提高小配方烟丝掺配均匀性的方法与流程

本发明涉及卷烟厂制丝线掺配混丝工艺，用以提高成品烟丝配方中用量较小的小配方、小组分烟丝掺配均匀性，属于烟草卷烟加工制作。背景技术：1、卷烟配方是由多种不同原料按照不同比例混合而成的，卷烟厂制丝线掺配混丝是加香前的重要工艺环节。不同牌号的成品烟丝组成成分各不同，根据工艺要求，主料叶丝、模块叶丝、梗丝、薄片丝、膨胀丝等不同组分的烟丝按照各自比例均匀掺配，才能确保相同牌号各生产批次烟丝配方组分的一致性。随着烟草制丝加工越来越精细化，掺配的均匀性和各种烟丝组分配比的精度会直接影响成品卷烟内在质量和风格的稳定。2、制丝车间掺配混丝工段由混丝带式输送机(后续简述为混丝带)和各掺配烟丝的恒流量控制系统组成。在烟草行业内，喂料机、计量管和电子皮带秤(后续简述为电子秤)的组合是使用最广泛的流量控制模式(如图1所示)，属于体积和质量的二级定量。此种模式首先由喂料机保证连续供料，且料层宽度和高度稳定均匀。计量管安装于喂料机出料口和电子秤带面之间，起到体积限量及物料缓存的作用。物料通过计量管腔体后，在下游电子秤输送带面上形成形状大体为矩形、且较为规整的连续料层。电子秤起到质量定量的作用，称重传感器实时对带面上的连续料层称重，通过对输送带速度变频精确控制，保持单位时间内通过称重区域内物料重量的恒定，从而达到控制物料工艺流量的目的。因此喂料机、计量管和电子秤的组合也被称之为恒流量控制系统。3、制丝线掺配混丝段使用最广泛的设备布局是各掺配烟丝的恒流量控制系统与混丝带垂直搭接。各掺配烟丝(如梗丝、模块叶丝、薄片丝、膨胀丝等)进入各自恒流量控制系统，经电子秤计量后落料至混丝带连续输送的主料烟丝上，从而实现各烟丝组分与主料烟丝的比例掺配混合。4、当掺配烟丝在牌号烟丝配方中所占的掺配比例很小时，上述方法存在如下问题：5、首先，小配方(或小组分)烟丝掺配的工艺流量(通常小于1000kg/h，也有几十kg/h至一两百kg/h的极小流量)远远小于主料烟丝的工艺流量。电子秤在此种工况下带速极低，造成掺配烟丝落入混丝带时呈断续状态。因混丝带上的主料烟丝是连续不断地输送，也就意味着小配方烟丝混入主料烟丝时不连续，小配方烟丝流量沿时间坐标轴分布均匀性很差。6、其次，电子秤的落料方式属于料层断面落料，虽然上游已经过计量管的体积限量，使电子秤输送带面上的物料形状从宏观上来看属于矩形、且较为规整的连续料层，但料层两侧边缘和表面从微观上来看是不均匀有波动起伏的，不可能为理论上完美的矩形。7、另外，电子秤的称重计量原理是通过带速变频，保持单位时间内通过称重区域内物料重量恒定，因此，电子秤输送带速度随时处于调整状态。当物料离开电子秤输送带时，纯粹依靠重力作用使料层断面坍塌，正是由于料层微观不均匀和料层移动速度的动态变化，使得每次坍塌下落的物料重量实际是不可预测和控制的。8、当烟丝掺配工艺流量很大时，在宏观上表现为物料流量稳定连续。但是当烟丝掺配工艺流量很小时，上述现象尤为突出，小配方烟丝流量不但沿时间坐标轴分布均匀性很差，同时电子秤每次物料下落重量的均匀性也很差。9、再次，制丝线掺配混丝段混丝带宽度通常规格为1000mm～1200mm，各掺配烟丝的恒流量控制系统通常与混丝带垂直搭接，电子秤落料区域在混丝带宽度方向上通常为400mm～600mm。