蘇福彬 張 偉(福建龍巖煙草工業(yè)有限責(zé)任公司,福建 龍巖 364021)
RC-80葉絲回潮是干冰膨脹線一道重要工序,其工藝任務(wù)是將膨脹后的煙絲降溫回潮到特定水分,以保證煙絲的內(nèi)在質(zhì)量及提高煙絲的耐加工性。中國煙草科技工作者對(duì)滾筒增溫增濕等加工參數(shù)與產(chǎn)品感官質(zhì)量和化學(xué)成分的影響關(guān)系已做了相關(guān)的研究[1-3]。其中,含水率的控制效果對(duì)制絲的內(nèi)在品質(zhì)具有重要作用[4-6]。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,RC-80葉絲回潮入口煙絲溫度高、造碎量大、粘絲和濕團(tuán)量多,影響了煙絲的出口水分穩(wěn)定性。前人已對(duì)干冰線RC-80葉絲回潮機(jī)進(jìn)行了實(shí)用性研究,如RC-80葉絲回潮機(jī)的改造研究[7]、關(guān)于 CO2膨脹葉絲生產(chǎn)線回潮系統(tǒng)的改進(jìn)[8]、RC-80再回潮筒穩(wěn)壓凈水系統(tǒng)的改進(jìn)[9]、葉絲回潮過程加水比例對(duì)膨脹絲整絲率的影響[10],但這些均是在程序控制上進(jìn)行改進(jìn),提高煙絲出口水分的穩(wěn)定性,并未對(duì)滾筒粘絲和濕團(tuán)進(jìn)行深入研究。為此,可在回潮滾筒入口前的冷卻皮帶增加可變頻的低風(fēng)壓吹風(fēng)設(shè)備,以及對(duì)滾筒內(nèi)部導(dǎo)流板進(jìn)行優(yōu)化改造,以解決RC-80葉絲回潮入口煙絲溫度高、造碎量大、粘絲和濕團(tuán)量多的問題,改善產(chǎn)品的加工質(zhì)量。
目前中國膨脹煙絲生產(chǎn)線葉絲回潮系統(tǒng)大多引用美國AIRCO公司模式的回潮設(shè)備,行業(yè)內(nèi)簡稱RC-80。其工作過程如圖1所示,煙絲由冷卻振槽1、BC-72冷卻皮帶機(jī)2和BC-73冷卻皮帶機(jī)3進(jìn)行預(yù)降溫,然后煙絲從進(jìn)料斗4送入筒體5內(nèi),依靠自重及筒體4°傾角和導(dǎo)流板的作用,隨著筒體旋轉(zhuǎn)向出料端移動(dòng)。由壓縮空氣引射的霧化水,在筒體內(nèi)部分3個(gè)區(qū)共12個(gè)噴嘴對(duì)物料進(jìn)行噴射,使物料回潮降溫。裝在出料罩上的排潮風(fēng)機(jī)6,從筒內(nèi)抽走少量的空氣,使筒內(nèi)形成負(fù)壓,以免霧化的水外溢。為防止煙絲從冷卻振槽和冷卻皮帶經(jīng)過時(shí),只有與大氣進(jìn)行熱交換的煙絲表面溫度降低,以及煙絲水分散失過大,對(duì)冷卻振槽和冷卻皮帶采取了密閉設(shè)計(jì)。
以龍巖煙草工業(yè)有限責(zé)任公司的RC-80葉絲回潮系統(tǒng)為例,雖然在回潮前采用了密閉的冷卻振槽和冷卻皮帶進(jìn)行預(yù)降溫,并根據(jù)多年的使用經(jīng)驗(yàn),對(duì)RC-80葉絲回潮機(jī)的噴嘴霧化進(jìn)行調(diào)節(jié),對(duì)控制程序進(jìn)行優(yōu)化。但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中,RC-80葉絲回潮系統(tǒng)在使用時(shí)還是存在著煙絲造碎量大、滾筒粘絲量多,煙絲濕團(tuán)、濕球嚴(yán)重,煙絲的填充值較低的問題。根據(jù)多次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)觀察,造成RC-80葉絲回潮系統(tǒng)此種問題的原因分析如下:
圖1 RC-80葉絲回潮系統(tǒng)Figure 1 Humidition of tobacco system
(1)滾筒前的入口煙絲溫度高,根據(jù)多次試驗(yàn)測(cè)得,煙絲溫度可達(dá)65℃。RC-80葉絲回潮機(jī)是給高溫膨脹后的煙絲加水增濕回潮,煙絲溫度高將直接導(dǎo)致回潮筒體內(nèi)冷凝水的產(chǎn)生,造成煙絲濕團(tuán),粘絲量增加,同時(shí)也降低了膨脹煙絲的填充值[11]。
(2)滾筒內(nèi)導(dǎo)流板垂直于筒壁,設(shè)計(jì)不合理。垂直于筒壁的導(dǎo)流板使得膨脹后含水率低的葉絲在回潮滾筒內(nèi)被拋起較高的角度后落下,增大了葉絲造碎;同時(shí)因煙絲需運(yùn)行至滾筒“12”點(diǎn)鐘時(shí)(以滾筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)沿?zé)熃z出料方向看)才能完全地掉落,因此水能穿透煙絲,直接噴射至滾筒壁,煙絲濕球產(chǎn)生量加大[12,13]。
針對(duì)RC-80葉絲回潮系統(tǒng)煙絲造碎量大、滾筒粘絲量多,煙絲濕團(tuán)、濕球嚴(yán)重,煙絲填充值較低的問題,對(duì)RC-80葉絲回潮系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。
