雙側交替進風技術在煙片復烤設備的應用研究

王林寶 杜孟伊 張望興

摘要：為了提高煙片復烤過程中的復烤均勻性，滿足復烤過程中水分偏差的要求，實現對煙片的均質化加工，煙片復烤設備采用雙側交替進風技術。結合某企業對昆船公司的雙側交替進風煙片復烤設備的應用驗證，基于實際檢測數據，結果表明，采用雙側交替進風方式對煙片復烤的左右水分偏差改善明顯，出料含水率標準偏差降低了;操控性及穩定性較以往設備有大幅度的提高。

Abstract： In order to improve the uniformity of redrying in the redrying process of tobacco sheets， meet the requirements of moisture deviation during redrying and realize the homogenization processing of tobacco sheets， the redrying equipment of tobacco sheets adopts bilateral alternating air inlet technology. Combined with the application verification of a company's bilateral alternating inlet smoke sheet redrying equipment of Kunming Shipbuilding Co.， based on the actual test data， the results show that the bilateral alternate air inlet method improves the left and right water deviation of the redrying of the tobacco sheet obviously， the standard deviation of moisture content of the material is reduced; the handling and stability are greatly improved compared with the previous equipment.

關鍵詞：雙側交替進風;均質化加工;煙片復烤設備

Key words： bilateral alternating inlet;homogenization processing;tobacco sheets redrying equipment

中圖分類號：S612? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）26-0145-04

0? 引言

在煙草行業中，煙片復烤環節是控制成品水分和溫度關鍵工藝環節，對煙片成品質量有也會產生一定影響。設備工作原理以及結構相對復雜，并且涉及到成品關鍵質量指標。目前打葉復烤生產線上使用的煙片復烤設備均為PROCTOR公司、GARBUIO公司的產品及國內幾家生產廠家引進、吸收后設計開發的產品，這些煙片復烤設備均采用單側進風隧道式的結構。由于隧道寬度一般都大于3.5米，僅采用單側進風方式，容易引起沿氣流加熱干燥或回潮隧道寬度方向上的溫度以及水分偏差超標，不能滿足通過隧道的物料加工均勻性要求。特別是對成品溫度和水分偏差要求較高的場合，單側進風問題成為一大難題，所以對煙片的復烤左右水分均勻性問題進行研究及改進是非常必要的。本文將結合國內第一臺采用雙側交替進風隧道式結構的煙片復烤設備，對其性能及指標參數和以往的結構進行比較分析。

1? 物理模型

本文所述的雙側交替進風隧道式煙片復烤設備目前已經在某企業付諸實際應用多年，設備穩定性及一致性都得到充分驗證。為了對比雙側交替進風和單側交替進風對復烤性能參數的影響，該某企業還有一臺單側交替進風的煙片復烤設備。

如圖1所示為傳統的單側進風煙片復烤設備（圖中省略管路和排潮部分，只表示箱體部分）。圖2所示為雙側交替進風的煙片復烤設備，整套設備的干燥區共四個區，二區與三區處交替進風方式;回潮區一共三個區，回潮一區和二區采用右側進風方式，回潮三區采用左側進風方式，二區與三區處交替進風方式。

2? 設備工作原理

干燥區側箱內飽和蒸汽通過換熱器，在循環風機的作用下將進入箱體內的空氣加熱，然后通過導風網，形成均勻的風速穿過輸送網及煙片層后進行循環。煙片經熱風加熱，水分溢出并被循環熱風帶走，部分濕空氣經排潮系統管路排出，去除煙片的水分，使煙片得以干燥。經干燥、冷卻后的煙片進入回潮區，回潮區內設有汽水霧化加濕裝置，在循環風機的作用下箱體內高濕度的霧化水顆粒附著在煙片上，并被煙片所吸收，實現煙片的回潮，達到最終復烤工藝所要求的含水率和溫度。

圖1單側進風隧道式煙片復烤設備干燥段分為4個干燥區，1個冷卻區，3個回潮區，采用下、上進風方式對煙片進行干燥及回潮處理。干燥1、2、3區為下進風方式;干燥4區為上進風方式。回潮1區采用上進風方式;回潮2區采用下進風方式。