当掺配烟丝工艺流量很小时，小配方物料的落料区域会收敛更窄，造成小配方烟丝在主料烟丝带宽方向上分布的均匀性差。10、综上所述，小配方(或小组分)烟丝掺配采用目前制丝线传统工艺设备配置，存在流量沿时间坐标轴分布均匀性差、落料重量均匀性也差、混丝分布均匀性差的缺陷，宏观产生的现象就是小配方烟丝在混丝带主料烟丝料层上呈断续、不规则、不均匀分布。11、因此，很有必要设计一种可提高小配方(或小组分)烟丝掺配均匀性的工艺方法及系统。技术实现思路1、本技术的发明目的是针对现有烟丝掺配技术存在的诸多问题，而提供一种提高小配方或小组分烟丝掺配均匀性的方法及系统。2、为了完成本技术的发明目的，本技术采用以下技术方案：3、本发明的一种提高小配方烟丝掺配均匀性的方法，该方法在烟丝掺配装置中进行，烟丝掺配装置包括：第一供料机、第二供料机、电脑组合秤、激励摊料机、追踪铺料机、混丝带和控制器，第一供料机在第二供料机的上方，电脑组合秤的进口端位于第二供料机的出口端，其出口端位于激励摊料机的上方，追踪铺料机前端位于激励摊料机后端的下方，追踪铺料机位于混丝带的上方，激励摊料机包括：机架、减震装置、槽体、横向激励电机和纵向激励电机，槽体固定在机架上，减震装置装在机架上，横向激励电机和纵向激励电机分别装在槽体，横向激励电机的振动让其上的物料沿着槽体的宽度方向均匀分布，纵向激励电机的振动让其上的物料沿着槽体的长度方向均匀分布；追踪铺料机包括：导轨、铺料输送带、余料回收带、吊框、辅料机架、辅料带电机、预填充检测器和烟丝到位检测器，导轨固定在混丝带上方和槽体的后端，铺料输送带和余料回收带固定在辅料机架上，吊框的一端固定在辅料机架上，另一端通过连接件固定在导轨上，预填充检测器装在铺料输送带后端上方的辅料机架上，烟丝到位检测器装在铺料输送带后端下方的辅料机架上，辅料带电机驱动铺料输送带运行，铺料输送带紧接在槽体下方，余料回收带位于槽体的下方；控制器分别与电脑组合秤、横向激励电机、纵向激励电机、辅料带电机、余料回收带、预填充检测器和烟丝到位检测器相连，槽体的宽度、铺料输送带的宽度和混丝带的宽度相同；其中：提高小配方烟丝掺配均匀性的方法包括以下步骤：4、(ⅰ)、烟丝供料5、小配方或小组分的烟丝依次由第一供料设备和第二供料设备输送至电脑组合秤的进口，以保证连续且稳定均匀供料；6、(ⅱ)、流量拆分7、电脑组合秤根据小配方或小组分烟丝的工艺流量(kg/h)进行流量拆分，电脑组合秤采用恒频率放料模式，把掺配流量(kg/h)按照混丝带运行的时间分为相等的若干小流量包物料；然后将小流量包物料按照等分的时间间隔依次送入槽体上；8、(ⅲ)、激振摊料9、横向激励电机以高频率低振幅的振动方式使每次落入的小流量包物料沿槽体宽度方向均匀铺开，纵向激励电机以高频率低振幅的振动方式使每次落入的小流量包物料沿槽体长度方向均铺开，小流量包物料均匀地输送至铺料输送带中；10、(ⅳ)、追踪铺料11、小流量包物料沿铺料输送带被输送，当预填充检测器监测到铺料输送带的小流量包物料，烟丝到位检测器未监测到混丝带上的烟丝，控制器控制电脑组合秤、横向激励电机、纵向激励电机和辅料输送带停止运行；当预填充检测器监测到铺料输送带的小流量包物料，烟丝到位检测器监测到混丝