SH93氣流烘絲新工藝的應(yīng)用研究

汪建偉++胡曉軍

摘 要：針對SH93氣流烘絲工藝使用中存在的烘絲冷卻后葉絲含水率穩(wěn)定性偏低和含水率控制精度偏低、干頭干尾偏高的問題，對其運行狀態(tài)和控制模式進行了分析，并從SH93氣流烘絲機上、下游銜接工藝流程和工藝參數(shù)兩方面進行了優(yōu)化改進、采用高含水率切絲等新型加工設(shè)備。運行結(jié)果表明，改造后和改造前相比，SH93氣流烘絲的烘后葉絲含水率穩(wěn)定性及控制精度大幅度提高，加工AA品牌烘絲冷卻后葉絲含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，烘絲機產(chǎn)生的干頭干尾量由25.06 kg/批降低到15.05 kg/批，填充值由5.81 cm3/g提高到6.01 cm3/g，葉絲切絲質(zhì)量也符合卷煙工藝規(guī)范。

關(guān)鍵詞：氣流烘絲機 烘絲工藝 水分控制 干頭干尾

中圖分類號：TS43 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0062-03

在目前煙葉資源緊缺的大環(huán)境下，如何提高煙葉資源的利用效率，成為各卷煙制造企業(yè)的一大課題。氣流干燥[1]作為葉絲加工的一種主要手段，在煙草行業(yè)內(nèi)得以普遍應(yīng)用，以提高煙葉的利用率。早在1959年，Anderson[2]就提出了用熱空氣干燥煙草的方法，并設(shè)計出一套由干燥管和圓柱形干燥室間隔組成的脈沖管式煙絲干燥系統(tǒng)[3]，江蘇智思機械集團公司生產(chǎn)的SH93型氣流式烘絲機[4]就是基于此原理設(shè)計生產(chǎn)的一種通過高溫氣流對煙絲進行干燥的新型烘絲機，主要特點[5]：一是葉絲的膨脹率可控制在20%～30%；二是能去除青雜氣味和游離煙堿，煙絲香氣更為醇和；三是使葉絲具有良好的卷曲度和松散性。杭州卷煙廠在“十一五”易地技改之前的5000 kg/h制葉絲線上使用了1臺江蘇智思機械集團公司生產(chǎn)的SH93氣流烘絲機，使用效果尚好，從烘后葉絲填充值的提高和降焦減害的目標(biāo)來說，得到了很好的實現(xiàn)；但氣流烘絲與并聯(lián)的滾筒薄板烘絲對比發(fā)現(xiàn)，SH93氣流烘絲烘后葉絲含水率[6]控制精度偏低、含水率的穩(wěn)定性較差、干頭干尾量相對偏高。因此，杭州卷煙廠在進行“十一五”易地技改之初，就將如何提高SH93氣流烘絲的含水率控制精度和穩(wěn)定性作為一個重要課題，開展了一系列相關(guān)的研究，并對SH93氣流烘絲的上、下游銜接工藝流程和工藝參數(shù)兩方面做出改進，實現(xiàn)了SH93氣流烘絲含水率控制精度的提高以及干頭干尾量的明顯減少，同時適當(dāng)?shù)靥岣吡巳~絲填充值，提高了煙葉的利用率。

1 改造前SH93氣流烘絲工藝流程缺陷分析

改造前SH93氣流烘絲工段工藝流程見圖1。實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)使用該工藝的SH93氣流烘絲烘后葉絲含水率控制精度偏低、含水率的穩(wěn)定性較差、干頭干尾量相對偏高，詳見表1、表2。

表1是2010年1～12月，SH93氣流烘絲生產(chǎn)AA品牌卷煙葉絲烘絲冷卻后含水率批合格率[7]統(tǒng)計表，表2是生產(chǎn)AA品牌卷煙葉絲烘絲冷卻后干頭干尾量統(tǒng)計表，由此兩表可發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的加工工藝生產(chǎn)的烘絲冷卻后葉絲含水率的穩(wěn)定性偏低和烘后葉絲干頭干尾的重量偏大。

