烘道干燥技術(shù)在造紙法再造煙葉生產(chǎn)中的應(yīng)用

藍(lán)建斌　李　曉

（1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院，　河南　鄭州　450002；2.金閩再造煙葉發(fā)展有限公司，　福建　羅源　350600）

烘道干燥技術(shù)在造紙法再造煙葉生產(chǎn)中的應(yīng)用

藍(lán)建斌1、2李曉1

（1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院，河南鄭州450002；2.金閩再造煙葉發(fā)展有限公司，福建羅源350600）

造紙法再造煙葉的生產(chǎn)過(guò)程中，涂布后的干燥工序?qū)罄m(xù)的加工處理及成品的感官品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。目前國(guó)內(nèi)造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中，涂布后一般采用熱風(fēng)烘道進(jìn)行干燥。熱風(fēng)烘道的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行溫度、熱風(fēng)風(fēng)速及控制形式等不但影響產(chǎn)品干燥的速率和生產(chǎn)的效率，而且其干燥的速度和溫度還將影響煙草薄片的感官品質(zhì)。通過(guò)對(duì)熱風(fēng)烘道工作原理介紹、在再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中的工藝流程和生產(chǎn)應(yīng)用等方面的分析探討，闡述了熱風(fēng)干燥技術(shù)在造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中的使用，為設(shè)備的優(yōu)化及生產(chǎn)過(guò)程的控制提供參考。

熱風(fēng)烘道造紙法再造煙葉干燥應(yīng)用

0　前 言

造紙法再造煙葉是國(guó)內(nèi)最近幾年迅速發(fā)展的一種新型煙草制造技術(shù)。它主要以廢棄的煙梗、煙末、紙漿纖維以及部分低檔次煙葉等煙草物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)浸提、磨漿、抄紙、浸涂、烘干等加工處理，制成形狀接近甚至優(yōu)于天然煙葉的煙草薄片，并用于卷煙生產(chǎn)。在造紙法再造煙葉的生產(chǎn)過(guò)程中，涂布后的干燥工序?qū)罄m(xù)的加工處理及成品的感官品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。目前國(guó)內(nèi)造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中，涂布后一般采用熱風(fēng)烘道進(jìn)行干燥。熱風(fēng)烘道的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行溫度、熱風(fēng)風(fēng)速及控制的形式等不但影響產(chǎn)品干燥的速率和生產(chǎn)的效率，而且其干燥的速度和溫度還將影響煙草薄片的感官品質(zhì)。

1　原 理

烘道干燥技術(shù)，主要是利用呼吸式循環(huán)熱風(fēng)穿透技術(shù)對(duì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)干燥而達(dá)到產(chǎn)品要求的干度。烘道干燥技術(shù)主要應(yīng)用在涂布或者施膠以后的無(wú)接觸式氣浮干燥。由于再造煙葉產(chǎn)品和通常的紙頁(yè)相比較，片基的抗張強(qiáng)度小，如果采用無(wú)接觸式氣浮干燥極易斷紙和堵塞；采用雙層夾網(wǎng)運(yùn)載方式進(jìn)行，又將影響其干燥效率；因此通常采用單層干網(wǎng)運(yùn)載的方式運(yùn)行。

在生產(chǎn)過(guò)程中，再造煙葉在熱風(fēng)烘道干燥過(guò)程受到主要包括原料、入烘道溫度、烘道熱風(fēng)溫度、烘道熱風(fēng)速度等多個(gè)因素的影響。

1.1原料

再造煙葉原料主要來(lái)源于煙葉打葉復(fù)烤附屬產(chǎn)品（煙梗、烤機(jī)煙葉碎片）、卷煙企業(yè)篩選煙末、除塵系統(tǒng)產(chǎn)生的煙塵、卷煙殘絲等，原料形態(tài)具有較為復(fù)雜而又難以控制的多樣性和不穩(wěn)定性。但總體可以分為三大類(lèi)：煙梗和碎葉片及煙末。三類(lèi)原料不管從物理特性還是化學(xué)特性都存在明顯差異。煙梗、碎葉片及煙末類(lèi)原料的物理化學(xué)特性的不同，其所生產(chǎn)的片基的強(qiáng)度和脫水性能均不同。片基的強(qiáng)度和保水性還將受到原料的產(chǎn)地、年份的影響。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中將根據(jù)原料的不同而調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以保證片基高效穩(wěn)定地干燥。