带上的烟丝，控制器启动电脑组合秤、横向激励电机、纵向激励电机和辅料输送带；辅料输送带运行速度与混丝带的带速一致；12、(ⅴ)、余料回收13、当每批次生产结束后，控制器停止辅料带电机、横向激励电机和纵向激励电机，将吊框上的连接件松开，吊框沿导轨移开，使得辅料输送带离开槽体，余料回收带位于槽体下方，然后将吊框固定在导轨上，开启余料回收带、横向激励电机和纵向激励电机，使得电脑组合秤内的剩料，通过槽体送入到余料回收带上，以减少小流量包物料的损耗。14、本发明的一种提高小配方烟丝掺配均匀性的方法，其中：所述第一供料设备为喂料机，第二供料设备为输送带。15、本发明的一种提高小配方烟丝掺配均匀性的方法，其中：所述电脑组合秤将流量拆分为10g/s～500g/s；电脑组合秤定量计重的称重精度在±0.5g～±1g内。16、本发明的一种提高小配方烟丝掺配均匀性的方法，其中：所述槽体沿小流量包物料输送方向向下倾斜设置，其倾角1°～5°。17、本发明的一种提高小配方烟丝掺配均匀性的方法，其中：所述辅料输送带沿小流量包物料输送方向向下倾斜设置，其倾角1°～5°。18、本发明的一种提高小配方烟丝掺配均匀性的方法，其中：所述铺料带电机为变频电机。19、本发明关键技术特征步骤：流量拆分、激振摊料、追踪铺料，技术上是相互关联、相互作用，并非独立的。技术特征并非简单的叠加组合，而是相互作用和影响的，在技术方案中共同起到提高小配方烟丝掺配均匀性的作用，缺一不可。所以应将其作为一个整体系统来看待，不能将上述关键步骤进行割裂使用，否则将无法达到本发明带来的有益效果。20、本发明的一种提高小配方烟丝掺配均匀性的方法的有益效果是步骤(二)的流量拆分、步骤(三)的激振摊料和步骤(四)的追踪铺料在技术上是相互关联和相互作用，并非独立的。技术特征并非简单的叠加组合，而是相互作用和影响的，在技术方案中共同起到提高小配方烟丝掺配均匀性的作用，缺一不可。所以应将其作为一个整体系统来看待，不能将上述关键步骤进行割裂使用，否则将无法达到本发明带来的有益效果。它们提高了小配方或小组分烟丝在主料烟丝中掺配的均匀性。通过采用流量拆分、激振摊料和追踪铺料的技术方式，层层递进相互影响。21、本方法首先采用电脑组合秤替代烟草行业制丝工艺中的电子皮带秤，通过恒频率放料模式，将小配方烟丝掺配流量沿时间坐标细分为间隔相等的若干等份；大幅提高了小配方或小组分烟丝流量沿时间坐标轴分布均匀性；由电脑组合秤以排列组合算法保证目标放料设定重量值，小配方烟丝掺配精度可以由使用传统电子秤工艺的0.5％提高至0.1％，从而大幅提高落料重量的一致性和均匀性。22、其次，通过激振摊铺机纵横双向高频振动，使电脑组合秤每次落下的物料在激振摊铺机槽体宽度方向上均匀摊铺开。激振摊铺机槽体宽度与追踪铺料机输送带宽度相当，铺料机输送带宽度与混丝带有效带面宽度相同，掺配时大幅提高了小配方烟丝与主料烟丝接触的面积，使小配方烟丝均匀地层铺于主料烟丝料层之上。23、最后，追踪铺料具有掺配烟丝预填充和追踪混丝带带速、检测混丝带上主料烟丝到位的功能，使掺配的时间点更加精准可控。24、采用本方法掺配后均匀性比传统工艺提高10％～15％。有效提升了卷烟品质的加工精度和过程控制能力，有利于成品卷烟内在质量和风格的稳定。