RC－80葉絲回潮系統(tǒng)的優(yōu)化改進

蘇福彬 張 偉（福建龍巖煙草工業(yè)有限責任公司，福建 龍巖 364021）

RC－80葉絲回潮是干冰膨脹線一道重要工序，其工藝任務是將膨脹后的煙絲降溫回潮到特定水分，以保證煙絲的內(nèi)在質(zhì)量及提高煙絲的耐加工性。中國煙草科技工作者對滾筒增溫增濕等加工參數(shù)與產(chǎn)品感官質(zhì)量和化學成分的影響關(guān)系已做了相關(guān)的研究［1－3］。其中，含水率的控制效果對制絲的內(nèi)在品質(zhì)具有重要作用［4－6］。在實際生產(chǎn)過程中，RC－80葉絲回潮入口煙絲溫度高、造碎量大、粘絲和濕團量多，影響了煙絲的出口水分穩(wěn)定性。前人已對干冰線RC－80葉絲回潮機進行了實用性研究，如RC－80葉絲回潮機的改造研究［7］、關(guān)于 CO2膨脹葉絲生產(chǎn)線回潮系統(tǒng)的改進［8］、RC－80再回潮筒穩(wěn)壓凈水系統(tǒng)的改進［9］、葉絲回潮過程加水比例對膨脹絲整絲率的影響［10］，但這些均是在程序控制上進行改進，提高煙絲出口水分的穩(wěn)定性，并未對滾筒粘絲和濕團進行深入研究。為此，可在回潮滾筒入口前的冷卻皮帶增加可變頻的低風壓吹風設備，以及對滾筒內(nèi)部導流板進行優(yōu)化改造，以解決RC－80葉絲回潮入口煙絲溫度高、造碎量大、粘絲和濕團量多的問題，改善產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

1 存在問題及原因分析

1.1 工藝流程

目前中國膨脹煙絲生產(chǎn)線葉絲回潮系統(tǒng)大多引用美國AIRCO公司模式的回潮設備，行業(yè)內(nèi)簡稱RC－80。其工作過程如圖1所示，煙絲由冷卻振槽1、BC－72冷卻皮帶機2和BC－73冷卻皮帶機3進行預降溫，然后煙絲從進料斗4送入筒體5內(nèi)，依靠自重及筒體4°傾角和導流板的作用，隨著筒體旋轉(zhuǎn)向出料端移動。由壓縮空氣引射的霧化水，在筒體內(nèi)部分3個區(qū)共12個噴嘴對物料進行噴射，使物料回潮降溫。裝在出料罩上的排潮風機6，從筒內(nèi)抽走少量的空氣，使筒內(nèi)形成負壓，以免霧化的水外溢。為防止煙絲從冷卻振槽和冷卻皮帶經(jīng)過時，只有與大氣進行熱交換的煙絲表面溫度降低，以及煙絲水分散失過大，對冷卻振槽和冷卻皮帶采取了密閉設計。

1.2 存在問題

以龍巖煙草工業(yè)有限責任公司的RC－80葉絲回潮系統(tǒng)為例，雖然在回潮前采用了密閉的冷卻振槽和冷卻皮帶進行預降溫，并根據(jù)多年的使用經(jīng)驗，對RC－80葉絲回潮機的噴嘴霧化進行調(diào)節(jié)，對控制程序進行優(yōu)化。但在實際生產(chǎn)運行過程中，RC－80葉絲回潮系統(tǒng)在使用時還是存在著煙絲造碎量大、滾筒粘絲量多，煙絲濕團、濕球嚴重，煙絲的填充值較低的問題。根據(jù)多次的試驗數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場觀察，造成RC－80葉絲回潮系統(tǒng)此種問題的原因分析如下：

圖1 RC－80葉絲回潮系統(tǒng)Figure 1 Humidition of tobacco system

（1）滾筒前的入口煙絲溫度高，根據(jù)多次試驗測得，煙絲溫度可達65℃。RC－80葉絲回潮機是給高溫膨脹后的煙絲加水增濕回潮，煙絲溫度高將直接導致回潮筒體內(nèi)冷凝水的產(chǎn)生，造成煙絲濕團，粘絲量增加，同時也降低了膨脹煙絲的填充值［11］。

（2）滾筒內(nèi)導流板垂直于筒壁，設計不合理。垂直于筒壁的導流板使得膨脹后含水率低的葉絲在回潮滾筒內(nèi)被拋起較高的角度后落下，增大了葉絲造碎；同時因煙絲需運行至滾筒“12”點鐘時（以滾筒順時針旋轉(zhuǎn)沿煙絲出料方向看）才能完全地掉落，因此水能穿透煙絲，直接噴射至滾筒壁，煙絲濕球產(chǎn)生量加大［12，13］。

2 改進方法

針對RC－80葉絲回潮系統(tǒng)煙絲造碎量大、滾筒粘絲量多，煙絲濕團、濕球嚴重，煙絲填充值較低的問題，對RC－80葉絲回潮系統(tǒng)進行優(yōu)化設計改造。

