解決HDT烘后葉絲水分偏差大的方法探討

趙霙

摘 要：該文針對氣流干燥設備——HDT葉絲結團、含水率波動較大，問題進行研究，經過分析認為：干燥后葉絲水分偏差大，是由于葉絲較長、結團不夠松散以及干燥管氣流分布不均所致，通過在HDT前增設葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內增設導流板等措施，輔以控制參數進行調整，穩定烘后葉絲水分，提高加工精度。

關鍵詞：葉絲松散 斷絲裝置 導流板 葉絲含水率 標偏

中圖分類號：TS44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0077-02

我廠異地技改后引進了德國虹霓公司的氣流干燥設備——HDT，HDT是烘焙煙絲設備的一種，又稱作新型在線高速膨脹干燥系統。煙絲通過自由膨脹，得到的效果和質量是最好的，煙絲在干燥管內中處于自由漂浮狀態，沒有任何的機械動作施加給煙絲，這會大大減少煙絲表面的硬化現象，煙絲質量得到保證。由于是瞬間干燥，所以 要求葉絲是以松散狀態，均勻的流量進入干燥管，可是葉絲較長，且在輸送、暫存過程中極易擠壓造成結團，較長的葉絲在進入干燥的設備時又纏繞成繩團，另外設備參數的設置不當進而繼而影響了葉絲干燥效果。為了解決此問題在HDT前增設松散、斷絲裝置，同時在干燥管內增設導流板，使較長的葉絲打短，同時對結團的葉絲松散，使松散的葉絲在均勻的氣流中順暢運行，達到最佳干燥效果。

1 HDT設備結構及工作原理

經過增溫、加料暫存的葉絲，經過輸送設備進入計量管皮帶秤和皮帶機進入喂料口振槽、經過氣鎖進入揚絲器。過熱蒸氣通過揚絲器定量噴射到煙絲上，并把煙絲送入干燥管。煙絲在干燥管中經過與高溫高速的氣流接觸，迅速干燥膨脹并進入旋風落料器。旋風落料器使氣、物分離，煙絲經HDT出料氣鎖進入VAS冷卻分離器冷卻定形；工藝氣流一小部分排到室外，大部分則進入回風管道，通過循環風機進入燃燒爐的熱交換器，經燃燒爐間接加熱后的過熱蒸氣再次進入干燥管被循環使用。

HDT獨有的蒸氣噴射裝置取代了傳統的葉絲回潮（HT），管道系統簡單，膨脹效果好.工藝控制采用了壓力、氧氣含量、天然氣流量、熱風溫度、水分和蒸氣流量6大控制系統，控制模式簡單，參數可調節性強。

2 設備目前存在的問題

原設備沒有松散、斷絲裝置，干燥管內的風速不均（局部管道積料說明了這一點），再有成團葉絲烘后的葉絲中出現例外不均的現象。結果造成烘后葉絲水分標偏較大。

葉絲水分偏差較大原因分析

氣流干燥也稱為瞬間干燥，是使加熱介質（既是熱載體也是載濕體，如空氣）與干燥的固體物料直接接觸的過程，物料懸浮于氣流中，加熱介質以對流傳熱式將熱量傳給物料，使物料中水分汽化，從而獲得一定含濕量的固體產品。

在此我們可以將葉絲視為固體顆粒對其分析，在干燥物料過程中，物料顆粒在氣流中的運動范圍加速運動階段和等速運動階段，在加速運動階段，顆粒受到的拽力逐漸減小，直至3個力的矢量和為零。顆粒進入等速運動階段，此時氣流與顆粒運動的相對速度為一常數。顆粒與氣流的相對運動情況對顆粒與氣流之間的傳熱速率影響較大，在初始干燥階段，顆粒剛進入干燥管時上升速度為零，與具有較高速度的熱氣流相遇，獲得向上的速度，此時兩相間的對流傳熱系數很大，物料顆粒不斷加速上升，進入加速運動干燥階段，固體顆粒在加速階段所獲得的熱量占整個干燥階段獲得熱量的一半以上，在干燥后期，當固體物料的上升速度接近乃至達到氣流速度時，對流傳熱系數大大減小，干燥效率降低。在干燥過程中不斷改變氣固兩相得的相對速度，增加顆粒圍邊界層的湍流強度，盡可能擴大氣固兩相得接觸面積，增加兩相接觸時間，是提高干燥效率的有效措施。

