□ 楊 濤 □ 李浙昆 □ 王勝枝 □ 李文淵 □ 劉戈弋

1.昆明理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院 昆明 650500

2.紅云紅河集團(tuán)曲靖卷煙廠 云南曲靖 655001

松散回潮是制絲生產(chǎn)線的重要工序，通常以高溫高濕的氣流作用于進(jìn)入滾筒的煙片，從而增加煙片的含水率和溫度,加大其耐加工性,使切后的煙絲松散［1］。同時(shí)也改善煙葉物理特性，去除青雜氣、辛辣氣等，最大限度地保留煙草本香［2］。

1 松散回潮工藝控制原理

如圖1所示，煙片由振動(dòng)輸送機(jī)送入滾筒式煙片回潮機(jī)滾筒內(nèi)，滾筒由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，煙片在滾筒的軸向傾角及滾筒內(nèi)拔料桿的疏導(dǎo)作用下翻滾向前，這一過(guò)程使得未松散的煙片得到一定的機(jī)械松散。當(dāng)煙片運(yùn)行到滾筒內(nèi)且離進(jìn)料口1.5 m左右時(shí)，增濕水管路開(kāi)啟，增濕水與蒸汽被輸送到雙介質(zhì)噴嘴及蒸汽噴管中。在蒸汽壓力的作用下，增濕水和蒸汽混合后呈霧狀噴射出并灑落到煙片上，對(duì)煙片進(jìn)行增溫和增濕處理，未松散的煙片因受熱吸水舒展而松散。

松散回潮機(jī)控制結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中FT、TT、PT分別為流量、溫度、壓力變送器。變送器產(chǎn)生的電流信號(hào)，沿圖中虛線所示路徑傳輸，傳送到控制閥控制氣缸運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)閥門(mén)或風(fēng)門(mén)的開(kāi)度。松散回潮的主要控制方式如下。

（1）來(lái)料流量控制。通過(guò)電子秤測(cè)量來(lái)料流量，采用PID方法控制來(lái)料的實(shí)時(shí)流量。

（2）熱風(fēng)溫度控制。采用PID控制器，根據(jù)設(shè)定好的熱風(fēng)溫度額定值，決定蒸汽（見(jiàn)圖2標(biāo)記B和C）的施加量；在預(yù)熱階段，循環(huán)風(fēng)機(jī)提速，熱風(fēng)溫度在設(shè)定時(shí)間內(nèi)升至設(shè)定值；進(jìn)入生產(chǎn)階段后，熱風(fēng)風(fēng)管上的測(cè)溫儀將測(cè)得的熱風(fēng)溫度信號(hào)傳送到電控系統(tǒng)，經(jīng)處理后，將測(cè)溫儀測(cè)得的熱風(fēng)溫度與所設(shè)定的出料溫度相比較并處理，即可控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度以改變噴入滾筒內(nèi)蒸汽A的流量，或者改變循環(huán)熱風(fēng)的風(fēng)量，從而達(dá)到出料溫度的自動(dòng)控制。

（3）循環(huán)熱風(fēng)流量控制。手動(dòng)設(shè)定回風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)度，變頻電機(jī)調(diào)整送風(fēng)速度。

（4）循環(huán)熱風(fēng)濕度控制。加水量多少由生產(chǎn)線電控柜控制，電子秤將測(cè)得的來(lái)料質(zhì)量信號(hào)傳送到生產(chǎn)線電控系統(tǒng)，經(jīng)處理后，將電磁流量計(jì)檢測(cè)到的加水量與所設(shè)定的加水量相比較并處理，即可控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度以改變加水量，使增濕水流量隨電子秤測(cè)得煙片流量的多少而改變，從而達(dá)到按比率定量加水的自動(dòng)控制。

（5）滾筒轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)轉(zhuǎn)速與滾筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻器頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)備自動(dòng)根據(jù)配方單設(shè)定值來(lái)選擇相應(yīng)的變頻器頻率驅(qū)動(dòng)滾筒電機(jī)。

（6）物料在滾筒內(nèi)停留時(shí)間的控制。通過(guò)調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)速（主要影響因素）與循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)速，調(diào)節(jié)物料在滾筒內(nèi)的停留時(shí)間。

