羅開才,李存華,馬繼成,侯琪琛,陳曉峰
(紅塔煙草集團有限責任公司,云南玉溪 653100)
在煙草行業(yè),決定卷煙品質除原料外就是生產工藝,其中制絲工序非常關鍵,各卷煙品牌品規(guī)對應相關煙絲原料和生產工藝。因此,正式推向市場的卷煙品牌都是大規(guī)?;卦谔囟ǖ纳a線上完成,比如有的品牌煙絲生產量可達10 t/h 以上。由于制絲量較大,香精的添加量和添加速度也隨之變大,因此應具有完整的含PLC 控制的自動化系統(tǒng),比如壓力控制閥、香精進出量的自動控制等?;诔杀镜瓤紤],顯然不適合僅添加幾百毫升香精的少量煙絲生產。所以,規(guī)模化的制絲生產線往往不適合小批量、小樣的卷煙生產,也往往不適合卷煙產品的試制研究。每一種卷煙品牌生產前,都要進行大量的試制工作,關鍵工藝在制絲過程中的煙絲原料和香精的配伍過程,以便遴選出最優(yōu)的煙絲的調香工藝。香料在煙絲中的添加,本質是通過管道向煙絲均布的過程,根據(jù)不同的用途、不同的場景等而采取的不同技術方案。因此,為解決小批量卷煙生產中對制絲中的香精添加,研究小批量煙草制絲工藝上的香精添加方法很有必要,對提升卷煙品質研究有重要意義。
卷煙生產中的香精添加系統(tǒng)采用壓縮空氣與液體混合引射霧化,雙介質噴嘴均勻噴灑至煙絲的低壓液、氣壓系統(tǒng)實現(xiàn)。配置有:帶攪拌器的香精儲存桶、泵、流量計、加香精與回料管路、壓縮空氣控制與引射霧化管路、雙介質噴嘴、各種控制元件、電控系統(tǒng)等。配制好的香精置于香精桶內并攪拌均勻,當需要添加香精時,系統(tǒng)發(fā)出信號,各控制元件按程序動作,香精經過泵的作用,流經流量計(計量)至雙介質噴嘴的中心管,壓縮空氣經過其管路同時進入雙介質噴嘴的外管,并在噴口處與香精混合,通過其壓力和流速將香精引射、霧化后均勻噴灑到煙絲上。被加香精后的煙絲通過翻滾混合,實現(xiàn)香精的均勻性吸收,完成香精添加過程。一般料液系統(tǒng)的設置壓力小于0.15 MPa。為解決小批量卷煙生產中對制絲中的香精添加,借鑒卷煙生產中的香精添加原理,結合香精的添加量設計儲罐,設計原理如圖1 所示。
圖1 香精添加方法設計原理示意
香精進料漏斗、進料控制閥、氣壓表、排氣閥、高壓進氣管通過焊接安裝于儲罐蓋上;其中,香精進料漏斗采用錐形設計,圓錐角60°,錐底直徑90 mm,如圖2 所示。
圖2 各附件原理示意
如儲罐容量設計為2000 mL 以內,上部采用圓柱體、下部采用圓錐體設計。圓柱體的直徑為D=170 mm、高H=50 mm,圓錐體錐角設計為a=90°,大致容積約1700 mL以內,符合設計要求。當然可將圓柱體的高H設計為250 mm,則儲罐的可達6000 mL,具體儲罐容量依具體需求而定,如圖3 所示。
圖3 儲罐設計示意
儲罐蓋和儲罐配合采用螺紋配合,并內置密封圈,或儲罐蓋和儲罐配合采用焊接,兩種方案各有優(yōu)缺點,采用焊接整體解構強度較好,但儲罐內不易清潔;采用螺紋配合,儲罐內易清潔,裝配方便快捷,但制造工藝較復雜,如圖4所示。
如圖1、圖4 所示,氣壓表的量程可采用0~1 MPa,由于該方案小批量制絲生產,高壓軟管均可采用Φ6 mm,軟管長度可根據(jù)實際工作環(huán)境裁剪。
圖4 附件裝配示意
過程:①通過氣壓表檢查儲罐內氣壓,利用排氣閥泄壓;②關閉FESTO 過濾減壓閥、排氣閥及香精控制閥;③打開進料控制閥,將配制好的、定量的香精通過香精進料漏斗注入到儲罐中,關閉進料控制閥;④將高壓氣體接入高壓氣體入口,使氣體進入三通連接器,經過高壓軟管,進入FESTO 過濾減壓閥,調壓并打開,氣體經高壓軟管,通過高壓進氣管注入到儲罐中;⑤根據(jù)氣壓表上的技術參數(shù)開啟香精控制閥,高壓氣體通過高壓軟管和高壓軟管,將香精注入雙介質霧化噴頭中;⑥高壓氣體經三通連接器后,氣體經高壓軟管通過氣壓調節(jié)閥調壓,再通過高壓軟管進入雙介質霧化噴頭,將香精霧化、均勻噴灑在煙絲滾筒內的煙絲中;⑦香精添加完成后,將系統(tǒng)移到非工作位置,把清洗水通過香精進料漏斗注入到儲罐中,運行以上步驟和流程,對系統(tǒng)進行清洗;⑧當清洗排出的水清澈干凈時,停止清洗水,通過壓縮空氣對系統(tǒng)進行吹掃,保持系統(tǒng)無積液、清潔干燥。
本技術方案解決了小批量卷煙生產中對制絲中的香精添加,有利于卷煙試制的研究,提高卷煙的試制及研究煙絲和香精配伍的效率。由于儲罐設計僅按幾升容量設計,而正式制絲生產線上的香精儲罐有幾十升或上百升,因此本方案僅適合小批量、小樣的制絲和卷煙生產,利于卷煙產品的試制研究。由于采用高壓軟管連接各閥門控制端口,利用高壓軟管的可塑性,可以在任何合適的位置實現(xiàn)人工將霧化的香精均勻噴灑在煙絲滾筒內的煙絲中,實現(xiàn)了人工添加,解決了小批量煙草制絲香精的難題,避免了在大型制絲生產線上進行制絲調香研究的影響。由于香精控制閥只有在儲罐內盛有規(guī)定要求的香精且氣壓符合要求才開啟,使霧化香精在滾筒內對煙絲的添加更均勻通透,這種用壓縮氣加壓的新方式比常規(guī)制絲生產線上用齒輪泵、膜片泵供料更具優(yōu)異性,也界定了煙絲加香是小樣還是大規(guī)模生產;排氣閥具有泄壓作用,簡單講就是儲罐有壓力時,不能打開進料控制閥,具體的氣壓值由氣壓表測定,由于FESTO 過濾減壓閥具有較強的空氣過濾作用,避免了壓縮空氣中的雜質等進入儲罐中,人工操作更方便靈活、高效。小批量卷煙生產中對制絲中的香精添加一直是技術難點,難點在于添加的香精少,通常幾百毫升,不適于在大型制絲生產線上完成;其次,小批量制絲中香精添加的均布性和通透性要求更高,本技術方案能更好解決。
綜上所述,本技術方案有利于卷煙試制的研究,也適于小批量的制絲和卷煙生產,具有人工操作方便、結構原理簡潔可靠、添加香精精準等特點,可提高卷煙的試制及研究煙絲和香料配伍的效率,利于提高卷煙品質的研究,有較高推廣應用價值。