章俊杰 于永龍 馬勇 趙峰

(浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 浙江 杭州 310002)

1 卷接設(shè)備生產(chǎn)靈活性的概述

近年來，煙草行業(yè)一直在提升產(chǎn)品質(zhì)量水平。要求煙草裝備要立足于市場，針對(duì)市場現(xiàn)在異型煙草的消費(fèi)為增長點(diǎn)開展不同規(guī)格、不同速度的細(xì)支煙卷接包產(chǎn)品的研發(fā)，升級(jí)開發(fā)各種新型卷接包裝設(shè)備，有效滿足細(xì)支煙、短支煙、異型包裝煙等個(gè)性化、多樣化的裝備需求。

隨著煙草行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，卷煙規(guī)格多樣化已經(jīng)成為一種趨勢。多種規(guī)格卷煙參與市場競爭是公司發(fā)展的必然選擇，由需求拉動(dòng)資源配置特征日益明顯。卷包設(shè)備是形成產(chǎn)品、滿足市場的關(guān)鍵。國家煙草專賣局產(chǎn)能“進(jìn)一退一”的政策是在設(shè)備布局和購置時(shí)必須遵循的準(zhǔn)則。公司高速卷包設(shè)備的引進(jìn)、中速設(shè)備的淘汰是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。目前，公司卷包設(shè)備機(jī)型種類豐富，但也存在部分卷煙規(guī)格在不同機(jī)型進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)受到制約的情況，影響生產(chǎn)組織的靈活性和柔性化，也影響了相關(guān)機(jī)型設(shè)備的產(chǎn)能利用率[1]。因此，急需開展卷接設(shè)備生產(chǎn)靈活性的技術(shù)應(yīng)用研究，從而提升不同卷煙機(jī)型間的產(chǎn)品質(zhì)量一致性，拓展卷煙系列產(chǎn)品在不同機(jī)型的生產(chǎn)。

2 卷接設(shè)備生產(chǎn)靈活性的主要研究內(nèi)容和方法

2.1 卷接設(shè)備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差異對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的研究與評(píng)價(jià)

本文研究浙江中煙公司近年引進(jìn)的ZJ116、ZJ119、ZJ116B等各類卷煙機(jī)型工藝制造原理，分析各機(jī)型在煙絲輸送、風(fēng)分、煙條成型等重要加工環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)差異，并針對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差異，研究其對(duì)卷煙產(chǎn)品質(zhì)量一致性的影響。

按照加工流程，擬從不同卷煙機(jī)型煙絲輸送結(jié)構(gòu)、流化床供絲結(jié)構(gòu)、煙絲條成型結(jié)構(gòu)、煙支搓接結(jié)構(gòu)這4個(gè)方面的差異開展研究[2]。例如：根據(jù)目前預(yù)研階段的分析，僅卷煙機(jī)供絲環(huán)節(jié)，ZJ119機(jī)型與P70、ZJ17系列機(jī)型就存在如表1 所示的結(jié)構(gòu)等差異；再根據(jù)具體結(jié)構(gòu)差異，分析對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性影響，如兩類機(jī)型梗簽分離方式存在差異（如圖1 所示），即評(píng)價(jià)兩種梗簽風(fēng)分能力的差異，再評(píng)價(jià)其對(duì)煙支內(nèi)的煙絲含梗率（硬點(diǎn)）的影響。