表1中所示的批合格率均值為每月所有批次產(chǎn)品的含水率合格率的平均值。合格率計算公式為：

公式中：P是批合格率，Tu是允差上限；Tl是允差下限，M是設(shè)定值，F(xiàn)是正態(tài)分布函數(shù)（積分），，是6個在一分鐘內(nèi)含水率儀測得數(shù)據(jù)的平均值（n=6）（短期平均值），是6個在一分鐘內(nèi)含水率儀測得數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）（短期標(biāo)準(zhǔn)偏差），是所有的平均值（n～50-60對于1 h運行），是所有的標(biāo)準(zhǔn)偏差（n～50-60對于1 h運行）。

表2中數(shù)值是每個季度抽取1批的數(shù)據(jù)，因為干頭干尾需要人工從生產(chǎn)線上取出物料進行稱量的。

傳統(tǒng)加工工藝流程缺陷分析：如圖1所示，該工藝在控制型皮帶秤、超級回潮筒、SH93氣流烘絲三個工序環(huán)節(jié)的設(shè)置上存在問題：

（1）對SH93氣流烘絲加工工藝系統(tǒng)來說，葉絲來料流量、含水率的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，由于煙絲在SH93氣流式烘絲機的烘絲管道內(nèi)的干燥時間只有1～2 s，在如此短的時間內(nèi)要把煙絲含水率從26%～28%烘干到12%，如果來料煙絲流量或含水率均勻性較差，將直接影響到烘后煙葉絲的含水率的穩(wěn)定性和精度。

（2）圖1中的控制型皮帶秤雖然穩(wěn)定了進超級回潮筒的葉絲流量，對超級回潮筒增溫增濕的控制是有利的，但經(jīng)過超級回潮筒后，由于回潮筒的旋轉(zhuǎn)，煙絲常常形成波浪式扭曲狀態(tài)，造成經(jīng)超級超級回潮筒后直接進入SH93氣流烘絲機的葉絲流量不穩(wěn)定，從而影響烘后葉絲的加工質(zhì)量；

（3）超級回潮筒后葉絲出料后直接進入SH93氣流式烘絲機，因此剛增溫增濕的葉絲的含水率的均勻性和充分完全滲透率存在一定的問題，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

上述幾點是影響SH93氣流烘絲機烘絲冷卻后葉絲含水率的穩(wěn)定性和精度的主要因素。

2 改造后的SH93氣流烘絲工段流程

基于對上述流程存在問題的分析，杭州卷煙廠“十一五”易地技改對搬遷到新廠的SH93氣流烘絲的工藝流程做了改進和實踐，改造后SH93氣流烘絲新工藝流程見圖2。

如圖2所示，新的工藝流程改進主要有：

（1）將超級回潮筒增溫增濕工序前移到切絲機前，片煙在儲葉柜進行含水率平衡，從儲葉柜輸出的片煙再經(jīng)增溫增濕筒，松散結(jié)塊煙葉，采用熱風(fēng)溫度：80 ℃，控制增溫增濕后，出口煙葉水分：18.5～28.5±1.0%，口煙葉溫度：45～55±3 ℃。

（2）增溫增濕筒前設(shè)置倉式喂料機和控制型皮帶秤進行精確的流量控制，皮帶秤精度要求：≤0.5%。

（3）采用高水分切葉絲工藝。選擇能處理高含水率煙葉的進口意大利Garbuio Dickinson公司SD508切絲機，切葉絲水份：26%～28%，切絲寬度：0.8～1.2±0.1 mm，合格率：≥99%，配合煙絲長度控制刀具用以控制切絲長度，有利于減少在氣流干燥環(huán)節(jié)煙絲成團。柔性切絲，低刀門壓力，跑片、結(jié)塊少；尤其是切絲水份最大可到28%，極大的擴大了切絲水份的可調(diào)范圍，有利于滿足氣流干燥對進料水分的要求。endprint

（4）切后煙絲通過倉式喂料機和控制型皮帶秤進行精確的流量控制后直接進入SH93，使進入SH93氣流烘絲機的煙絲流量保持穩(wěn)定。同時增溫增濕后的煙葉經(jīng)過切前倉式喂料機、切后倉式喂料機等暫存環(huán)節(jié)的平衡，含水率均勻性和滲透率得到了一定的保證。