圖2雙側交替進風隧道式煙片復烤機的干燥部分分為4個干燥區，1個冷卻區，3個回潮區，采用下、上進風方式對煙片進行干燥及回潮處理。其中干燥1、2區采用如圖3所示的左側下進風干燥方式;干燥3區采用如圖4所示的右側下進風干燥方式;干燥4區采用如圖5所示的右側上進風干燥方式。

回潮部分由回潮3個區組成。回潮1區采用如圖6所示右側上進風回潮方式，回潮2區如圖7所示采用右側下進風回潮方式，回潮3區如圖8所示采用左側下進風回潮方式。

3? 技術核心及實施方案

①干燥段以及回潮段均采用雙側交替進風技術，優化設計雙側交替進風單元的排布以及整體布置，達到適用、簡捷、易維護。

②兩兩功能分區均采用隔簾隔開，并且對隔簾進行結構優化，從根本上解決因進風交替面竄風現象可能引起煙片的溫度以及水分波動。

③回潮段優化結構避免掛料，同時減小回潮區內部出現濕團以及水漬煙的可能性，避免成品煙片由于濕團以及水漬煙引起的霉變問題。

④干燥區、冷卻區、回潮區風機變頻調速，滿足風場均勻性的在線調節要求。實現對整機的精細化控制，使調節手段多樣化，調節簡便易操作。干燥各區以及回潮各區采用獨立排潮、獨立控制。復烤過程工藝指標得到進一步提升。

⑤對煙片復烤機的主要控制點實施參數化控制，規范了操作規程，便于實現相同批次煙片加工的均質化，有利于改善復烤煙片品質。

4? 單側進風與雙側交替進風煙片復烤設備主要性能指標對比

本文性能分析的數據來源于某企業2012年9月對單側進風和雙側交替進風的煙片復烤機加工產品質量抽樣檢驗。

4.1 單側與雙側進風方式時冷卻后水分參數分析

對某企業2012年9月加工質量檢測數據進行匯總，按日進行統計分析。

①冷卻后左右含水率變化趨勢分析：單側進風方式時，左右側含水率在7.4～10.9%之間變化，其變化的幅度較大，而且標準偏差在0.7%左右，數據的離散程度較大;雙側交替進風方式時，左右含水率在7.8～10.2%范圍內波動，其變化幅度與單側進風方式相比縮小了1.1%，標準偏差在0.5%以內，比單側進風方式減小了0.2%左右，說明雙側進風方式加工的煙片在冷卻后含水率的均勻性優于單側進風方式。

②冷卻后左右含水率極差分析：單側進風方式冷卻后左右含水率極差值在2.3%以內，極差平均值為0.48%，按極差值小于等于1%的指標進行統計，極差合格率為85.71%;雙側交替進風方式冷卻后左右含水率極差值在1.8%以內，極差平均值為0.35%，按極差值小于等于1%的指標進行統計，極差合格率為96.45%，雙側交替進風方式冷卻后左右含水率極差及極差合格率兩項指標均優于單側進風方式。

③冷卻后左右含水率合格率分析：單側進風方式冷卻后含水率合格率波動幅度較大，從73.33%到100%，其平均合格率在91.3%左右;雙側交替進風方式冷卻后含水率合格率波動范圍在85.71～100%，平均合格率≥93%，說明雙側交替進風方式在保障工藝指標能力上優于單側進風加工方式。

④某企業在雙側交替進風煙片復烤設備冷卻區后，沿輸送網帶寬度方向往復移動的水分儀采集的水分掃描區間平均值表（8小時，約2.9萬個水分數據）見圖 9。通過該圖看出冷卻區物料含水率在輸送網帶寬度方向上總體的趨勢是均勻的。

4.2 單側與雙側進風方式時物料出口水分參數分析

①從設備出口左中右含水率分析：參照YC/T 146-2010標準及結合某復烤公司地域及煙葉特點，該企業煙片復烤設備出口物料含水率內控指標為11.0～13.0%。單側進風方式時，設備出口左中右含水率從10.8～13.4%之間變化，含水率標準偏差在0.48%左右;雙側交替進風方式時，設備出口左中右含水率從10.8～12.9%之間變化，含水率標準偏差在0.40%以內。通過對比可以看出，雙側交替進風方式加工的設備出口左中右含水率的波動范圍小于單側進風方式，含水率更接近控制中線12%，含水率數據的離散程度較小，說明雙側交替進風方式加工的烤機出口片煙含水率均勻性優于單側進風方式。