圖1 流化床式卷煙機(jī)與拋絲輥式卷煙機(jī)在風(fēng)分單元的結(jié)構(gòu)差異

表1 ZJ119與P70、ZJ17系列卷煙機(jī)在VE部位的部分差異

2.2 基于卷煙產(chǎn)品工藝及質(zhì)量差異使其一致性的研究

針對(duì)影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量一致性的機(jī)型間關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差異點(diǎn)，研究通過關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝參數(shù)優(yōu)化等方式，實(shí)現(xiàn)不同卷煙機(jī)型在產(chǎn)品外在質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量及主流煙氣指標(biāo)的一致性。其中，溫度是卷煙加工過程中的關(guān)鍵控制參數(shù)，在目前預(yù)研階段，已確認(rèn)公司引進(jìn)的ZJ116B、ZJ119等機(jī)型存在循環(huán)風(fēng)溫度過高問題（與ZJ17系列卷煙機(jī)存在較大差異），進(jìn)而會(huì)影響產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量，且目前使用的ZJ112 循環(huán)風(fēng)降溫系統(tǒng)，在ZJ119等設(shè)備上無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)循環(huán)風(fēng)溫的工藝要求[3]。本文研究內(nèi)容之一是建立一種循環(huán)風(fēng)溫度控制系統(tǒng)與方法，以滿足ZJ119、ZJ116B 等國產(chǎn)高速、超高速機(jī)型降溫工藝要求。

本文研究內(nèi)容的目標(biāo)是提升不同機(jī)型卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，拓展利群系列產(chǎn)品在各類卷煙機(jī)型的生產(chǎn)。

3 卷接設(shè)備生產(chǎn)靈活性的技術(shù)路線探索與分析

3.1 技術(shù)路線

以不同機(jī)型產(chǎn)品質(zhì)量一致性的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，從卷煙工藝技術(shù)、裝備技術(shù)等多方面研究推進(jìn)，具體研究方法與技術(shù)路線如下。

3.1.1 卷煙產(chǎn)品需求與產(chǎn)能結(jié)構(gòu)的分析與應(yīng)用

目前，公司主打品牌的利群陽光系列、利群細(xì)支陽光系列、利群新版系列市場需求量大，每年的量能占比在整個(gè)公司的60%左右。這3種系列分別分布在不同的機(jī)型中，其中，ZJ17 和P70 基本承接了利群陽光系列，ZJ112 和ZJ116 承接了利群新版系列[4]。隨著市場對(duì)高端卷煙的需求增加，同時(shí)結(jié)合公司的發(fā)展戰(zhàn)略，ZJ17 和P70 已經(jīng)難以完成高端卷煙的生產(chǎn)任務(wù)，而ZJ112、ZJ116 和ZJ119 機(jī)型因?yàn)椴捎昧骰矚饬鞴┙z，導(dǎo)致循環(huán)風(fēng)溫度偏高故而無法承接利群陽光系列高端煙的生產(chǎn)任務(wù)。

3.1.2 卷煙機(jī)型間關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差異研究與分析

“ZJ17和P70”與“ZJ119和ZJ112”在煙絲輸送方面是完全不一樣的，前者是依靠純機(jī)械送絲的方式，后者則是利用機(jī)械加氣流的方式。

流化床供絲，煙絲由空氣噴嘴輸送到風(fēng)室裝置；風(fēng)室裝置通過負(fù)壓氣流將煙絲吸附在吸絲帶上；吸絲帶輸送煙絲束到SE的煙槍部件。在此輸送過程中，煙絲經(jīng)過劈刀裝置。劈刀裝置從煙絲束上去除過量的煙絲，以使煙槍部件不被喂入比生產(chǎn)煙支必需的標(biāo)準(zhǔn)重量多的煙絲。劈刀盤上的緊頭凹槽用于壓制煙支的一端（點(diǎn)燃端）緊頭或兩端（點(diǎn)燃端和過濾嘴端）緊頭[5]。

前者在煙絲條成型上其煙絲鏟刀與煙舌是分開的，鏟刀在風(fēng)室上，煙舌在煙槍上有一個(gè)支架固定，當(dāng)風(fēng)室落下后將煙舌推至兩者靠攏。后者則是鏟絲刀固定在煙舌上其都安裝到風(fēng)室上。

兩者在煙支搓接上略微有一些差異，ZJ17和ZJ112相比于ZJ119和ZJ116僅在搓板升降控制上有所不同，一個(gè)是純機(jī)械式，另一個(gè)則是通過設(shè)備啟動(dòng)后到達(dá)一定速度搓板自然抬起，煙支滾動(dòng)搓接方式與ZJ17完全相同。在此就不詳細(xì)展開敘述。

