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优化烘丝工序参数 稳定筒壁温度

2011年10月19日 来源:烟草在线专稿 作者:江西中烟工业公司赣南卷烟厂 杨福生、叶庆春
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  烟草在线专稿  引:针对烘丝机在实际使用过程中每到夏秋季筒壁温度存在降低严重,烘后叶丝质量难以保障问题,积极开展工艺技术参数优化。通过对排潮开度、热风分配风门开度、热风风量、热风温度和热风风门开度等工艺技术参数的试验,寻找到不同季节下的最佳工艺技术参数组合,确保筒壁温度达到工艺技术标准要求,保障产品质量。

  烘叶丝工序是卷烟生产制丝过程中的关键工序之一,叶丝在干燥过程中,通过干燥去湿,使叶丝充分松散,并产生一定卷曲,增加叶丝的填充能力。此外,随着叶丝含水量的不断蒸发,可除去叶丝中部分的杂气和挥发性烟碱,改善叶丝感官质量。通过工艺技术参数的优化和强化过程控制,提高叶丝干燥过程含水率、温度、结构的均匀性和稳定性是提高叶丝内在和外在质量的重要保证。

  烘丝机是制叶丝工艺线上的重要设备之一,其筒壁温度的高低直接影响烘后叶丝的内在质量和外在质量,烘丝机的筒壁温度直接受到工艺技术参数的影响。因此,尤为重要的就是探索工艺技术参数与烘丝机筒壁温度之间的相互关系。

  一、烘丝机的结构和工作原理

  1、烘丝机的主要结构:

  SH612B型薄板式烘丝机主要由前室、机架、烘筒、热风系统、管路系统、后室等构成。

  2、烘丝机的工作原理:

  烘丝机的烘筒与水平面成1.5°-2°的倾角,前室方向较高,后室方向较低。切好的烟丝经振动输送机从前室的进料口喂入导料筒,为了促进烟丝在导料筒内的初始移动,导料筒内的导料板是螺旋形的。烟丝进入烘筒,随着烘筒的转动烟丝受重力的作用由较高的一端运行到较低的一端时便干燥完毕从后室送出。

  装在烘筒内壁上的热交换板,一方面给烟丝加热,一方面又起到抄板的作用,把烟丝抄起来又洒下,使烟丝与气流的接触表面增大以提高干燥速率,并能促使烟丝自烘筒的一端运行至另一端。由于加热,烟丝内的水分从内部向周围扩散,热风系统的作用就是吸收和带走蒸发气体使干燥过程顺利进行。

烘丝机工作原理示意图(图一)

  烘丝机的一路热风由前室方向进入,与烟丝成顺流接触;另一路热风由后室的汽尘抽箱进入,防止尘汽由于温度太低在后室结露,蒸发气体从汽尘抽箱引出,经管路进入袋式除尘器。当烟丝品种、湿度和流量变化时,可以通过调整蒸汽压力、热风温度及烘筒的转速来达到最佳的烘丝效果。整个烘丝过程为连续自动(见图一和图二)。

烘丝工序控制原理图(图二)

  二、存在的问题

  烘丝机筒壁温度的高低直接影响烘后叶丝的含水率、填充值、碎丝率、化学成分(尤其是香味成分)和感官质量等工艺质量特性的变化。因此,必须使筒壁温度稳定在工艺技术标准范围内,确保叶丝的化学成分(尤其是香味成分)和感官质量达到产品设计技术标准。

  烘丝机筒壁温度的高低与工艺技术参数密切相关,也与季节环境温度有关。SH612B型薄板式烘丝机自2007年投产后就出现了在冬春季节筒壁温度达到工艺技术标准,而一到夏秋季节就出现筒壁温度下降严重且低于工艺技术标准,致使叶丝填充值和感官质量均难以满足产品设计技术标准要求的现象。

  三、原因分析

  由于烘丝机筒壁温度的高低与热风风门开度、热风温度、热风风量、排潮风门开度、热风分配风门开度和筒体转速等工艺参数密切相关,也与季节环境温度有关。现就针对薄板式烘丝机出现的在夏秋季节筒壁温度下降严重且低于工艺技术标准的现象进行原因分析。

  1、从春夏与秋冬季节温度的差异反面进行分析

  根据SH612B型薄板式烘丝机的工作原理和叶丝干燥工艺,热风系统的作用是为了满足复合干燥技术的要求,确保烟丝在上下翻滚过程中受热均匀、水分偏差减少,达到快速加热烘干的目的,同时使干燥过程中烟丝的粉尘和烟丝蒸发出来的水分快速排除。在环境温度较低的春冬季节,烘丝机要克服筒体和物料受环境温度低的影响,又要实现叶丝干燥去湿量,所以筒壁温度较高且满足工艺技术标准的要求;而在环境温度较高的夏秋季节,烘丝机要克服筒体和物料受环境温度高的影响,又要实现叶丝干燥去湿量,所以筒壁温度较低且不能达到工艺技术标准的要求,叶丝的填充能力也随之下降。因此,必须使筒壁温度稳定在工艺技术标准范围内,确保叶丝的内在质量和外在质量达到产品设计技术标准。

