摘要：煙梗回潮工序是煙梗制梗絲前必要的工序，只有在一定的均勻的含水率下，才能將其煙梗切絲加入到煙絲中。通過一種壓力快速回潮裝置可以將煙梗連續(xù)通過適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟鹊恼羝惑w，一次性完成煙梗的水份和溫度的提升，保證煙梗水份的內(nèi)外均勻性，直接滿足壓梗和切梗絲的工藝需求。該煙梗回潮工序可以取代傳統(tǒng)梗處理工藝的蒸梗、儲(chǔ)梗、二次蒸梗、儲(chǔ)梗工序。很大程度上簡化了工藝流程，同時(shí)減少了設(shè)備數(shù)量及占地面積。本文主要研究膨脹裝置的設(shè)計(jì)方案和強(qiáng)度計(jì)算。

關(guān)鍵詞：煙梗；壓力回潮裝置；設(shè)計(jì)計(jì)算

1.裝置設(shè)計(jì)的背景：

利用蒸汽高壓環(huán)境預(yù)處理煙梗的研究，在國外已有文獻(xiàn)報(bào)道，但是相關(guān)的設(shè)備還沒有用于工業(yè)化生產(chǎn)。

BAT（德國）開展了較為全面的煙梗高壓預(yù)處理試驗(yàn)，結(jié)果表明：水分有效、均勻地滲透進(jìn)了煙梗，處理后的煙梗含水率內(nèi)外均勻，不用貯存即可進(jìn)行壓切處理。而且煙?？梢栽谳^低的含水率下切梗。

Brown & Williamson煙草公司在研究SES（steam exploded stem）過程中，對煙梗高壓處理也進(jìn)行了相應(yīng)的研究（蒸汽溫度215-223℃，加工時(shí)間64-448s）。文獻(xiàn)資料顯示，在高壓下，蒸汽可以穿透煙梗細(xì)胞壁，打斷對煙氣產(chǎn)生負(fù)面作用的高聚物分子。經(jīng)過高壓處理的煙梗制成的梗絲CO遞送量降低，且煙氣品質(zhì)得到一定改善，煙氣濃度增加，刺激性減少。國外相關(guān)機(jī)構(gòu)在對煙梗高壓預(yù)處理進(jìn)行試驗(yàn)研究的同時(shí)也開發(fā)了很多高壓預(yù)處理試驗(yàn)設(shè)備。這些設(shè)備按類型可分為批次生產(chǎn)型設(shè)備和連續(xù)生產(chǎn)型設(shè)備兩大類。

還有一些文獻(xiàn)報(bào)道的高壓煙梗預(yù)處理設(shè)備的原理與上述基本一致，但其設(shè)備還沒有進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段，還未在國內(nèi)外煙草生產(chǎn)企業(yè)投入使用的報(bào)道。綜上所述可以看出，高壓煙?；爻蓖ㄟ^使用適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫煿？焖倩爻?，保證煙梗內(nèi)外含水均勻，在這一思想的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)開發(fā)一種快速煙?；爻毖b置成為目標(biāo)。對于提高行業(yè)工藝設(shè)備自主創(chuàng)新能力、發(fā)展中式卷煙和形成中式卷煙核心加工技術(shù)無疑具有十分重要的意義和作用。

2.煙梗壓力回潮裝置結(jié)構(gòu)

圖1 煙梗壓力回潮裝置示意圖

經(jīng)過工業(yè)化試驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)備運(yùn)行良好，穩(wěn)定性可靠性高，滿足生產(chǎn)要求。

3.煙梗壓力回潮裝置設(shè)計(jì)計(jì)算

輸送物料：煙梗；煙梗進(jìn)料水分：22%；物料堆積密度： （水分13%）；輸送量： （水分13%）；蒸汽工作壓力：≤0.7MPa； 蒸汽工作溫度：≤220°C；蒸汽耗量：≤500Kg/h；輸送時(shí)間：≤120S；傾斜角： （提高輸送效率，降低煙梗造碎）

將以上參數(shù)為基礎(chǔ)，對裝置進(jìn)行具體設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.1.主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定

輸送腔體直徑是決定額定生產(chǎn)能力的重要參數(shù)，輸送腔體直徑指螺旋輸送機(jī)內(nèi)襯套的內(nèi)徑。一般根據(jù)螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力、輸送物料類型、結(jié)構(gòu)和布置形式確定螺旋腔體直徑。由經(jīng)驗(yàn)公式

螺旋直徑 計(jì)算：

按照使用要求，調(diào)整螺旋輸送機(jī)的螺旋直徑為

螺距直接影響著煙梗輸送過程，輸送量Q和直 D一定時(shí)，螺距改變，物料運(yùn)動(dòng)的滑移面隨著改變，這將導(dǎo)致物料運(yùn)動(dòng)速度分布和物料均勻性的變化。螺旋輸送機(jī)螺距的確定，實(shí)際是求解一個(gè)高次方程。并且該解要符合一定的約束條件。

3.2.輸送速度確定

螺旋最大許用轉(zhuǎn)速由下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

設(shè)計(jì)物料在蒸梗機(jī)中最低停留 ，所以物料在蒸梗機(jī)中的移動(dòng)距離取整為 ，設(shè)計(jì)螺旋軸的長度為 ，螺旋軸包括軸承頭的總長為 。

3.3.螺旋軸撓度計(jì)算

螺旋軸采用無縫鋼管外圍繞焊接螺旋面葉片制成，螺旋軸兩端有軸承支承，中間懸空。螺旋軸受力主要是承受彎矩和扭矩。就螺旋軸受力變形而言，扭矩相對彎矩很小，在實(shí)際計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)。

螺旋軸正應(yīng)力強(qiáng)度校核

抗彎截面模量

遠(yuǎn)小于 ，螺旋軸強(qiáng)度滿足要求。

4.軸承的選擇

根據(jù)估算并結(jié)合實(shí)際使用情況，選擇352216E雙列圓錐滾子軸承為氣鎖軸向固定軸承，轉(zhuǎn)子另一端選擇6005-2Z調(diào)心滾子軸承；選擇帶座軸承UKFC208+H2308作為螺旋輸送機(jī)軸向固定軸承，螺旋軸另一端選擇6005-2Z調(diào)心滾子軸承。

5.結(jié)束語

事實(shí)證明，該裝置具有工藝過程簡單，節(jié)能環(huán)保，梗潤漬效果好，梗絲填充值高等特點(diǎn)。該工藝生產(chǎn)的梗絲，木質(zhì)氣少、填充值高、配伍性好。生產(chǎn)線的工序過程簡單，節(jié)能環(huán)保。具體有以下幾點(diǎn)：

5.1.煙梗潤漬效果好。煙梗經(jīng)壓力潤漬不經(jīng)儲(chǔ)存就可以內(nèi)外浸透，在25%左右的水分就可以實(shí)現(xiàn)壓梗切絲。

5.2.煙梗膨脹率高，膨脹煙梗切絲后直接干燥，梗絲與葉絲的配伍性好。

5.3.蒸汽壓力潤梗的煙梗切絲水分低于常規(guī)工藝十多個(gè)水分，后期的干燥強(qiáng)度低，能耗低。

5.4.該裝置的工藝流程簡單，設(shè)備占地面積小，投資少，能源消耗低。煙梗處理環(huán)節(jié)少，工序簡單，過程質(zhì)量得以有效控制和保證。

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作者簡介：張玲玲 （ 1982-）吉林省汪清縣人， 主要從事煙草設(shè)備技術(shù)改造工作， 助理工程師