盤式蚊香制坯中易發(fā)生的問題及其力學(xué)分析

劉英杰,李楠楠

（保定市一諾日化科技有限公司，河北 保定 071000 ）

       【摘 要】 目的 分析盤式蚊香制坯過程中的常見問題，為今后制坯過程中的易發(fā)問題提供解決方法并提供一種考慮問題的方向。 方法根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)并從力學(xué)角度分析問題。 結(jié)果 解決了生產(chǎn)實(shí)踐中的大部分問題，找出了大量常見問題的根本原因。 結(jié)論 分析問題要從多方面考慮。

       【關(guān)鍵詞】結(jié)合力；微觀；輥面光潔度；碎香；再生料發(fā)酵

Blank disc in mosquito-prone system and its mechanical analysis

LIU Ying-jie,LI Nan-nan

(Baoding Yinuo Daily Chemical Technologies Co.,Ltd.., Baoding 071000,China)

【Abstract】 Objective Analysis of mosquito-repellent incense blank disc in the process of frequently asked questions for the future system of billet in the process of problem-prone and provide a solution to consider the question of direction. Methods According to many years of experience and analysis from the mechanical point of view. Results Practice to solve the production of most of the issues and find a great deal of common root cause of the problem. Conclusion Analyze problems from different aspects.

【Key words】Binding; Micro; Roller surface finish; Broken incense;Fermentation of renewable materials

        業(yè)內(nèi)人士都知道，盤式蚊香的制坯中會發(fā)生很多問題，有些問題解決起來有時(shí)還會非常困難，有的甚至解決了也找不到根本原因，類似的情況還會發(fā)生，現(xiàn)在，本人根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)并從力學(xué)的角度對這些問題進(jìn)行分析，希望與同行商榷。

        1.  香坯的結(jié)合力

        我們知道，作為香坯粘合劑的淀粉是一種多糖，糖是多羥基醛。作為粘合劑的變性淀粉和羧甲基纖維素CMC也含有很多羥基，從香坯的組成上分析，形式香坯結(jié)合力的只能是來自于這些羥基之間形成的氫鍵。羥基是怎樣形成氫鍵的呢？化學(xué)知識告訴我們，-OH中的氧原子因?yàn)殡娯?fù)性大，它會使與它結(jié)合的氫原子上的電子極大的靠近它，這樣就在幾乎裸露的質(zhì)子外形成了空軌道，而臨近的-OH上的氧原子因?yàn)橛泄聦﹄娮?，這一孤對電子就會極大的靠近上述空軌道，這樣就形成了這種不屬于化學(xué)結(jié)合的叫做氫鍵的結(jié)合力，這是一種分子間的作用力，但不是范德華力。當(dāng)這種作用力規(guī)則的排列作用時(shí)，其能量就非常大，香坯的強(qiáng)度、制坯操作中的很多問題都與這種結(jié)合力有關(guān)系。

        2.    淀粉的熬制

        淀粉的熬制有很多方法，有用冷水?dāng)囬_然后用熱水沖制的，也有冷水?dāng)囬_后間壁加熱熬制的，但無論是哪種方法，其目的都是將蜷縮成團(tuán)的淀粉分子鏈伸展開并露出-OH，熬制不到位會影響香坯的接合力，過分則會使淀粉分子鏈發(fā)生斷裂，因此熬制的溫度和時(shí)間很重要，北方用的玉米淀粉，在70°-80°熬制比較好，時(shí)間也不宜少于5分鐘。人們一般認(rèn)為香坯的韌性來源于粘合劑分子鏈的長短，所以熬制時(shí)間也不宜過長。在捏合料中適當(dāng)多加一些長鏈的CMC對提高香坯的韌性也有好處。

        3.    擠粗坯會出現(xiàn)的問題

        現(xiàn)在，業(yè)內(nèi)用閩安成型機(jī)的比較多，這種機(jī)器擠粗坯有單推進(jìn)器的，也有雙推進(jìn)器的，這種機(jī)器有時(shí)會發(fā)生料入得進(jìn)去但粗坯口不出料的現(xiàn)象，特別是單推進(jìn)器的，有時(shí)卸下粗坯頭料也不走。據(jù)分析，這是由于料中粘合劑少所致。捏合料中粘合劑少時(shí)料與推進(jìn)器的粘合力大于料本身的結(jié)合力，料便會隨推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為推不進(jìn)，不出料，情況嚴(yán)重時(shí)推進(jìn)鏈條會斷裂。

        4.    細(xì)坯出輥后到不了刮刀就自己掉下來，或一半在上，一半在下

        當(dāng)捏合料擠成細(xì)坯時(shí)，料和細(xì)坯輥之間會產(chǎn)生粘合力，雖然還不清楚這種粘合力的性質(zhì)，但從微觀上分析，只有當(dāng)粘合接觸點(diǎn)越多，且每個(gè)接觸點(diǎn)的粘合力越均勻之時(shí)，所表現(xiàn)出的宏觀結(jié)合力才越大，所以輥面越光滑，這樣的微觀粘合接觸點(diǎn)才會越多，這種宏觀結(jié)合力才越大，這與香坯模具上粘尼子布是一個(gè)道理，是一個(gè)問題的兩種用法。雖然沒有見過細(xì)坯輥上下輥面光潔度差異的報(bào)道，但可以推斷，上輥面光潔度高一些會有助于制坯操作的順利進(jìn)行，造紙行業(yè)烘干前的壓榨也用了這個(gè)道理，即濕料會跟光輥?zhàn)?，而容易與較粗糙的輥分離，所以在制做上下輥時(shí)需要注意這個(gè)問題。