▲圖1 工作原理圖

2 松散回潮工藝指標(biāo)分析

為改進(jìn)松散回潮設(shè)備，需對(duì)影響回潮工藝指標(biāo)的因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，松散回潮主要有兩個(gè)重要指標(biāo)，即煙葉溫度和煙葉含水率。

（1）煙葉溫度。煙片獲得并保持適當(dāng)?shù)臏囟龋鞘篃熎焚|(zhì)得以醇化和保持良好松散柔軟狀態(tài)的關(guān)鍵，工藝要求松散回潮后的出料溫度在55～80℃，其中上等煙在55～65℃、中等煙在65～75℃、下等煙在 75～80℃。在感官質(zhì)量方面,回潮溫度對(duì)煙葉香氣特性、煙氣特性、口感特性都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。松散回潮時(shí)溫度過(guò)低，煙絲會(huì)結(jié)團(tuán)，松散效果很差，并且煙絲吸水不均勻；溫度過(guò)高，容易引起煙葉色澤變深；溫度越高，色澤變深程度和水分蒸發(fā)量越大，含水率降低越多［3］。

（2）煙葉含水率。煙片獲得并保持適當(dāng)?shù)暮什粌H能夠提高其松散率，而且還可提高煙葉的柔軟性和抗碎性，工藝上要求松散回潮后的出料含水率為17%～20%［4］。

綜上，回潮溫度是一項(xiàng)最重要的指標(biāo)，回潮溫度達(dá)到工藝要求，其它工藝指標(biāo)也就容易達(dá)到指標(biāo)要求，煙葉的回潮溫度越準(zhǔn)確和穩(wěn)定，煙葉含水率也就越準(zhǔn)確、穩(wěn)定，煙葉的松散回潮效果就越好。

因此，為促使煙葉快速升溫、吸濕，可使用循環(huán)熱風(fēng)對(duì)煙葉進(jìn)行傳熱和傳濕。循環(huán)過(guò)程中，循環(huán)風(fēng)從出口端頂部經(jīng)回風(fēng)管循環(huán)利用，通過(guò)注入回風(fēng)管的蒸汽、熱交換器對(duì)循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱，然后從入口端上部吹入筒體內(nèi)；還可引入加熱后的新鮮空氣補(bǔ)償循環(huán)熱風(fēng)。整個(gè)過(guò)程中，循環(huán)熱風(fēng)使?jié)L筒內(nèi)的氣體含有的水分和熱量分散均勻，從而防止水和熱量在局部煙片上大量聚集。

3 松散回潮機(jī)主要系統(tǒng)工作情況分析

▲圖2 松散回潮機(jī)控制結(jié)構(gòu)圖注：FT流量變送器 TT溫度變送器 PT壓力變送器 變送器產(chǎn)生的電流信號(hào)沿圖中虛線所示路徑傳輸，傳送到控制閥，電流信號(hào)來(lái)控制氣缸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)或風(fēng)門(mén)的開(kāi)度。

圖2 所示的松散回潮機(jī)共連接5路蒸汽，其中，有2路蒸汽進(jìn)入滾筒：1路與工藝水混合從入口端上部經(jīng)水氣混合噴嘴（標(biāo)記E）進(jìn)入滾筒，起到霧化水的作用；1路從滾筒入口端 （標(biāo)記D）噴入滾筒對(duì)煙葉進(jìn)行增溫。另有2路蒸汽進(jìn)入熱交換器對(duì)工藝氣體進(jìn)行加熱：1路對(duì)循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱 （標(biāo)記B）；1路對(duì)新鮮空氣進(jìn)行加熱（標(biāo)記C），補(bǔ)償循環(huán)熱風(fēng),用于低溫回潮。最后1路蒸汽注入回風(fēng)管熱交換器前端（標(biāo)記A），對(duì)回風(fēng)進(jìn)行加熱。

