煙絲干燥膨脹處理工藝系統(tǒng)研究

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承壓氣鎖是一個密閉的腔體，由殼體、轉(zhuǎn)子軸、端蓋組成。殼體為不銹鋼鑄件，其縱向為方形法蘭的進(jìn)、出料口，上法蘭連接進(jìn)料罩，下法蘭用于出料；殼體徑向設(shè)轉(zhuǎn)子軸，由減速機(jī)驅(qū)動；轉(zhuǎn)子軸端部與殼體采用特殊的密封結(jié)構(gòu)密封；轉(zhuǎn)子軸沿圓周方向分布若干轉(zhuǎn)子葉片，轉(zhuǎn)子葉片與殼體間隙可調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)子葉片將殼體分成若干個腔體，其中一個或幾個腔體上設(shè)置有蒸汽噴嘴，噴嘴與蒸汽管路系統(tǒng)連接，向腔內(nèi)噴射蒸汽；蒸汽管路上設(shè)置有流量和壓力控制閥，可自動控制向腔內(nèi)噴射蒸汽的流量和壓力。其中，殼體與轉(zhuǎn)子葉片、轉(zhuǎn)子軸端部與殼體間密封均按所需要承受的蒸汽壓力設(shè)計。通過適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片與殼體間隙，以保證轉(zhuǎn)子正常運轉(zhuǎn)的同時還要保證殼體與轉(zhuǎn)子葉片的充分密封。在工作過程中，噴射的蒸汽使殼體內(nèi)保持一定的壓力，葉片的轉(zhuǎn)動使煙絲在2～3s內(nèi)完成增壓減壓、增溫增濕的膨脹過程。

從煙絲承壓預(yù)膨脹裝置的技術(shù)原理及結(jié)構(gòu)可以看出，其關(guān)鍵技術(shù)是在氣鎖中噴入蒸汽，見圖2。設(shè)計關(guān)鍵一是承壓氣鎖的輸送能力，二是承壓氣鎖的承壓能力，三是噴射蒸汽的壓力確定和蒸汽噴嘴的分布。以500kg/h生產(chǎn)線為例進(jìn)行試驗驗證，將500kg/h作為承壓氣鎖的輸送能力進(jìn)行計算。考慮到蒸汽壓力對煙絲和氣鎖的影響，最大壓力確定為3kg/cm2。通過計算確定承壓氣鎖的殼體直徑為350mm，葉片數(shù)為10個，即分為9個小腔體。蒸汽噴嘴的分布考慮到使用情況的不確定性，在3個腔上分別設(shè)置噴嘴，且離開進(jìn)料口腔，使用時可根據(jù)具體情況使用一個或幾個噴嘴。蒸汽系統(tǒng)上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)實際工作情況對壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。承壓氣鎖軸向和徑向設(shè)計要求密封可靠，以使噴射到轉(zhuǎn)子葉片間的蒸汽保持一定的壓力，保證進(jìn)入的煙絲增溫增濕并實現(xiàn)預(yù)膨脹。

將煙絲承壓預(yù)膨脹裝置（以下簡稱承壓裝置）應(yīng)用于500kg/h試驗生產(chǎn)線上，以試驗不同壓力對葉絲和梗絲顏色、形態(tài)、填充值、溫度、含水率以及感官質(zhì)量的影響，并與采用隧道式加溫加濕機(jī)加工的樣品（以下簡稱對比樣）進(jìn)行比較，結(jié)果見表1～表5。從表1～表5可以看出，采用承壓裝置處理的煙絲無論是感官品質(zhì)還是物理指標(biāo)均高于或相當(dāng)于采用傳統(tǒng)加溫加濕設(shè)備處理的煙絲，特別是在處理葉絲方面具有較大優(yōu)勢。雖然表5中梗絲在香氣量方面略有減少，但在使用中可通過調(diào)整蒸汽壓力，即適當(dāng)降低蒸汽壓力以減少香氣的損失。通過試驗還可得出，在實際使用中，蒸汽壓力不宜過大，一般為2～3kg/cm2，以免對煙絲產(chǎn)生損傷并造成設(shè)備泄漏而導(dǎo)致環(huán)境污染。從評吸結(jié)果看，承壓裝置能夠達(dá)到對煙絲加溫加濕及預(yù)膨脹的目的。

由上述試驗結(jié)果可見，煙絲承壓預(yù)膨脹裝置可以取代煙草干燥膨脹工藝中的傳統(tǒng)加溫加濕設(shè)備，對于采用氣流式干燥設(shè)備的系統(tǒng)，可直接采用本裝置取代原來的普通氣鎖進(jìn)料系統(tǒng)，簡化了煙絲干燥膨脹工藝，占地面積小，降低了能耗；防止了煙絲過度干燥膨脹，煙絲的增溫增濕時間由原來的1min左右減少為2～3s，取得了良好的膨脹效果，提升了煙絲的內(nèi)在品質(zhì)。（本文作者：陶軼靜、簡龍暉、侯幼平、李輝、李彪 單位：中煙機(jī)械技術(shù)中心有限責(zé)任公司、中國煙草機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司、秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司）