（1）如圖2所示，在冷卻皮帶BC－72和BC－73之間的搭接處下部增加一臺可變頻的低風壓吹風設備，該風機固定于地面，風機的功率1.5kW，轉(zhuǎn)速1 450r/min，全壓590Pa，流量3 500m3/h，其結(jié)構(gòu)見圖3，其中風量及風壓根據(jù)現(xiàn)場過料情況進行預調(diào)試，調(diào)試的結(jié)果取決于：① 進滾筒5前的煙絲溫度；② 選取的風量需使煙絲平穩(wěn)、較均勻地進入下游設備。當高溫的膨脹煙絲從冷卻皮帶BC－72落至BC－73時，風機轉(zhuǎn)子上的葉片帶動由機殼的中心進入的空氣高速運動，離心力使空氣在漸開線形狀的機殼內(nèi)，沿著漸開線流向風機出口，吹向高溫的膨脹煙絲，增強了與煙絲的對流換熱，經(jīng)換熱后的熱氣經(jīng)冷卻皮帶機BC－73上方的除塵管抽走，達到冷卻膨脹煙絲的效果，解決了入口煙絲溫度高的問題，同時也提高了煙絲的填充值；

圖2 改造后的RC－80葉絲回潮系統(tǒng)Figure 2 The humidition of tobacco system after the renovation

圖3 風機結(jié)構(gòu)放大圖Figure 3 The Wind turbine structure drawing of partial enlargement

（2）如圖4所示，由于滾筒內(nèi)導流板垂直于筒壁，使得膨脹后含水率很小的葉絲被拋起較高的角度后又落下，增加了加水直接噴射至筒壁而產(chǎn)生濕球，同時也增大了葉絲造碎，造碎的煙絲容易粘附在滾筒壁上造成粘絲過多。因此本試驗提出對滾筒內(nèi)部的導流板結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化改造（見圖5）。據(jù)試驗得知：滾筒轉(zhuǎn)動時，筒內(nèi)翻滾的物料主要集中在筒底部和一側(cè)（滾筒逆時針轉(zhuǎn)動時，物料主要集中在筒底部和右側(cè)；順時針轉(zhuǎn)動時，物料主要集中在筒底部和左側(cè)）。以滾筒順時針旋轉(zhuǎn)（沿煙絲出料方向看）為例，將導流板垂直于筒壁改造成導流板在滾筒“11點鐘”時垂直于筒壁，也就是當滾筒旋轉(zhuǎn)至“11點鐘”時，煙絲能垂直落下，避免了煙絲被過度翻轉(zhuǎn)而造成造碎。并且滾筒內(nèi)的所有導流板內(nèi)側(cè)開口，與筒壁均設有3.5cm的縫隙，以便筒壁膨脹煙絲落下，以免噴嘴加水回潮時直接噴到筒壁而產(chǎn)生濕球/掛壁。

圖4 改造前的葉絲回潮筒導流板結(jié)構(gòu)Figure 4 The deflector structure before the renovation of the humidition of tobacco cylinder

圖5 改造后的葉絲回潮導流板結(jié)構(gòu)Figure 5 The deflector structure after the renovation of the humidition of tobacco cylinder

3 改進后的效果

改進后的RC－80葉絲回潮系統(tǒng)，由于在進入RC－80葉絲回潮機前的冷卻設備增加低風壓吹風設備，使得進入回潮機前的煙絲溫度降低至40℃，很好地解決了冷凝水在回潮滾筒內(nèi)部的產(chǎn)生，以致減少了粘絲量；而對回潮滾筒內(nèi)部導流板的改造，更進一步地解決了煙絲的造碎及煙絲濕球/掛壁的產(chǎn)生。在生產(chǎn)過程中，通過對RC－80葉絲回潮系統(tǒng)優(yōu)化改造后的多批次數(shù)據(jù)測量，回潮滾筒粘絲及濕團重量由優(yōu)化改造前的13kg/批降至為9kg/批，碎絲率由之前的4.2%降至2.8%，煙絲的填充值增加了0.3g/cm3，應用結(jié)果表明，此次的RC－80葉絲回潮系統(tǒng)優(yōu)化改造，對減少煙絲的造碎，降低粘絲和濕團量是有效的，達到了改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低煙絲損耗的目的。鑒于此，龍巖煙草工業(yè)有限責任公司將此成果應用在制絲車間加香工序上加以推廣使用，也取得了良好的效果。

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7 孫哲建，丁偉，吳貴平，等.RC－80葉絲回潮機的改造研究［J］.湖南文理學院學報，2011（9）：79～80，84.

8 劉磊，劉斌.關(guān)于CO2膨脹葉絲生產(chǎn)線回潮系統(tǒng)的改進［C］//中國煙草學會工業(yè)專業(yè)委員會煙草機械學術(shù)研討會論文集.［出版地不詳］：［出版者不詳］，2008：53～55.

9 張文杰.RC－80再回潮筒穩(wěn)壓凈水系統(tǒng)的改進［J］.安徽煙草科技，2000（3）：17～18.

10 韋小玲，康金嶺，徐吉銘，等.葉絲回潮過程加水比例對膨脹絲整絲率的影響［J］.食品與機械，2013，29（2）：41～43.

11 周俊，王艷偉.隧道式煙絲流動冷卻機對煙絲質(zhì)量的影響探討［J］.廣西煙草，2003（4）：27～29.

12 鄧國棟，王宏生，李斌，等.滾筒烘絲機中煙絲運動的模擬與試驗［J］.煙草科技，2007（9）：13～17

13 蘇福彬，張偉，江家森，等.葉絲回潮系統(tǒng)：中國，201420036894.5［P］.2014—07—09.