1、 13 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 1 期梗签废料中可用烟丝回收工艺优化蔡艳1，孙常荣1，张荣亚1,2*，王丁1，杨志强1，曾敏东11.四川中烟工业有限责任公司成都卷烟厂（成都 610066）；2.四川中烟工业有限责任公司技术中心（成都 610066）摘要在卷烟生产过程中,由于切丝并条等各种原因造成粘连烟丝。由于粘连烟丝与梗签密度较为接近,在制丝风选和卷烟机剔梗过程中会被当作梗签剔除,造成严重浪费。虽然卷烟机有在线分离梗签回收烟丝装置,但主要基于风分原理,在线回收烟丝效果不好。试验创新应用筛分、滚筒润丝、蒸汽膨胀、烘丝、风选、结构筛分提取卷烟机剔除梗签中所含烟丝,解决结团、粘连
2、烟丝被风选设备和剔梗设备误剔除造成的烟丝原料浪费问题,提高梗签烟丝回收率和纯净度,实现资源化处理烟草生产废弃物及设备资源化再利用,回收烟丝可为企业节约成本875万元/年。关键词粘连烟丝;卷烟机剔梗废料;梗签;烟丝;风选;蒸汽膨胀The Optimization of the Process for Recycling Tobacco from Tobacco Stem WasteCAI Yan1,SUN Changrong1,ZHANG Rongya1,2*,WANG Ding1,YANG Zhiqiang1,ZENG Mindong1 1.Chengdu Cigarette Factory,
3、China Tobacco Sichuan Industry Co.,Ltd.(Chengdu 610066);2.Technology Center of China Tobacco Sichuan Industry Co.,Ltd.(Chengdu 610066)Abstract In the production process of cigarettes,usable tobacco that sticks together is produced due to various reasons such as shredding.Because the weight of the ad
4、hesive tobacco and the tobacco stem is relatively close,adhesive tobacco will be treated as tobacco stem and removed from the production line as waste material during the process of tobacco wind selection and cigarette stem removal,resulting in serious waste.Although the current cigarette machine ha
5、s online tobacco stem separation device to recover tobacco stem,due to the limited space and the defect of the air separation principle,the effect of online tobacco recovery is not very good.The application of screening,steam expansion,tobacco drying,air separation,structural screening extraction ci
6、garette machine is innovated to remove the tobacco contained in the tobacco stem waste,to solve the problem of tobacco raw material waste caused by the false removal of the tobacco air separation equipment and the cigarette stem removal equipment,to improve the recovery rate and purity of the tobacc
7、o,and to realize the resource treatment of tobacco production waste and equipment resource reuse.Recycling tobacco can save 8.75 million yuan/year for enterprises.Keywords sticked tobacco;cigarette machine cigarette stem tobacco waste;cigarette stem;tobacco;air separation;steam expansion*通信作者；基金项目：四
8、川中烟工业有限责任公司科技项目降低单箱耗烟叶量研究（No.jb202103-1）在烟草加工生产过程中，卷烟机卷制及制丝工序都会产生梗签剔除废料1-3。其中，切丝过程等各种原因造成部分烟丝没有充分舒展松散，挤压粘连成形状如梗签样的物料，该部分物料相对密度远大于正常松散烟丝，俗称粘连烟丝4。卷烟机组自带梗签与烟丝分离的剔梗装置，剔梗装置梗签剔除率过低会导致卷烟梗签含量过高，造成烟支刺破、质量标偏过大等质量缺陷。梗签剔除率过高则会导致剔除梗签中的烟丝含量较高，造成烟丝浪费，增大卷烟成本5-7。粘连烟丝在制丝风选和卷烟机剔梗过程中由于密度与梗签相近，会被当作梗签剔除出生产线作废料处理，造成严重浪费，卷
