烟丝干燥膨胀处理工艺系统研究

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承压气锁是一个密闭的腔体，由壳体、转子轴、端盖组成。壳体为不锈钢铸件，其纵向为方形法兰的进、出料口，上法兰连接进料罩，下法兰用于出料；壳体径向设转子轴，由减速机驱动；转子轴端部与壳体采用特殊的密封结构密封；转子轴沿圆周方向分布若干转子叶片，转子叶片与壳体间隙可调节；转子叶片将壳体分成若干个腔体，其中一个或几个腔体上设置有蒸汽喷嘴，喷嘴与蒸汽管路系统连接，向腔内喷射蒸汽；蒸汽管路上设置有流量和压力控制阀，可自动控制向腔内喷射蒸汽的流量和压力。其中，壳体与转子叶片、转子轴端部与壳体间密封均按所需要承受的蒸汽压力设计。通过适当调整转子叶片与壳体间隙，以保证转子正常运转的同时还要保证壳体与转子叶片的充分密封。在工作过程中，喷射的蒸汽使壳体内保持一定的压力，叶片的转动使烟丝在2～3s内完成增压减压、增温增湿的膨胀过程。

从烟丝承压预膨胀装置的技术原理及结构可以看出，其关键技术是在气锁中喷入蒸汽，见图2。设计关键一是承压气锁的输送能力，二是承压气锁的承压能力，三是喷射蒸汽的压力确定和蒸汽喷嘴的分布。以500kg/h生产线为例进行试验验证，将500kg/h作为承压气锁的输送能力进行计算。考虑到蒸汽压力对烟丝和气锁的影响，最大压力确定为3kg/cm2。通过计算确定承压气锁的壳体直径为350mm，叶片数为10个，即分为9个小腔体。蒸汽喷嘴的分布考虑到使用情况的不确定性，在3个腔上分别设置喷嘴，且离开进料口腔，使用时可根据具体情况使用一个或几个喷嘴。蒸汽系统上设置有压力调节阀，可根据实际工作情况对压力进行调节。承压气锁轴向和径向设计要求密封可靠，以使喷射到转子叶片间的蒸汽保持一定的压力，保证进入的烟丝增温增湿并实现预膨胀。

将烟丝承压预膨胀装置（以下简称承压装置）应用于500kg/h试验生产线上，以试验不同压力对叶丝和梗丝颜色、形态、填充值、温度、含水率以及感官质量的影响，并与采用隧道式加温加湿机加工的样品（以下简称对比样）进行比较，结果见表1～表5。从表1～表5可以看出，采用承压装置处理的烟丝无论是感官品质还是物理指标均高于或相当于采用传统加温加湿设备处理的烟丝，特别是在处理叶丝方面具有较大优势。虽然表5中梗丝在香气量方面略有减少，但在使用中可通过调整蒸汽压力，即适当降低蒸汽压力以减少香气的损失。通过试验还可得出，在实际使用中，蒸汽压力不宜过大，一般为2～3kg/cm2，以免对烟丝产生损伤并造成设备泄漏而导致环境污染。从评吸结果看，承压装置能够达到对烟丝加温加湿及预膨胀的目的。

由上述试验结果可见，烟丝承压预膨胀装置可以取代烟草干燥膨胀工艺中的传统加温加湿设备，对于采用气流式干燥设备的系统，可直接采用本装置取代原来的普通气锁进料系统，简化了烟丝干燥膨胀工艺，占地面积小，降低了能耗；防止了烟丝过度干燥膨胀，烟丝的增温增湿时间由原来的1min左右减少为2～3s，取得了良好的膨胀效果，提升了烟丝的内在品质。（本文作者：陶轶静、简龙晖、侯幼平、李辉、李彪 单位：中烟机械技术中心有限责任公司、中国烟草机械集团有限责任公司、秦皇岛烟草机械有限责任公司）