中打后叶片结构大片比例超标及大、中片比例偏低的问题，设计了一种双层辊式筛分破解系统。该系统由皮带输送机、振动输送机、双层辊轴筛分破解设备组成，通过皮带输送机和振动输送机松散和摊薄烟叶，提升筛分效率；利用辊式筛分破解设备对片烟进行剪切，以减少片烟外形尺寸，并筛分出片烟中大、中、小尺寸的片烟。以永州复烤厂C3F烤烟烟叶为对象，进行6次筛分破解试验，结果表明：经辊式筛分破解系统处理后，大片率（>25.40 mm）下降了11.92%；中片率（6.35～25.40 mm）提高了9.60%；小片率（2.36～6.35 mm）增加了2.11%，碎片率（<2.36 mm）增加了0.29%。

关键词 片烟尺寸；烟叶筛分；片烟结构；大片筛分；片烟剪切

中图分类号 TS 44+3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）22-0171-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.22.036

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application of Double-layer Roll Screening Cracking System in “Lowering and Lifting” of Blade Structure in Rebaking

ZHOU Shun-feng ， SONG Zhi-yong，PENG Yong-feng et al

（Hunan Province Tobacco Threshing and Redrying Co.， Ltd.， Yongzhou，Hunan 425000）

Abstract In order to obtain reasonable structure and size of tobacco in threshing and redrying production， a double-layer roller screening and cracking system was designed. The system is composed of belt conveyor， vibrating conveyor and double-layer roller screening and cracking equipment. Loose and thin materials through belt conveyor and vibrating conveyor to improve screening efficiency;The roll screening and cracking equipment is used to cut the tobacco to reduce the area of tobacco and screen out the large， medium and small sized tobacco. Taking C3F flue-cured tobacco leaves of a tobacco factory as the object， six screening and cracking experiments were carried out. The results showed that the percentage of large pieces （>25.40 mm） decreased by 11.92% after being treated by roller screening and cracking system;the middle slice rate （6.35-25.40 mm） increased by 9.60%;the fraction of small pieces （2.36-6.35 mm） increased by 2.11%， and the fraction （<2.36 mm） increased by 0.29%.

Key words Strips’size;Tobacco screening;Strips’ structure;Large screening;Strips’ cutting

随着制丝、卷接工艺技术和设备水平的提高以及制丝加工理念的转变^［1］，使卷烟生产企业对打叶复烤提出了更高的质量要求。打叶复烤后的叶片结构影响卷烟的品质^［2-4］，控制大片率＞1″（＞25.4 mm），提高中片率1/2″～1″（12.7～25.4 mm）成为目前卷烟生产对片烟结构的新要求。打叶叶片尺寸的最佳范围为1/2″～2″（12.7～50.0 mm），当叶片尺寸＜12.7 mm时，烟丝填充能力急剧下降；而叶片尺寸＞2″（＞

50.0 mm）时，填充能力增加不明显，而且会影响卷烟机的效

率和卷烟质量，特别是对于当前新兴的细支烟影响更大。框栏尺寸和打叶辊转速是控制叶片结构尺寸的重要部件^［5-8］，可通过调整设备参数控制超大片的比例，但是烟叶加工的出片率受打辊转速和框栏影响较大，为了提高中片率而加大打辊转速，烟叶损耗会加大，出片率降低。

1 工艺设计

为了实现降大片，提中片^［9-10］，控制片烟尺寸，笔者设计了一种双层辊式筛分破解系统，主要工艺布局如图1所示。

根据工艺布局图，大流量片烟进入筛分破解系统后，在筛辊旋转作用下，片烟边摊薄边向前输送，片烟上层经过3级初筛分两级打切、下层3级精细筛分和3级精细打切后，合格片烟直接排出，超大片和大片片烟打切后成为合格片烟，直接排出，使超大片和部分大片片烟得到有效控制，满足减少超大片比例，控制大片比例，增加中片比例。

2 结构设计

大片处理机将打叶汇总后的叶片通过皮带传输机和振动输送机输送到入口处，通过双层辊式筛分破解系统进行多次筛分、多次破解、边筛分边破解，及时将筛选出的超大片烟叶＞2″（＞50 mm）单独进行低速揉打破解^［11］。由于汇总后的叶片量较大，使用传统的振筛进行筛分，大量烟叶堆积在振筛的筛网上，振筛在输送过程中做前抛运动，由于幅度太小，上层烟片不能翻到下层，难以进行充分筛分。同时，振筛在筛分输送过程中黏网、挂网、清理困难，极大影响筛分效果。通过试验，梯级筛面和人字形筛面筛分率均不到30%。

2.1 双层辊式筛分机结构设计

采用2层辊筛进行筛分，每层辊筛中设计有多次筛分及揉打破解机构，实现对打叶机输出的片烟进行多次筛分、多次破解、边筛分边破解的最佳处理效果，结构如图2所示。特点：上层量大且厚薄不一，采用多次粗筛轻打，避免产生破损。下层量小且厚薄均匀，采用多次精筛精打，满足工艺指标要求。大片筛分破解系统的上层烟片入口处流量最大，向前滚筛运动烟片厚度逐渐变薄，采用多级粗筛轻打，筛分出绝对的超大片，避免产生碎损。下层烟片量小且均匀分布在整个辊筛面上，因此采用分段、多级的精筛精打，精细调整各级的筛分输送转速、打叶转速，进行精筛精打，以满足不同工艺指标要求。