3 改造后的實際效果

新工藝的出發(fā)點是穩(wěn)定進入SH93氣流烘絲機的葉絲流量和含水率，從而保證烘絲冷卻后葉絲的含水率穩(wěn)定性。安裝使用后實際生產(chǎn)證明，新的SH93氣流烘絲工藝對烘絲冷卻后葉絲的含水率穩(wěn)定性和精度的提高非常明顯，同時還額外地獲得了葉絲填充值的提高，切絲質(zhì)量也符合規(guī)范要求，詳見表3、表4、表5、表6。

從表3可以看出，改造后2013年全年烘絲冷卻后葉絲含水率批合格率均值為0.9983。與改造前相比提高0.0688。

從表4可以看出，改造后每批的干頭干尾總重量下降到15.05 kg。與改造前相比每批的干頭干尾總重下降了11.01 kg。

從表5可以看出，改造后烘后葉絲填充值為6.01 cm3/g，與改造前相比提高了0.2 cm3/g，烘后葉絲的質(zhì)量進一步提高。

從表6可以看出SD5切絲機采用28%的高含水率切絲，切絲合格率98.17%，切絲質(zhì)量可以滿足工藝規(guī)范要求的。

4 結(jié)語

SH93氣流烘絲工藝改造前、后相比，生產(chǎn)相同品牌的葉絲測試結(jié)果表明，SH93氣流烘后煙絲的含水率穩(wěn)定性提高，加工AA品牌卷煙烘絲冷卻后葉絲含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，與改造前相比提高0.0688。每批的干頭干尾總量由改造前的25.06 kg降低到改造后的15.05 kg。改造前、后填充值相比提高了0.2 cm3/g，烘絲冷卻后葉絲的質(zhì)量進一步提高，改造后的新工藝效果是明顯的。

參考文獻

[1] 潘永康，王喜忠.現(xiàn)代干燥技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[2] Anderson H D.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：828619，1959-07-21.

[3] Anderson H D，Wright A H，Ijsselstfin L.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：875684，1961-08-23.

[4] 杜愛詳，馬鐵兵.葉絲快速膨化干燥方法[P].中國專利：1436495A，2003-08-20.

[5] 國家煙草專賣局.葉絲氣流干燥技術(shù)應(yīng)用研討會論文[C].2003.

[6] 國家煙草專賣局，卷煙工藝規(guī)范[M].中央文獻出版社，2003.

[7] 全國質(zhì)量專業(yè)技術(shù)人員職業(yè)資格考試辦公室組織編寫.質(zhì)量專業(yè)理論與實務(wù)[M].中國人事出版社，2011.endprint

（4）切后煙絲通過倉式喂料機和控制型皮帶秤進行精確的流量控制后直接進入SH93，使進入SH93氣流烘絲機的煙絲流量保持穩(wěn)定。同時增溫增濕后的煙葉經(jīng)過切前倉式喂料機、切后倉式喂料機等暫存環(huán)節(jié)的平衡，含水率均勻性和滲透率得到了一定的保證。

3 改造后的實際效果

新工藝的出發(fā)點是穩(wěn)定進入SH93氣流烘絲機的葉絲流量和含水率，從而保證烘絲冷卻后葉絲的含水率穩(wěn)定性。安裝使用后實際生產(chǎn)證明，新的SH93氣流烘絲工藝對烘絲冷卻后葉絲的含水率穩(wěn)定性和精度的提高非常明顯，同時還額外地獲得了葉絲填充值的提高，切絲質(zhì)量也符合規(guī)范要求，詳見表3、表4、表5、表6。

從表3可以看出，改造后2013年全年烘絲冷卻后葉絲含水率批合格率均值為0.9983。與改造前相比提高0.0688。

從表4可以看出，改造后每批的干頭干尾總重量下降到15.05 kg。與改造前相比每批的干頭干尾總重下降了11.01 kg。

從表5可以看出，改造后烘后葉絲填充值為6.01 cm3/g，與改造前相比提高了0.2 cm3/g，烘后葉絲的質(zhì)量進一步提高。

從表6可以看出SD5切絲機采用28%的高含水率切絲，切絲合格率98.17%，切絲質(zhì)量可以滿足工藝規(guī)范要求的。

4 結(jié)語

SH93氣流烘絲工藝改造前、后相比，生產(chǎn)相同品牌的葉絲測試結(jié)果表明，SH93氣流烘后煙絲的含水率穩(wěn)定性提高，加工AA品牌卷煙烘絲冷卻后葉絲含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，與改造前相比提高0.0688。每批的干頭干尾總量由改造前的25.06 kg降低到改造后的15.05 kg。改造前、后填充值相比提高了0.2 cm3/g，烘絲冷卻后葉絲的質(zhì)量進一步提高，改造后的新工藝效果是明顯的。

參考文獻

[1] 潘永康，王喜忠.現(xiàn)代干燥技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[2] Anderson H D.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：828619，1959-07-21.

