董海濤 齊建軍 趙英敏

紅塔遼寧煙草有限責任公司營口卷煙廠,遼寧 營口 115002

WQ615型噴射管式加溫加濕機（以下簡稱WQ615）是消化吸收意大利COMAS技術(shù)的國產(chǎn)機型，目前在國內(nèi)煙草企業(yè)中應用廣泛。WQ615是梗絲干燥系統(tǒng)的核心部位，主要用于梗絲進入干燥機前增加3%水分。WQ615工藝是通過高度集中蒸汽處理來進行膨脹梗絲或增加梗絲的填充率。在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)由于WQ615落料器采用單螺旋錐體結(jié)構(gòu)，從而導致烘后梗絲水分極差大和填充能力不足。一般的解決方法是擴大原有落料器的尺寸，或是增加一些輔助設(shè)施。但由于WQ615落料器下方振槽空間有限且氣流速度不可改變，這些方法均無法解決WQ615存在的問題。為此，通過深入分析和反復實驗，通過改變WQ615落料器的結(jié)構(gòu)，提高梗絲的填充能力，降低烘后梗絲的水分極差。

1 存在問題

1.1 工作原理

WQ615的工作原理是梗絲經(jīng)過進料振槽從進料罩進入氣鎖，濕潤的梗絲平穩(wěn)地通過旋轉(zhuǎn)氣鎖進入膨脹腔里，在膨脹腔里，梗絲被從噴嘴噴出的高溫高速的蒸汽引射，梗絲從蒸汽那里獲得較高的溫度和水分，梗絲細胞內(nèi)的水份瞬間以水分子的形式被蒸發(fā)掉而膨脹，梗絲和蒸汽的混合物從后膨脹腔通過管道以切線方向進入落料器。梗絲和蒸汽在落料器中分開，蒸汽通過出料罩網(wǎng)板被排潮管道帶走；梗絲由振槽送入隧道式烘梗絲機進行干燥機定型。

1.2 存在的問題

（1）布料不均勻：在日常生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)WQ615出口振槽上梗絲薄厚明顯不均，并對烘后梗絲厚度及水分的影響程度進行測量，結(jié)果如表1。

表1 改造前WQ615出口振槽上梗絲厚度和烘后梗絲厚度及水分對比

（2）出料罩網(wǎng)板上有大量梗絲附著：生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)WQ615出口振槽上有水漬煙團，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)有部分梗絲被水、汽混合體帶起，附著在了出料罩上，影響排潮效果的同時有水滴滴落。

1.3 原因分析

（1）布料不均勻：見圖2，從STS落料器俯視圖中看出落料器采用單螺旋面，單側(cè)出料及落料，梗絲經(jīng)高速氣流引射后落料器，主要落到下方振槽的右側(cè)，使得STS出口振槽上梗絲分布不均勻。

（2）出料罩網(wǎng)板上有大量梗絲附著：見圖1，落料器頂部采用錐體結(jié)構(gòu)。

通過測量與計算可得：

落料器上罩頂部開口處截面積S1=πR12=3.14×0.122=0.045m2

落料器截面積S2=πR22=3.14×0.312=0.3m2

設(shè)定蒸汽引射梗絲后向上的壓力值為F，則蒸汽通過落料器時的壓強P2=F/S2=3.33F;蒸汽通過落料器上罩頂部壓強P1=F/S1=22.22F。通過計算可以看出，引射梗絲后的蒸汽噴射到落料器時壓強為3.33F，而經(jīng)過落料器上罩頂部開口處的壓強為22.22F。壓強突變的蒸汽帶著梗絲從落料器頂部開口處快速沖出，附著在上方排潮網(wǎng)上，影響噴射管式加溫加濕機系統(tǒng)整體排潮效果，大量多余蒸汽無法排出與梗絲持續(xù)接觸，增加了部分原有梗絲的含水率，同時出料罩網(wǎng)板上蒸汽積聚時間長了會有水滴滴下形成水漬梗絲。