3.1.3 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差異點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

產(chǎn)品質(zhì)量分為3 種：卷煙內(nèi)在質(zhì)量主要是由人的感官來判斷；卷煙外在質(zhì)量主要是物理指標(biāo)（吸阻、通風(fēng)度、圓周、硬度、長度、含水率等）；主流煙氣化學(xué)（Tar.Nic.CO）。

3.1.4 卷煙質(zhì)量一致性的工藝控制方法與裝備技術(shù)研究

通過以下3個(gè)方面來進(jìn)行研究。

（1）裝備的設(shè)計(jì)、研究及應(yīng)用。要想攻克機(jī)械供絲和氣流供絲在溫度上的差異，必須在設(shè)備原本的基礎(chǔ)上增加一些裝備。例如：ZJ112增加了循環(huán)風(fēng)機(jī)的水冷形式，將原本的風(fēng)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)更換上水冷的循環(huán)風(fēng)機(jī)以到達(dá)降溫的目的，其實(shí)是在VE側(cè)門處安裝冷卻空調(diào)將整個(gè)VE 都保持在一定的溫度。本次研究在ZJ119上裝備一種可以直接達(dá)到冷卻目的的裝備使煙絲溫度達(dá)到機(jī)械供絲的溫度。

（2）工藝參數(shù)控制研究及應(yīng)用。每種機(jī)型都有它的獨(dú)特性，工藝方面的要求也是不一樣的，新的設(shè)備工藝也是需要通過不斷的研究和實(shí)踐最終達(dá)到一個(gè)理想的工藝狀態(tài)，保持恒定且標(biāo)準(zhǔn)的工藝狀態(tài)同樣是這次研究的一個(gè)重要方向。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量一致性。在裝備與工藝都達(dá)到生產(chǎn)要求后，需對(duì)首次生產(chǎn)出來的卷煙產(chǎn)品進(jìn)行內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量以及主流煙氣化學(xué)這3 個(gè)方面的檢測，對(duì)比P70生產(chǎn)出來的產(chǎn)品兩者是否有差異：如果有差異，那么差異的點(diǎn)在哪一個(gè)指標(biāo)中，然后繼續(xù)研究攻克這些難關(guān)，使卷煙產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到一致；反之，各方面質(zhì)量指標(biāo)都完全吻合，則研究成果達(dá)到預(yù)期。

3.1.5 卷煙生產(chǎn)及應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

ZJ119 卷煙機(jī)在其生產(chǎn)使用過程中，對(duì)產(chǎn)品工藝，設(shè)備效率與人員勞動(dòng)強(qiáng)度等各方面進(jìn)行考量總結(jié)，透過歸納卷接工、維修工、過程控制員、質(zhì)檢員等相關(guān)人員的評(píng)價(jià)[6]，總結(jié)出該機(jī)型是否適用。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)的研究

（1）建立適用于高速、超高速流化床式卷煙機(jī)循環(huán)風(fēng)溫度一致性的裝備與控制方法。主要難點(diǎn)在于：除局限于卷煙機(jī)供風(fēng)結(jié)構(gòu)外，循環(huán)風(fēng)溫度受卷煙機(jī)生產(chǎn)車速、供絲量（卷煙規(guī)格、單支凈耗絲、回絲量）、循環(huán)風(fēng)機(jī)頻率（流化床風(fēng)壓）等多因素影響。

（2）建立提升不同卷煙機(jī)型間產(chǎn)品質(zhì)量一致性的工藝與裝備技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法。主要難點(diǎn)在于不同機(jī)型在供絲、煙絲條成型等工藝加工環(huán)節(jié)的設(shè)備結(jié)構(gòu)、配置等差異較大，需要通過參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備結(jié)構(gòu)調(diào)整等多方式組合提升產(chǎn)品質(zhì)量一致性。