[3] Anderson H D，Wright A H，Ijsselstfin L.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：875684，1961-08-23.

[4] 杜愛詳，馬鐵兵.葉絲快速膨化干燥方法[P].中國專利：1436495A，2003-08-20.

[5] 國家煙草專賣局.葉絲氣流干燥技術(shù)應(yīng)用研討會論文[C].2003.

[6] 國家煙草專賣局，卷煙工藝規(guī)范[M].中央文獻出版社，2003.

[7] 全國質(zhì)量專業(yè)技術(shù)人員職業(yè)資格考試辦公室組織編寫.質(zhì)量專業(yè)理論與實務(wù)[M].中國人事出版社，2011.endprint

（4）切后煙絲通過倉式喂料機和控制型皮帶秤進行精確的流量控制后直接進入SH93，使進入SH93氣流烘絲機的煙絲流量保持穩(wěn)定。同時增溫增濕后的煙葉經(jīng)過切前倉式喂料機、切后倉式喂料機等暫存環(huán)節(jié)的平衡，含水率均勻性和滲透率得到了一定的保證。

3 改造后的實際效果

新工藝的出發(fā)點是穩(wěn)定進入SH93氣流烘絲機的葉絲流量和含水率，從而保證烘絲冷卻后葉絲的含水率穩(wěn)定性。安裝使用后實際生產(chǎn)證明，新的SH93氣流烘絲工藝對烘絲冷卻后葉絲的含水率穩(wěn)定性和精度的提高非常明顯，同時還額外地獲得了葉絲填充值的提高，切絲質(zhì)量也符合規(guī)范要求，詳見表3、表4、表5、表6。

從表3可以看出，改造后2013年全年烘絲冷卻后葉絲含水率批合格率均值為0.9983。與改造前相比提高0.0688。

從表4可以看出，改造后每批的干頭干尾總重量下降到15.05 kg。與改造前相比每批的干頭干尾總重下降了11.01 kg。

從表5可以看出，改造后烘后葉絲填充值為6.01 cm3/g，與改造前相比提高了0.2 cm3/g，烘后葉絲的質(zhì)量進一步提高。

從表6可以看出SD5切絲機采用28%的高含水率切絲，切絲合格率98.17%，切絲質(zhì)量可以滿足工藝規(guī)范要求的。

4 結(jié)語

SH93氣流烘絲工藝改造前、后相比，生產(chǎn)相同品牌的葉絲測試結(jié)果表明，SH93氣流烘后煙絲的含水率穩(wěn)定性提高，加工AA品牌卷煙烘絲冷卻后葉絲含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，與改造前相比提高0.0688。每批的干頭干尾總量由改造前的25.06 kg降低到改造后的15.05 kg。改造前、后填充值相比提高了0.2 cm3/g，烘絲冷卻后葉絲的質(zhì)量進一步提高，改造后的新工藝效果是明顯的。

參考文獻

[1] 潘永康，王喜忠.現(xiàn)代干燥技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[2] Anderson H D.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：828619，1959-07-21.

[3] Anderson H D，Wright A H，Ijsselstfin L.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：875684，1961-08-23.

[4] 杜愛詳，馬鐵兵.葉絲快速膨化干燥方法[P].中國專利：1436495A，2003-08-20.

[5] 國家煙草專賣局.葉絲氣流干燥技術(shù)應(yīng)用研討會論文[C].2003.

[6] 國家煙草專賣局，卷煙工藝規(guī)范[M].中央文獻出版社，2003.

[7] 全國質(zhì)量專業(yè)技術(shù)人員職業(yè)資格考試辦公室組織編寫.質(zhì)量專業(yè)理論與實務(wù)[M].中國人事出版社，2011.endprint