(1)如圖2所示,在冷卻皮帶BC-72和BC-73之間的搭接處下部增加一臺(tái)可變頻的低風(fēng)壓吹風(fēng)設(shè)備,該風(fēng)機(jī)固定于地面,風(fēng)機(jī)的功率1.5kW,轉(zhuǎn)速1 450r/min,全壓590Pa,流量3 500m3/h,其結(jié)構(gòu)見圖3,其中風(fēng)量及風(fēng)壓根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)過料情況進(jìn)行預(yù)調(diào)試,調(diào)試的結(jié)果取決于:① 進(jìn)滾筒5前的煙絲溫度;② 選取的風(fēng)量需使煙絲平穩(wěn)、較均勻地進(jìn)入下游設(shè)備。當(dāng)高溫的膨脹煙絲從冷卻皮帶BC-72落至BC-73時(shí),風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的葉片帶動(dòng)由機(jī)殼的中心進(jìn)入的空氣高速運(yùn)動(dòng),離心力使空氣在漸開線形狀的機(jī)殼內(nèi),沿著漸開線流向風(fēng)機(jī)出口,吹向高溫的膨脹煙絲,增強(qiáng)了與煙絲的對(duì)流換熱,經(jīng)換熱后的熱氣經(jīng)冷卻皮帶機(jī)BC-73上方的除塵管抽走,達(dá)到冷卻膨脹煙絲的效果,解決了入口煙絲溫度高的問題,同時(shí)也提高了煙絲的填充值;
圖2 改造后的RC-80葉絲回潮系統(tǒng)Figure 2 The humidition of tobacco system after the renovation
圖3 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)放大圖Figure 3 The Wind turbine structure drawing of partial enlargement
(2)如圖4所示,由于滾筒內(nèi)導(dǎo)流板垂直于筒壁,使得膨脹后含水率很小的葉絲被拋起較高的角度后又落下,增加了加水直接噴射至筒壁而產(chǎn)生濕球,同時(shí)也增大了葉絲造碎,造碎的煙絲容易粘附在滾筒壁上造成粘絲過多。因此本試驗(yàn)提出對(duì)滾筒內(nèi)部的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改造(見圖5)。據(jù)試驗(yàn)得知:滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),筒內(nèi)翻滾的物料主要集中在筒底部和一側(cè)(滾筒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物料主要集中在筒底部和右側(cè);順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物料主要集中在筒底部和左側(cè))。以滾筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(沿?zé)熃z出料方向看)為例,將導(dǎo)流板垂直于筒壁改造成導(dǎo)流板在滾筒“11點(diǎn)鐘”時(shí)垂直于筒壁,也就是當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)至“11點(diǎn)鐘”時(shí),煙絲能垂直落下,避免了煙絲被過度翻轉(zhuǎn)而造成造碎。并且滾筒內(nèi)的所有導(dǎo)流板內(nèi)側(cè)開口,與筒壁均設(shè)有3.5cm的縫隙,以便筒壁膨脹煙絲落下,以免噴嘴加水回潮時(shí)直接噴到筒壁而產(chǎn)生濕球/掛壁。
圖4 改造前的葉絲回潮筒導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)Figure 4 The deflector structure before the renovation of the humidition of tobacco cylinder
圖5 改造后的葉絲回潮導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)Figure 5 The deflector structure after the renovation of the humidition of tobacco cylinder
改進(jìn)后的RC-80葉絲回潮系統(tǒng),由于在進(jìn)入RC-80葉絲回潮機(jī)前的冷卻設(shè)備增加低風(fēng)壓吹風(fēng)設(shè)備,使得進(jìn)入回潮機(jī)前的煙絲溫度降低至40℃,很好地解決了冷凝水在回潮滾筒內(nèi)部的產(chǎn)生,以致減少了粘絲量;而對(duì)回潮滾筒內(nèi)部導(dǎo)流板的改造,更進(jìn)一步地解決了煙絲的造碎及煙絲濕球/掛壁的產(chǎn)生。在生產(chǎn)過程中,通過對(duì)RC-80葉絲回潮系統(tǒng)優(yōu)化改造后的多批次數(shù)據(jù)測(cè)量,回潮滾筒粘絲及濕團(tuán)重量由優(yōu)化改造前的13kg/批降至為9kg/批,碎絲率由之前的4.2%降至2.8%,煙絲的填充值增加了0.3g/cm3,應(yīng)用結(jié)果表明,此次的RC-80葉絲回潮系統(tǒng)優(yōu)化改造,對(duì)減少煙絲的造碎,降低粘絲和濕團(tuán)量是有效的,達(dá)到了改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低煙絲損耗的目的。鑒于此,龍巖煙草工業(yè)有限責(zé)任公司將此成果應(yīng)用在制絲車間加香工序上加以推廣使用,也取得了良好的效果。
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