        另一方面，如果輥、捏合料溫度較高，細(xì)坯輥與料接觸面處粘合接觸點(diǎn)周圍的空氣中蒸汽壓就會大，這會使宏觀結(jié)合力變小，使料容易脫輥。

        第三，如果料中水分較多，料較軟，擠細(xì)坯時(shí)輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速與細(xì)坯的線速就會產(chǎn)生差異，這種差異會整體剪斷上述微觀接觸力，導(dǎo)致脫輥的發(fā)生；相反，如果料較硬一點(diǎn)，料、輥的同速性較好，脫輥就不易發(fā)生，同時(shí)因?yàn)榱嫌?，接觸力也會變大。這也是雙推進(jìn)器粗坯機(jī)用料可以硬一點(diǎn)，且不易產(chǎn)生上述故障的道理。

        另外，有時(shí)細(xì)坯在出細(xì)坯輥后幅寬會逐漸變窄，這多半是因?yàn)榇峙鳈C(jī)入料齒因使用磨損變短料入不進(jìn)去所致，應(yīng)定期檢查入料齒的間隙。

        5.    細(xì)坯上輥的噴水及下輥的涂油

        有時(shí)為了操作順利會在細(xì)坯上輥噴灑少量的水，其目的是局部降低輥、料的溫度并降低接觸點(diǎn)的空氣蒸汽壓使料很容易的隨上輥?zhàn)?，如料濕、輥面溫度較高，或環(huán)境溫度較高且通過粗坯口處的調(diào)溫水態(tài)不能調(diào)節(jié)時(shí)，也可以在細(xì)坯下輥上涂上少量的植物油，因?yàn)橛偷谋砻鎻埩Ρ容^小，在料和輥之間形成的薄膜易于使料與下輥剝離。

        6.    細(xì)坯表面為何會產(chǎn)生橫向的波紋

        當(dāng)料較軟之時(shí)，料出細(xì)坯輥的速度就會出現(xiàn)周期性的波動，如果細(xì)坯承接帶的線速與細(xì)坯輥速一致或稍慢，這種波動就在細(xì)坯表面上形成波紋，這也正是衛(wèi)生紙起皺的原理。

        7.    細(xì)坯的表面有時(shí)會出現(xiàn)局部粘皮

        形成上述現(xiàn)象的原因有三個(gè)，一是料溫較低，料輥結(jié)合力好所致，第二是料干或粗坯中有較大硬塊致使過細(xì)坯輥時(shí)與輥結(jié)合力超大所致，第三是細(xì)坯輥上刮刀刀刃不夠鋒利或刀刃與輥面靠的不夠緊密或不平行所致。

        8.    為什么不易脫模

        如果模具粘附的尼子布沒有問題，不易脫模的原因多半是因?yàn)槟蠛狭霞铀嗷蚰蠛蠒r(shí)間長造成的料軟所致。料中粘合劑加的較多或模具刃末清理干凈也會造成這種故障。

        9.    沖壓出的香坯上為何會有小裂紋

        產(chǎn)生這一故障的原因主要來自于四個(gè)方面，一是料中加水較少，料干所致；二是料溫較高，料內(nèi)空氣中的水蒸汽壓需要釋放出來沖出表面所致，三是香坯厚沖壓變形所致；四是沖壓墊板沒有定期更換或清理，有高有低所致，這種原因有時(shí)也會使香坯沖透性差。

        10.   烘干后香坯為何會向上鼓起

        香坯的烘干過程是濕坯中水分的脫除及氫鍵的形成過程，如果烘干開始時(shí)溫度較高，香坯外圈因?yàn)榕c空氣接觸面大而先干，因?yàn)槊撍纬蓺滏I的過程是個(gè)收縮過程，所以香坯內(nèi)圈會受擠壓并向上鼓起，因此烘房前段溫度不可過高。

        11.   為什么冬季制坯收香時(shí)易產(chǎn)生碎香

        冬季制坯收香時(shí)，當(dāng)熱的香坯自烘房內(nèi)移出時(shí)由于溫度降低很快，香坯上會產(chǎn)生兩種應(yīng)力集中，一是香條內(nèi)外收縮不一致產(chǎn)生的應(yīng)力集中，另一種是香條整體縱向收縮產(chǎn)生的應(yīng)力集中，第二種集中一般表現(xiàn)在外圈的結(jié)點(diǎn)處。第一種集中會使香坯強(qiáng)度降低，第二個(gè)集中則直接表現(xiàn)為斷裂，因此，制坯烘干的末期就應(yīng)開始降溫。另外，收香的環(huán)境，也需要注意。

        12.   防止再生料的發(fā)酵

        制坯中產(chǎn)生的碎邊料磨成粉再用，有的叫再生料，有的叫混合料，如果這部分料處理不好（如雨淋、或未曬干、烘干），則極易發(fā)酵，發(fā)酵的料外觀并看不出來，一旦投入使用，因?yàn)槔锩娴慕湍阜浅６?，且捏合料的溫度也特別適宜酵母菌生長，特別是在夏天時(shí)，料中加入的淀粉極易被分解掉，這樣就會使后續(xù)的沖壓制坯操作非常困難，因此，料中加一些防腐防原劑很有必要，現(xiàn)在有加凱松的，也有加硼砂的，一般加入量不超過0.3%就會起很大作用。

        以上情況，愿與同行商榷。