2.2 星辊筛结构设计

针对片烟输送过程造碎和筛分问题，设计交错时辊筛，结构如图3所示。

辊筛的辊筒由链齿型拨片按一定的尺寸组合，组合尺寸的大小确定了漏料的大小。烟叶进入辊筛后，通过成排的拨片将超大片向前输送，在输送过程中，符合尺寸的烟片掉入下层。由于辊筛为动态组合，也有部分超大片跟随叶片落入下层。为了保证辊筛在筛分过程中不对烟叶进行造碎，链齿型拨片用非金属材料制作，辊筒的间距可调，可以调整烟片的输送速度和筛分效果。该装置具有筛分流量大，筛分效率高，可实现零堵塞等特点，且能够根据生产实际需求进行灵活调节，从而高效、可控地对超大片和大片进行精确筛分，较好地满足打叶线的实际流量生产要求。

2.3 旋转打切辊设计

叶片破解过程，传统硬质合金高速打刀会造成烟叶破损，碎末较多，损耗相对较大，为此笔者选用硬度较低的钢材（图4）。

定刀片为水平条形刀片，上端与壳体上的刀架相连接，另一端悬空，并在悬空端的工作侧边设有刃口，动刀安装在旋转打切辊上，定刀刃口与动刀盘上的条形刀片的刃口配合构成剪切刃口，在转打切辊带动下，通过动刀盘与定刀片配合产生的撕扯、剪切力，将大尺寸烟片打切为合格的小尺寸烟片，之后经过滤网过滤后从出料口排出，不合格的烟片则在旋转打切辊的作用下继续被打切，如此完成大烟片的改小。同时，两两水平条形刀片之间设有调节块，调节块根据需要设置不同宽度的若干块，以便通过固定刀片与动刀盘配合对烟片进行打切，再根据需要对两两水平条形刀片的间距进行调整。

3 试验设计与分析

3.1 试验方法

选用湖南永州C3F（云87）等级烟叶进行6次试验，分别检测筛分破解前片烟尺寸≥25.40 mm、12.70～<25.40 mm、6.35 mm～<12.70 mm、2.36 mm～<6.35 mm，<2.36 mm 的重量，试验结果见表1。

通过计算，优化前、后各尺寸片烟比例见表2。

3.2 数据分析

由表2可知，片烟尺寸≥25.4 mm在筛分优化前所占的比例平均为39.23%，优化后为27.31%；尺寸6.35～<25.40 mm在优化前所占的比例为52.92%；片烟尺寸2.36～<6.35 mm在优化前所占比例为6.71%，优化后为8.82%；片烟尺寸<2.36 mm在优化前所占比例为1.09%，优化后为1.34%。不同尺寸片烟比例变化情况如图5所示。

从图5可以看出，经辊式筛分破解系统处理后，片烟各尺寸占比明显增加，只有大片占比下降，大片率（≥25.4 mm）下降了11.92百分点；中片率（6.35～<25.4 mm）提高了9.60百分点；小片率（2.36～<6.35 mm）增加了2.11百分点，碎片率（<2.36 mm）增加了0.25百分点。

在筛分破解试验中，从筛分破解前后的变化可以看出双层辊式筛分破解系统可有效降低片烟的大片比例，增加片烟的中片比例，产生的造碎比例低。

4 结论

（1）双层筛分和打切同时进行的片烟结构处理方法筛分

流量大，可实现零堵塞，能够较好地满足打叶线的实际流量生产要求，可与现行打叶复烤线上的设备共同联合运行，实现打叶复烤的自动化、连续化生产，从而提高生产效率。

（2）分层、分段式星辊筛分方式，通过星辊大小、转速和间距调节，可实现不同尺寸烟片分选要求，具有筛分效率高、适应范围广等优点，能够较好实现对烟叶尺寸结构的精细调整。

（3）星辊筛分段间加入打切工艺的方式，通过打切刀大小、转速和动刀定刀间距的调节，可控制对不同大小烟片的撕拉强度，使超大片和大片烟叶有效分解为合格烟片，提高片烟结构均匀性。

（4）双层辊式筛分破解系统具有高效、可控、可在线运行的特点，所采用设备结构简单、操作便捷、运行稳定、维护方便，能够根据实际需求，灵活调节参数，从而高效可控地对超大片和大片烟叶进行有效筛分和分解，提高片烟结构均匀性，对于进一步提高片烟结构质量具有较好的实用价值和推广应用意义。

参考文献

［1］ 陈良元.卷烟生产技术［M］.郑州：河南科学技术出版社，2002.

［2］ 朱文魁，张永川，向光，等.片烟成丝模式对烟丝结构与卷制质量的影响［J］.烟草科技，2012，45（5）：10-12.

［3］ 罗登山，曾静，刘栋，等.叶片结构对卷烟质量影响的研究进展［J］.郑州轻工业学院学报（自然科学版），2010，25（2）：13-17.

［4］ 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，2013，46（2）：12-15.

［5］ 国家烟草专卖局.卷烟工艺规范［M］.北京：中国轻工业出版社，2016.

［6］ 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）：93-97，102.

［7］ 肖锦哲，张腾健，杨全忠，等.筛分复打工艺的设计与应用［J］.中国烟草学报，2018，24（4）：115-123.

［8］ 管赛赛，尉冬，朱波.打叶器框栏形状及尺寸对打叶复烤叶片结构的影响［J］.安徽农业科学，2024，52（17）：203-205，261.

［9］ 刘茂林，尹志安，刘向真，等.一种多辊拨动式烟叶筛分装置：CN201721106626.6［P］.2018-05-22.

［10］ 赵森森，王宝林，杨永锋，等.辊轴式片烟尺寸调控系统的设计与应用［J］.烟草科技，2021，54（2）：84-88.

［11］ 刘茂林，杨永锋，赵森森，等.基于筛分再切的叶片结构调控工艺设计及应用［J］.中国烟草学报，2021，27（1）：49-55.