可見物料在氣流干燥時，在干燥管內松散程度.干燥氣流在管內的分布均勻程度都是直接影響產品質量因素。

再有，來料流量、含水量波動大大小及控制參數的設置是否與該品牌吻合也是造成影響烘后葉絲含水率不穩的原因。

3 解決烘后葉絲標偏大方法探討

在HDT烘絲機前增設松散、斷絲裝置

（1）松散功能

切后葉絲在儲柜內結團、在輸送過程送中結團。斷絲松散裝置可以將其松散開。

（2）斷絲功能

葉絲過長容易纏繞，不利于氣流干燥，也影響滾筒烘絲機干燥。之前技術中心欲借鑒定長切絲。增設斷絲、松散設施可以達到將長絲打短目的。

（3）斷絲裝置安裝具體位置

進HDT烘絲機前的皮帶機下料口處，進HDT前的輸送振槽前。

（4）斷絲裝置結構原理

結構是由直徑不同的兩輥，大輥的表面軸向裝15片“刀片”，小輥表面裝有14片斷絲、松散刀片，兩組斷絲、松散刀片上分別加工有不同形狀的齒狀，裝有兩個不同直徑裝有刀片的打輥，以不同速度相向而轉，利用兩輥相向而轉時，所產生的速度差而形成的相對運動，將降落在打輥刀片上的長葉絲打斷，成團的葉絲打散。

為了保證斷絲和松散效果，動輥（小輥）支撐軸承固定在直線導軌上，并由伺服電機作動力對動輥進行調節，實現兩輥間距可調，兩輥轉動速度可調，該速度是通過調節驅動電機頻率來實現。兩輥間距離由設在裝置上面的激光測距器件檢測，松散斷絲輥的轉速及兩輥間距里兩組數據并可在控制面板上顯示、控制。通過對打滾的轉速，距離調整改變該裝置對葉絲的加工強度，找到松散斷絲裝置適合該品牌葉絲最佳的加工方法。結構如圖1所示。

（5）斷絲、松散“刀片”的設計與布置

4.2 速度確定與控制

速度控制：

兩個打輥各自有一個減速機帶動，速度的調節靠電機變頻器控制。

兩輥間距調節：

兩輥間距靠動輥的一組調節組件組成，這個組件由支撐軸承、直線導軌組成，調節絲桿、伺服電機，激光測距等組成，調節時在控制面板上輸入兩輥距離，伺服電機帶動調節絲桿旋轉進而帶動直線導軌上的支撐軸承移動，移動距離由激光測距測得PLC控制，并在顯示屏上顯示。endprint

4.3 在斷絲松散裝置前增設勻料裝置

由于皮帶秤上物料是以一定厚度運行的，其目的就是為了滿足單位時間流量，且運行速度只有0.07 m/s，這部分物料落到其下一級設備（皮帶機）上基本上是以團狀出現，當這部分煙絲由于“厚度”大，落到斷絲裝置以后，給松散和斷絲帶來了困難。因此在皮帶秤落料處增設預松散裝置，將這部分煙絲進行預松散，這樣減輕斷絲、松散裝置減輕的負擔。

5 干燥管氣流的分布不均勻分析及措施

5.1 從工藝氣流管堆料狀況分析

工作過程中曾出現堵料現象，堆料位置在揚絲器下方，沿氣流流動方向左側，平時在不堵料情況下，在做清洗時發現該位置也是有粘煙垢的痕跡，其他位置管壁都較光滑。這說明該處風速較慢。進料所落下的 物料不能迅速被風帶走，而造成煙絲的滯留。

5.2 改變氣流分不均措施——干燥管內增設導流板

生產中常出現揚絲器下方干燥管內積料，在干燥管初始端水平段末端至觀察窗附近前增設導流板，使該區域的風速盡量均勻，并用風速儀進行檢驗。

6 調節參數進行修改

（1）對防纏繞蒸汽壓力進行修改、將原來壓力3bar調整為3.2 bar

（2）將工藝風機轉數提高到1700r/min，以提高工藝管道風速減多少葉絲滯留于管道機會。

7 結語

通過在氣流干燥設備HDT前增設葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內增設導流板等措施，能有效解決HDT工藝管道集料，烘后葉絲水分波動大問題，輔以控制參數進行調整，穩定烘后葉絲水分，提高了加工精度將烘后葉絲標偏控制在0.17以內，水分偏差指標較好完成，如果能將葉絲中的的梗簽之類雜物徹底剔除，減少物料中的雜質，進步提高煙絲質量，還有很多需要研究的課題?？傊萍嫉倪M步都是在不斷創新的過程中完成，所以我們的感悟是方法總比問題多。

參考文獻

[1] 王保義.卷煙生產工藝[M].國家煙草專賣局，2004.

[2] 王智德.卷煙制絲設備[M].國家煙草專賣局，2004.

[3] 孫寶鈞.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2004.