1.2產(chǎn)品入烘道的溫度

再造煙葉片基入烘道的溫度將影響其在烘道中的脫水干燥。當(dāng)進(jìn)入烘道的產(chǎn)品溫度較高時(shí)，則減少片基在烘道中預(yù)熱升溫時(shí)間，進(jìn)而加快其干燥脫水。同時(shí)也有利于涂布液在片基上的滲透吸收，減少薄片表面涂布的可能。產(chǎn)品進(jìn)入烘道時(shí)溫度較低則將延長(zhǎng)其在烘道中升溫的時(shí)間，降低產(chǎn)品在烘道中蒸發(fā)效率，增加烘道的負(fù)荷。然而入烘道時(shí)的溫度取決于進(jìn)涂布前片基溫度和涂布液溫度，受制于片基抄造工序和涂布液制備工序工藝。

1.3烘道熱風(fēng)溫度

烘道熱風(fēng)溫度是影響干燥能力和產(chǎn)品質(zhì)量最主要的因素。熱風(fēng)的溫度較高時(shí)，產(chǎn)品將較快速的脫水干燥，但是其會(huì)影響涂布液在片基上的滲透吸收，同時(shí)影響再造煙葉的色澤，更重要的將影響煙草的感官品質(zhì)。為了保證產(chǎn)品感官品質(zhì)，目前行業(yè)內(nèi)多采用“低溫慢烤”的烘道干燥理念：即在較低的熱風(fēng)溫度下適當(dāng)延長(zhǎng)烘道的長(zhǎng)度，提高熱風(fēng)的速度等方式來(lái)滿足烘道內(nèi)的脫水干燥能力；并獲得較好的烘干曲線的控制手段，以利于根據(jù)不同的產(chǎn)品特性和工藝要求進(jìn)行調(diào)整熱風(fēng)溫度曲線，從而保證再造煙葉具有較好的的感官品質(zhì)。如福建金閩再造煙葉目前生產(chǎn)線熱風(fēng)烘道即由原6 m×4組改造成6 m×8組。在建的“七匹狼”煙葉專(zhuān)用線則將采用6 m×12組共72 m有效干燥烘道的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)進(jìn)行干燥。

1.4烘道熱風(fēng)速度

熱風(fēng)速度也是影響烘道干燥效率的一個(gè)重要因素。當(dāng)產(chǎn)品在烘道中受到高溫的熱風(fēng)高速?zèng)_擊，甚至被熱風(fēng)所穿透，則將大大加快產(chǎn)品的干燥速度。根據(jù)模擬計(jì)算，如果在其他條件不變的情況下，當(dāng)熱風(fēng)溫度升高10℃所獲得的額外蒸發(fā)能力相當(dāng)于升高6.5 m/s送風(fēng)速度所獲取額外干燥能力，而將熱風(fēng)速度提高6.5 m/s所耗的能耗將遠(yuǎn)高于提高溫度的能耗，因此通常先調(diào)節(jié)溫度來(lái)增減設(shè)備干燥能力。另外由于薄片產(chǎn)品本身的纖維結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，為了保證生產(chǎn)的穩(wěn)定進(jìn)行，熱風(fēng)的速度也會(huì)受此限制。由于目前多數(shù)生產(chǎn)線均采用單托網(wǎng)的形式傳遞再造煙葉，因此在調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，必須滿足不使薄片被吹起的要求，避免導(dǎo)致產(chǎn)品堵塞斷裂的可能。在此前提下，通常調(diào)節(jié)溫度不容易使生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生不必要的問(wèn)題。

1.5排風(fēng)濕度

如果只是將水分蒸發(fā)出來(lái)，而不將其帶走，則烘道干燥效率將受到非常大的影響，因此在烘道干燥過(guò)程中必須設(shè)定一個(gè)比較適宜的送風(fēng)速度和濕度排風(fēng)主要用來(lái)控制循環(huán)風(fēng)的濕度，從而避免在循環(huán)中的熱空氣趨近飽和狀態(tài)，對(duì)干燥產(chǎn)生抑制作用。但是如果不是濕度趨近飽和情況下，其濕度對(duì)烘道干燥效率的影響較小，通常不通過(guò)調(diào)節(jié)濕度來(lái)控制干燥能力。

1.6其他

烘道傳輸網(wǎng)帶的材質(zhì)結(jié)構(gòu)將影響熱風(fēng)的穿透能力，進(jìn)而影響烘道的干燥效率。生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境的溫濕度、操作控制等均將影響烘道干燥的效率。