9、烟厂通常将梗签剔除物集中回收后作为烟草薄片原料，有些卷烟厂则将梗签剔除物直接作为烟草废弃物进行处理8。资源化处理烟草生产废弃物能够有效减少环境污染，与我国的绿色可持续发展战略相符合，并且能够推进烟草产业各环节废弃物减量化、资源化，挖掘提升烟草资源利用价值9-12。现有卷烟机在线梗签二次分离回收烟丝装置受限于场地大小，在线分离手段有限，采用的仍是风分原理13-15。由于粘连烟丝并未充分松散，在线分离装置分离效果不佳，试验利用利旧设备组建一条生产线，应用筛分、滚筒润丝、蒸汽膨胀、烘丝、风选、结构筛分提取卷烟机剔除废料中所含烟丝，旨在解决结团烟丝、粘连烟丝被风选设备和剔梗设备误剔造成的烟丝原料浪费问
10、题，提高梗签中可用烟丝回收率和纯净度，并实现废弃设备资源化再利用。1材料与方法1.1材料与仪器AS 200 CONTROL振动筛分仪（德国RETSCH）；食品工业 2023 年第44卷第 1 期 14 工艺技术ACS高精度电子计数秤（东莞市怡雪电子有限公司）；多功能丝含梗/梗含丝检测仪（韩国烟草仪器公司KARDIEN-SST-2S）；滚筒式叶丝回潮机（秦皇岛烟草机械有限责任公司WQ3212）；隧道式叶丝回潮机（昆明船舶设备集团有限公司WQ726）；烘丝机（昆明船舶设备集团有限公司SHA66）；就地风选机（徐州众凯机电设备制造有限公司FS212）；水分仪（英国NDC-TM710）。1.2方法y=
11、m1/m2100%（1）式中：y为提取率，%；m1为提取烟丝标准质量，kg；m2为投料梗签标准质量，kg。m标=m（1-xi）/（1-12%）100%（2）式中：物料质量均以12%水分折算为标准质量，kg；m标为物料标准质量，kg；m为物料称量质量，kg；xi为物料实际含水率，%。梗含丝率、丝含梗率按照YC/T 4282012卷烟机剔除梗签物中含丝量的测定测试。2结果与分析2.1梗丝风选设备直接风选利用梗丝风选设备直接风选，投料梗签质量43.1 kg，风选烟丝量1 kg，提取率2.3%。所得烟丝量少且烟丝依旧粘连没有松散展开，即使重新加入烟丝也可能被卷烟机在剔梗过程中再次剔除出生产线。2.2隧
12、道式叶丝回潮+烘丝+一次风选隧道式叶丝回潮机通过蒸汽膨胀，利用高压蒸汽渗透于已增湿卷烟生产废料中的粘连烟丝缝隙之间，通过高温高湿的环境实现烟丝结构蓬松、松散，有利于后续烘干、风选处理以提取烟丝。物料以1 000 kg/h的流量经过隧道式叶丝回潮机，隧道式叶丝回潮机将粘连烟丝展开后进入烘梗丝及风选工序，但风选后烟丝造碎高，成品烟丝含沫高，含末率为60%，不利于烟丝的回收使用。原因是虽然粘连烟丝在高温高湿条件下可松散打开，隧道式叶丝回潮机可提供高温条件，但隧道式叶丝回潮机加水能力有限，不能满足高湿条件，导致进入烘梗丝筒的烟丝水分较小，进而出口烟丝水分小，风选后造碎大。2.3加水装置+隧道式叶丝回潮
13、+烘丝+一次风选在隧道式叶丝回潮机前引入加水装置对投料梗签加水（加水比例约9%），物料以1 000 kg/h的流量经过加水装置、隧道式叶丝回潮机后进入烘梗丝及风选工序。投料量54 kg，风选烟丝量11.45 kg，风选后烟丝水分14.7%，折算标准质量后风选提取率为20.55%、丝含梗率0.81%、梗含丝率5.2%。引入加水装置后，粘连烟丝在高温高湿条件下成功松散，减少低水分烟丝的烘丝及风选造碎。虽然提高烟丝回收率，但是梗含丝率为5.2%，梗含丝率较高，说明烟丝仍有进一步回收空间。2.4加水装置+隧道式叶丝回潮+一次风选为进一步降低梗含丝率，考虑到经加水膨胀后，未烘干前梗丝与烟丝的密度差烘干后
14、梗丝与烟丝的密度差，对取消烘丝工序直接风选进一步验证。物料以1 000 kg/h的流量经过加水装置、隧道式叶丝回潮机后烟丝松散膨胀，不经烘干直接进入风选工序，提高梗签的净剔除率，降低烟丝的误剔率，以提高可用烟丝的回收率。投料量50 kg时，风选烟丝量为12.09 kg，风选后烟丝水分为20.36%，折算标准质量后风选提取率由20.55%提高到21.88%、丝含梗率0.78%、梗含丝率由5.2%降低到4.4%。为进一步验证试验效果，在生产过程中采用批次投料，投料量为1 505和1 752 kg，试验数据如表1所示（试验编号2.4.1和2.4.2）。增大投料量后，为进一步提高烟丝提取率、降低梗含丝
15、率，试验过程中通过增大风门开度，降低梗含丝率。风选后烟丝经感官评吸表明烟丝无异味，可从烘丝机入口作为回收烟丝掺配进入生产线使用。但该部分烟丝的丝含梗率较高，烟丝纯净度不高，并且风选后水分波动较大（17.5%19.8%），不利于生产过程水分稳定性控制。表1生产过程各级烟丝质量及结构数据试验编号梗签投料量/kg提取烟丝量/kg烟丝水分/%提取烟丝标准质量/kg丝含梗率/%梗含丝率/%提取率/%2.4.11 505236.4417.5221.664.7818.6215.712.4.21 752324.6419.8295.874.6218.3917.942.51 938400.3811.7401.75
16、2.8513.9220.732.61 896485.0511.7486.702.2712.7425.672.71 914539.7811.6542.242.1410.8528.332.5滚筒式叶丝回潮+隧道式叶丝回潮+烘丝+一次风选虽然采用加水装置+隧道式叶丝回潮机+烘丝+一次风选后提高烟丝回收率，但是在隧道式叶丝回潮机前采用喷水装置加水后烟丝立即进入隧道式叶丝回潮机及烘丝机，加水装置所加水分停留在烟丝表面，这为表水，表水不利于烟丝完全松散膨胀。此外，加水量无反馈控制，导致进入隧道式叶丝回潮机及烘丝机的烟丝水分不稳定，进而风选后烟丝水分不稳定。另外，风选后烟丝水分14.7%，不符合成品烟丝水分要求。而不经烘丝只经风选，风选后烟丝水分17%，仅能在切丝振槽处反掺回生产线。因烟丝水分较大且波动范围大，不利于烟丝贮存及生产线烘前烟丝水分稳定性的控制。为提高烟丝加水的均匀性及润透性，在隧道式叶丝回潮机之前增加滚筒增温增湿工序，烟丝在滚筒式叶丝回潮机中通过补偿蒸汽、雾化水进行回潮润透，加水比例由出口水分仪检测并反馈控制，保证进入隧道式叶丝回潮机的烟丝水分在20%22%15 工艺技术 食品工业 2