3.1 溫度控制系統(tǒng)技術(shù)特征

通過(guò)注入蒸汽對(duì)煙片增溫的方法如下。

（1）前端注入蒸汽D+回風(fēng)管熱交換器前端注入蒸汽A，按設(shè)定比例分配蒸汽D和A；

（2）回風(fēng)管熱交換器注入蒸汽B；

（3）新風(fēng)管熱交換器注入蒸汽C。

松散回潮滾筒的控制模式為：①蒸汽 A（或D）、B共同對(duì)煙片進(jìn)行增溫；②蒸汽A（或D）、B、C共同對(duì)煙片進(jìn)行低溫回潮。

前期工藝測(cè)試發(fā)現(xiàn)，選用蒸汽D和蒸汽C的方式進(jìn)行增溫，易造成出料水分的波動(dòng)較大，所以未使用蒸汽C、D的增溫方式。

現(xiàn)采用模式①（蒸汽A、B共同作用）對(duì)循環(huán)風(fēng)加熱后增溫?zé)熑~，根據(jù)熱風(fēng)溫度額定值來(lái)設(shè)定熱風(fēng)溫度，根據(jù)電子秤的煙片流量和蒸汽添加額定值的設(shè)定量來(lái)決定蒸汽A的施加量，根據(jù)回風(fēng)管內(nèi)的溫度傳感器實(shí)測(cè)溫度對(duì)蒸汽B控制閥的閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，確保熱風(fēng)溫度與設(shè)定值保持一致。操作人員可根據(jù)出口紅外測(cè)溫儀的檢測(cè)情況來(lái)調(diào)整蒸汽流量PID的設(shè)定值，并進(jìn)行微調(diào)，通過(guò)PID控制器調(diào)整蒸汽的閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)煙葉溫度的調(diào)整。

創(chuàng)新性引入新鮮空氣增溫模式，不僅能使加工溫度低至50℃，而且還可保證良好的物料松散效果，實(shí)現(xiàn)低溫松散回潮，滿足分組加工不同模塊處理強(qiáng)度的多樣化需求；同時(shí)減少物料色澤和吸味的變化，降低煙葉卷曲度。

3.2 水分控制系統(tǒng)技術(shù)特征

對(duì)煙葉進(jìn)行增濕是通過(guò)水汽混合噴嘴（標(biāo)記E）施加工藝水的方法。根據(jù)電子稱的煙片流量和生產(chǎn)用水添加額定值計(jì)算出所需的加水量；瞬時(shí)加水量通過(guò)PID接收流量傳感器的信號(hào)后，調(diào)整氣動(dòng)水壓閥的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)控制。操作人員可根據(jù)出口水分儀檢測(cè)情況來(lái)調(diào)整水流量PID的設(shè)定值并進(jìn)行微調(diào)。

使用蒸汽和加熱后的新鮮空氣同時(shí)加熱工藝氣體的方法，使工藝熱風(fēng)的含水率被控制在露點(diǎn)（注：在此溫度時(shí)，空氣飽和并產(chǎn)生露珠）以下，實(shí)現(xiàn)了工藝熱風(fēng)的溫度和含水率的獨(dú)立控制；同時(shí)，因?yàn)楣に嚐犸L(fēng)非常干燥，所以煙葉表面溫度低于熱風(fēng)溫度。施加相同蒸汽量時(shí)，煙葉表面溫度比傳統(tǒng)加工方式的更低，并且盡可能地減少了施加至煙葉表面的蒸汽量。

4 結(jié)論

松散回潮是卷煙生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，本文通過(guò)對(duì)松散回潮工作原理以及主要系統(tǒng)工作情況和工藝指標(biāo)的分析，系統(tǒng)全面地分析了松散回潮工藝流程，得出引入新鮮空氣增溫的溫度控制系統(tǒng)和利用加熱后的新鮮空氣及蒸汽同時(shí)對(duì)工藝氣體加熱的水分控制系統(tǒng)的可行性，為在實(shí)際生產(chǎn)中避免質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生、對(duì)設(shè)備的改良奠定了良好的基礎(chǔ)。

［1］ 國(guó)家煙草專賣(mài)局.卷煙工藝規(guī)范［M］.北京：中央文獻(xiàn)出版社,2003.

［2］ 彭振全，董志剛，王梅訓(xùn)，等.葉片回潮出口物料結(jié)團(tuán)的松散方法［C］.中國(guó)煙草學(xué)會(huì)工業(yè)專業(yè)委員會(huì)2010年煙草工藝學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，青島，2010.

［3］ 姚光明，鄧國(guó)棟，王慧.松散回潮回風(fēng)溫度對(duì)云南煙葉加工物理質(zhì)量和感官質(zhì)量的影響［J］.煙草科技，2009（12）:9-12.

［4］ 韋少談，李曉.穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)在松散回潮工序中的應(yīng)用［J］.中國(guó)科技縱橫，2013（2）：130-131.