  同时说明,在环境温度较高的夏秋季节,在其它参数不边的条件下,筒体和物料受环境温度高的影响吸收了一定的热能,干燥同样含水率的叶丝所需热能要低一些,其筒壁温度下降严重且比春冬季节低。

  2、从筒壁温度与关联的工艺技术参数方面进行分析

  由于SH612B型薄板式烘丝机是在流量(2800kg/h)、热风温度(100℃±2℃)、热风风量(12HZ-18HZ)、热风风门开度(92%±2%)、筒体转速(11rpm)和排潮开度(30%-38%)相对稳定的条件下进行控制,采用单独调节筒壁温度来实现和控制烟丝干燥去湿量的叶丝干燥工艺,能够较快的调整对流干燥过程中干燥速度。由此可见,与筒壁温度相关联的工艺技术参数还有热风分配风门开度,说明热风分配风门开度大小直接影响到筒壁温度的高低。热风分配风门开度和来料水分是影响筒壁温度不达标的主要因素,热风风量、排潮开度是次要因素。

  四、实施试验

  在春冬季节环境温度较低,烘丝机要克服筒体和物料受环境温度低的影响,又要实现叶丝干燥去湿量,所以筒壁温度较高且满足工艺技术标准的要求;而在夏秋季节环境温度较高,烘丝机要克服筒体和物料受环境温度高的影响,又要实现叶丝干燥去湿量,所以筒壁温度较低且不能满足工艺技术标准的要求。因此,要使烘丝机的筒壁温度在夏秋季节环境温度较高的情况下达到工艺技术标准的要求,就必须降低排潮开度、热风风量和热风参与干燥去湿的热效能,同时提高筒壁参与干燥去湿的热效能,才能满足烘丝机实现叶丝干燥去湿量且使筒壁温度达到工艺技术标准的要求。为此,就热风分配风门开度(蝶阀A和碟阀B)、热风风量、排潮开度、筒壁温度和叶丝填充值等参数之间的影响关系进行试验。热风分配风门开度的调节(见图三、图四)。

 

热风分配风门图片(图三) 热风分配风门示意图(图四)

  本次试验是在设定流量2800kg/h、热风温度100℃±2℃、热风风门开度(92%±2%)和筒体转速(11rpm)的条件下,根据来料水分和温度、汽源压力等参数进行试验,通过调节热风风机频率、排潮风门开度和热风分配风门开度等工艺技术参数,对庐山(新)、庐山(银)、赣(蓝)、赣(佳品)等四、五类卷烟共计67批次分别进行试验,探索调节热风风量、排潮风门开度和热风分配风门开度等工艺技术参数在秋冬季节对烘丝机筒壁温度的影响情况,具体试验数据如下(详见附件烘丝机筒壁温度测试表1):

  通过以上试验,发现卷烟类别、卷烟配方存在的差异,在夏秋季节对筒壁温度影响较大,配方中烟叶等级越高其所需干燥去湿的筒壁温度就越高;卷烟类别越低其所需干燥去湿的筒壁温度就越低;来料含水率越高其所需干燥去湿的筒壁温度就越高,且表现出较明显的态势;热风风量越低筒壁温度上升越快;排潮开度越大筒壁温度下降越快;热风分配风门开度比例越小筒壁温度上升越快,而且显著上升;筒壁温度也受蒸汽汽源压力和质量的影响,蒸汽汽源压力越高、质量越好,筒壁温度反应更快。从以上试验中,对来料水分合格、筒壁温度达到工艺技术标准要求的八个批次的试验数据进行归纳汇总。(详见附件烘丝机筒壁温度试验达标批次汇总表2)。 

  从表1和表2中可以看出,热风分配比例为4比6时,热风风机频率为12HZ-13HZ、排潮风门开度为30%-31%和来料水分合格的条件下,筒壁温度均能达到并满足工艺技术标准的要求。

  五、效果检查:

  1、现场跟踪:在2011年夏秋季节的5-9月进行了5个月55个批次的跟踪检查,按照热风风机频率为12HZ-13HZ、排潮开度为30%-31%、进入干燥滚筛的热风风门开度为40%,进入热交换的热风风门开度为60%(即4比6)的实验方案运行,达到了预期的效果。(详见附件烘丝机筒壁温度效果检查汇总表3)。

  2、烟丝结构和感官:烘丝机筒壁温度的高低直接影响烘后叶丝的含水率、填充值、和感

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