[4] 張夢欣.機械基礎[M].4版.北京：中國勞動社會保障出版，2007.endprint

4.3 在斷絲松散裝置前增設勻料裝置

由于皮帶秤上物料是以一定厚度運行的，其目的就是為了滿足單位時間流量，且運行速度只有0.07 m/s，這部分物料落到其下一級設備（皮帶機）上基本上是以團狀出現，當這部分煙絲由于“厚度”大，落到斷絲裝置以后，給松散和斷絲帶來了困難。因此在皮帶秤落料處增設預松散裝置，將這部分煙絲進行預松散，這樣減輕斷絲、松散裝置減輕的負擔。

5 干燥管氣流的分布不均勻分析及措施

5.1 從工藝氣流管堆料狀況分析

工作過程中曾出現堵料現象，堆料位置在揚絲器下方，沿氣流流動方向左側，平時在不堵料情況下，在做清洗時發現該位置也是有粘煙垢的痕跡，其他位置管壁都較光滑。這說明該處風速較慢。進料所落下的 物料不能迅速被風帶走，而造成煙絲的滯留。

5.2 改變氣流分不均措施——干燥管內增設導流板

生產中常出現揚絲器下方干燥管內積料，在干燥管初始端水平段末端至觀察窗附近前增設導流板，使該區域的風速盡量均勻，并用風速儀進行檢驗。

6 調節參數進行修改

（1）對防纏繞蒸汽壓力進行修改、將原來壓力3bar調整為3.2 bar

（2）將工藝風機轉數提高到1700r/min，以提高工藝管道風速減多少葉絲滯留于管道機會。

7 結語

通過在氣流干燥設備HDT前增設葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內增設導流板等措施，能有效解決HDT工藝管道集料，烘后葉絲水分波動大問題，輔以控制參數進行調整，穩定烘后葉絲水分，提高了加工精度將烘后葉絲標偏控制在0.17以內，水分偏差指標較好完成，如果能將葉絲中的的梗簽之類雜物徹底剔除，減少物料中的雜質，進步提高煙絲質量，還有很多需要研究的課題。總之科技的進步都是在不斷創新的過程中完成，所以我們的感悟是方法總比問題多。

參考文獻

[1] 王保義.卷煙生產工藝[M].國家煙草專賣局，2004.

[2] 王智德.卷煙制絲設備[M].國家煙草專賣局，2004.

[3] 孫寶鈞.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2004.

[4] 張夢欣.機械基礎[M].4版.北京：中國勞動社會保障出版，2007.endprint

4.3 在斷絲松散裝置前增設勻料裝置

由于皮帶秤上物料是以一定厚度運行的，其目的就是為了滿足單位時間流量，且運行速度只有0.07 m/s，這部分物料落到其下一級設備（皮帶機）上基本上是以團狀出現，當這部分煙絲由于“厚度”大，落到斷絲裝置以后，給松散和斷絲帶來了困難。因此在皮帶秤落料處增設預松散裝置，將這部分煙絲進行預松散，這樣減輕斷絲、松散裝置減輕的負擔。

5 干燥管氣流的分布不均勻分析及措施

5.1 從工藝氣流管堆料狀況分析

工作過程中曾出現堵料現象，堆料位置在揚絲器下方，沿氣流流動方向左側，平時在不堵料情況下，在做清洗時發現該位置也是有粘煙垢的痕跡，其他位置管壁都較光滑。這說明該處風速較慢。進料所落下的 物料不能迅速被風帶走，而造成煙絲的滯留。

5.2 改變氣流分不均措施——干燥管內增設導流板

生產中常出現揚絲器下方干燥管內積料，在干燥管初始端水平段末端至觀察窗附近前增設導流板，使該區域的風速盡量均勻，并用風速儀進行檢驗。

6 調節參數進行修改

（1）對防纏繞蒸汽壓力進行修改、將原來壓力3bar調整為3.2 bar

（2）將工藝風機轉數提高到1700r/min，以提高工藝管道風速減多少葉絲滯留于管道機會。

7 結語

通過在氣流干燥設備HDT前增設葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內增設導流板等措施，能有效解決HDT工藝管道集料，烘后葉絲水分波動大問題，輔以控制參數進行調整，穩定烘后葉絲水分，提高了加工精度將烘后葉絲標偏控制在0.17以內，水分偏差指標較好完成，如果能將葉絲中的的梗簽之類雜物徹底剔除，減少物料中的雜質，進步提高煙絲質量，還有很多需要研究的課題?？傊萍嫉倪M步都是在不斷創新的過程中完成，所以我們的感悟是方法總比問題多。

參考文獻

[1] 王保義.卷煙生產工藝[M].國家煙草專賣局，2004.

[2] 王智德.卷煙制絲設備[M].國家煙草專賣局，2004.

[3] 孫寶鈞.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2004.

[4] 張夢欣.機械基礎[M].4版.北京：中國勞動社會保障出版，2007.endprint