布料不均勻且含水量較高的梗絲送入下道工序，由于料層薄厚不均，在上進風式烘梗絲機熱風的作用下，料層較厚處的梗絲不能完全被吹起，不能達到理想的烘干效果。部分水份過高的梗絲不能排出多余水份，由于以上兩方面原因造成梗絲在干燥后水份不均勻，質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，影響到后工序成品煙絲質(zhì)量。通過對80批次烘后梗絲樣品檢測（采用2小時100℃標準烘箱），振槽出口梗絲左、中、右水份平均極差為1.5%～2.0%之間。

圖1 落料器平面圖

2 改進方法

2.1 STS落料器形狀設(shè)計方案及優(yōu)化選擇

設(shè)計思路：為了增大落料面積和減少錐體壓強，首先考慮擴大原有螺旋面，通過測量發(fā)現(xiàn)振槽上已沒有空間增大現(xiàn)有STS落料器尺寸。于是設(shè)計了如表2所示的三種方案。

2.2 依據(jù)方案進行實驗

根據(jù)三種方案分別制作相應的新型落料器進行實驗和優(yōu)缺點對比，結(jié)果如表3。

表2 設(shè)計的新型落料器

表3 新型落料器實物及測試結(jié)果

通過實驗發(fā)現(xiàn)采用雙螺旋敞開曲面落料器，落料器軸向橫截面積相等，梗絲在高速氣流引射作用下噴出，向上壓強保持不變，不會造成梗絲吸附到排潮滾網(wǎng)，影響系統(tǒng)排潮，進而影響原有梗絲的水份。本產(chǎn)品能夠保證經(jīng)蒸汽引射后的梗絲水份達到工藝要求的合理范圍內(nèi)。

由于，雙螺旋敞開曲面落料器在噴射出口中間進行分料，并分兩側(cè)落料，經(jīng)落料器的梗絲能夠均勻散落在下方振槽，利于下道工序梗絲與熱風充分接觸，去除多余的水份，使成品梗絲水份達到工藝要求。

3、使用效果及結(jié)論

①通過使用新型落料器，梗絲在STS加溫加濕機噴射出口中間進行分料，沿螺旋曲面分兩側(cè)落料，均勻散落在下方振槽。見表4，經(jīng)過測量STS出口振槽上右側(cè)梗絲厚度比左側(cè)梗絲厚度差由原來的15.25mm降低到0.37mm。②通過對80批次烘后梗絲樣品檢測(采用2小時100℃標準烘箱),振槽出口梗絲左、中、右水份平均極差值<1%。③STS落料器上方的排潮篩網(wǎng)上無梗絲附著。④改造后的落料器使成品梗絲水分合格率由原來的96.7%提高到99.72%。煙絲與梗絲混合后,成品煙絲水分均勻性得到了提高,確保成品卷煙內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定,切實維護了消費者利益。

表4 改造后WQ615出口振槽上梗絲厚度和烘后梗絲厚度及水份對比

[1]YC/T 131-1996 煙草及煙草制品試樣的制備和水分測定烘箱法[s]

[2]朱尊權(quán)，郁源培等.卷煙工藝（第二版）.北京出版社出版

[3]秦皇島煙草機械有限責任公司.SH83型隧道式烘絲機安全技術(shù)操作規(guī)程

[4]曾強，李斌，閆亞明等.增溫增濕過程中煙葉吸濕速率的變化[J].煙草科技，2006（1）：15-17

[5]林忠欽，李奇，謝里陽等.機械設(shè)計手冊.工業(yè)出版社出版

[6]張忠峰,齊海濤,楊江濤.風分器中氣流拋料器的設(shè)計應用[J].煙草科技,2011(5)，19-21

[7]趙漢文,張軍,李納.含水率平行移動法穩(wěn)定葉絲干燥工序工藝參數(shù)的研究[J].煙草科技,2012(10)，13-15