在上述各影響因素中，為了在達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)、安全、快捷的控制烘道干燥，進(jìn)而保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，通常，在生產(chǎn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)的優(yōu)先級(jí)為溫度＞風(fēng)速。生產(chǎn)過(guò)程中主要通過(guò)調(diào)整各組烘道的熱風(fēng)溫度，即通常說(shuō)的控制良好的溫度曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量的控制。

2　工藝流程和主要設(shè)備

目前造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中采用的烘道干燥為呼吸式循環(huán)熱風(fēng)穿透干燥的形式［1］。也是目前為止被證明在實(shí)現(xiàn)干燥的同時(shí)還能良好地控制再造煙葉產(chǎn)品品質(zhì)和有效降低能耗的一種干燥方式。其一組熱風(fēng)箱系統(tǒng)的基本流程和主要設(shè)備、儀表，見(jiàn)圖1。

圖1　烘道干燥示意圖

烘道干燥的基本元件包括：熱風(fēng)箱本體、新風(fēng)過(guò)濾器、新風(fēng)風(fēng)機(jī)、熱回收裝置、廢氣排風(fēng)機(jī)、新鮮蒸汽加熱器、循環(huán)風(fēng)機(jī)、管道格柵、管路系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。

此系統(tǒng)在運(yùn)行中，將在確保該工序工藝參數(shù)要求的情況下，盡可能采用回風(fēng)從而使能耗降低到更低的水平；同時(shí)補(bǔ)充部分新風(fēng)以達(dá)到風(fēng)量及濕度的平衡。烘道干燥系統(tǒng)的運(yùn)行主要通過(guò)上述這些設(shè)備及控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3　生產(chǎn)應(yīng)用

在設(shè)備選型和設(shè)計(jì)時(shí)，為了便于維護(hù)及節(jié)約綜合投資，通常將各組烘箱都選擇相同的通風(fēng)組件。實(shí)際生產(chǎn)中，將根據(jù)原料特性、片基結(jié)構(gòu)、進(jìn)烘道時(shí)片基的水分等情況，選擇合適的烘道溫度曲線，以構(gòu)筑出符合生產(chǎn)質(zhì)量要求的蒸發(fā)曲線。在生產(chǎn)過(guò)程中前段工序的工藝實(shí)現(xiàn)情況和烘道溫度設(shè)定及各烘道風(fēng)量分配顯得非常重要［2］。烘道設(shè)計(jì)計(jì)算模型中各段蒸發(fā)曲線見(jiàn)圖2。

圖2　烘道設(shè)計(jì)制造廠商計(jì)算模型中理論的各段蒸發(fā)曲線

圖2為烘道的濕度、熱風(fēng)溫度、薄片溫度和蒸發(fā)量的曲線圖。在圖2中可以看到，由于造紙生產(chǎn)過(guò)程中紙機(jī)車(chē)速和產(chǎn)量均較低，蒸發(fā)段在前面約80%的烘道長(zhǎng)度即已完成，但總的烘干趨勢(shì)依舊是比較明顯的。但是實(shí)際上在再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中為了更好地提高產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中在烘道的前段采用較低的溫度，中間階段較高溫度，后段較低溫度，以保證涂布液更好的滲透和產(chǎn)品有較好感官品質(zhì)，見(jiàn)表1、表2。

表1　生產(chǎn)運(yùn)行中某牌號(hào)產(chǎn)品烘箱主要參數(shù)值

表2　生產(chǎn)運(yùn)行中某牌號(hào)產(chǎn)品烘箱各段水分值

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)熱風(fēng)烘道工作原理、在再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中的工藝流程介紹和生產(chǎn)應(yīng)用等方面進(jìn)行分析探討，闡述熱風(fēng)干燥技術(shù)在造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程的使用，為設(shè)備的優(yōu)化及生產(chǎn)過(guò)程的控制提供參考。

［1］謝丁意，鄒雁.造紙法再造煙葉生產(chǎn)線熱風(fēng)干燥箱系統(tǒng)改造［J］.設(shè)備維修與改造，2014（1）：40-41.

［2］劉攀，賀磊，歐陽(yáng)春，等.造紙法再造煙葉基片干燥過(guò)程中的熱分析［J］ .煙草科技，2013（7）：13-14 .

作者介紹：

藍(lán)建斌（1981—）男碩士研究生，從事造紙法再造煙葉生產(chǎn)管理。聯(lián)系電活：13405921069