3.3 技術(shù)指標(biāo)的細(xì)分

通過對(duì)公司產(chǎn)品需求與卷煙產(chǎn)能結(jié)構(gòu)的分析，找出主要矛盾點(diǎn)；進(jìn)而通過系統(tǒng)分析卷煙機(jī)型間的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差異，研究與評(píng)價(jià)其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，以關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝參數(shù)組調(diào)優(yōu)等方式，提升不同卷煙機(jī)型間的產(chǎn)品質(zhì)量一致性，拓展利群系列產(chǎn)品在不同機(jī)型的生產(chǎn)，從而達(dá)到以下指標(biāo)。

（1）國產(chǎn)高速、超高速流化床式卷煙機(jī)循環(huán)風(fēng)溫度小于等于39 ℃（目前預(yù)研已明確機(jī)型間循環(huán)風(fēng)溫度存在差異）。

（2）在實(shí)現(xiàn)卷煙機(jī)全速生產(chǎn)狀態(tài)條件下，重量、圓周及吸阻物理指標(biāo)標(biāo)偏低于現(xiàn)有中速設(shè)備（常規(guī)、新中支、中支、細(xì)支重量標(biāo)偏水平為≤21 mg、≤18 mg、≤16 mg、≤14 mg；圓周標(biāo)偏水平為≤0.065 mm；常規(guī)、新中支、細(xì)支吸阻標(biāo)偏水平分別為≤5 mm H2O、≤6 mm H2O、≤7 mm H2O、≤8 mm H2O）；感官質(zhì)量和主流煙氣指標(biāo)水平與傳統(tǒng)中速設(shè)備無顯著差異。

（3）ZJ116 卷煙機(jī)新增可生產(chǎn)卷煙牌號(hào)數(shù)量提升30%以上。

4 卷接設(shè)備生產(chǎn)靈活性在現(xiàn)代煙草制造企業(yè)中的價(jià)值體現(xiàn)

（1）提高相關(guān)機(jī)型設(shè)備的產(chǎn)能利用率和生產(chǎn)組織的靈活性。拓展卷煙產(chǎn)品在不同機(jī)型的生產(chǎn)，提高相關(guān)機(jī)型設(shè)備的產(chǎn)能利用率和生產(chǎn)組織的靈活性，進(jìn)一步提升快速響應(yīng)市場需求的能力。為卷煙品牌擁有穩(wěn)固的市場和裝備布局路線提供技術(shù)支撐。

（2）在國家煙草專賣局卷煙產(chǎn)能總體調(diào)控的行業(yè)背景下，為企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)能挖潛提供可操作的方法，同時(shí)對(duì)行業(yè)具有較高的借鑒意義。

（3）本項(xiàng)目預(yù)期可提升浙江中煙不同機(jī)型的產(chǎn)品品質(zhì)一致性，有利于提升卷煙產(chǎn)品市場競爭力，為卷煙品牌擁有穩(wěn)固的市場和裝備布局路線提供技術(shù)支撐，同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)整體裝備與工藝技術(shù)的發(fā)展。提升機(jī)型間產(chǎn)品一致性的具體工藝與裝備實(shí)現(xiàn)方式、方法上，可推廣至國產(chǎn)最新高速、超高速卷煙機(jī)中，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

5 結(jié)語

現(xiàn)代化煙草行業(yè)在高端煙草品牌市場的競爭越來越激烈，單一產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)備已不能滿足市場的靈活需求，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)型的技術(shù)研究在煙草行業(yè)中的作用顯得更為重要。只有升級(jí)現(xiàn)有設(shè)備的功能，使設(shè)備適應(yīng)不同的卷煙品牌生產(chǎn)要求，才能滿足市場的需求。卷接設(shè)備生產(chǎn)靈活性的研究與應(yīng)用，旨在提高卷煙規(guī)格多樣化，提升不同卷煙機(jī)型間的產(chǎn)品質(zhì)量一致性，拓展卷煙品牌系列產(chǎn)品在不同機(jī)型的生產(chǎn)，對(duì)提升卷煙品牌在高端市場中的品牌競爭力有著極其重要的意義。