②從設備出口左中右含水率極差分析：單側進風方式時，設備出口物料左中右含水率極差值在0～1.5%之間波動，其平均值為0.50%，按極差值小于等于1%的指標統計，其合格率為92.00%;雙側交替進風方式的設備出口物料左中右含水率極差值在0～1.2%之間變化，其平均值為0.38%，按極差值小于等于1%的指標統計，其合格率為98.68%;以上數據表明在同一個時間節點，在設備出口網帶寬度方向上，雙側交替進風方式左中右含水率的差異小于單側進風方式，復烤均勻性優于單側進風方式。

③從設備出口左中右含水率標準偏差分析：單側進風時設備出口物料標準偏差在0.19～0.67%之間波動，雙側交替進風時，設備出口物料標準偏差在0.16～0.40%之間波動，以上數據表明在煙片復烤機出口左、中、右三個位置，在時間緯度上，雙側交替進風方式的均勻性優于單側進風方式。

④從設備出口左中右含水率合格率分析：按某企業內控工藝指標，煙片復烤設備出口含水率在11.0～13.0%，按此標準進行統計，單側進風方式合格率在83.33～100%間波動，其平均值為98.0%，雙側進風方式合格率在90.00～100%間波動，其平均值在99.0%，以上數據表明雙側進風方式在保障加工工藝指標能力上優于單側進風方式。

4.3 單側與雙側進風方式對裝箱片煙含水率合格率及標準偏差的分析

①從裝箱片煙含水率標準偏差分析：對某企業近兩年加工的裝箱片煙含水率按月度進行統計分析，雙側交替進風方式標準偏差在0.3%以內，低于單側進風方式，說明雙側交替進風方式加工的片煙的含水率均勻性比單側好，由于統計時間跨度較長，說明雙側交替進風技術優勢明顯，而且穩定可靠。

②從裝箱片煙含水率合格率分析：雙側交替進風方式裝箱片煙含水率在96.5～98.21%之間，而單側進風方式合格率在94.0～97.0%之間，雙側進風方式明顯高于單側進風方式，說明雙側交替進風方式在對裝箱片煙含水率工藝指標的保障能力是充分的、可靠的。

5? 結論

雙側交替進風煙片復烤設備，在延續以往上下交替進風的基礎上，采用雙側交替進風的方式對煙片進行復烤處理，使得原單側進風造成的左、中、右水分偏差得以相互補充、平衡。通過實際數據檢測分析，得出以下結論：

①在干燥后左右兩側含水率的變化趨勢比單側進風方式減小了1.1%左右。左右兩側含水率極差也控制在1.8%以內，極差平均值為0.35%，極差合格率由單側進風方式的85.71%提高為96.45%。標準偏差也由單側進風方式的0.7%縮小到了0.5%以內。在性能指標和工藝指標能力上有明顯優勢。

②通過移動的水分儀對設備的實際生產過程采集數據，證明雙側交替進風方式干燥后的煙片，不同的檢測點其左中右平均含水率基本保持一致。而且在含水率變化一定區域內，采集點的數據波動也是趨于平穩，驗證了設備良好的使用性能。

③在物料出口處左中右含水率變化趨勢比單側進風方式小，而且更接近控制中線12%的指標。左中右含水率極差也控制在1.2%以內，極差平均值為0.3%，極差合格率由單側進風方式的92%提高為98.68%。標準偏差也由單側進風方式的0.67%縮小到了0.4%以內。并且出口含水率的平均合格率也提高到了99%以上。

④裝箱后煙片含水率的標準偏差≤0.3%，低于單側進風方式的標準偏差。同時分析結果顯示裝箱片煙的合格率在96.5～98.21%，而單側進風方式裝箱片煙的合格率在94.0～97.0%，明顯高于單側進風方式。

⑤雙側交替進風解決了復烤過程左右水分不均勻的問題。從調試角度考慮，排除了在設備調試過程中水分均勻性難以調整的難題。從使用角度考慮，確實提高了煙片復烤的均勻性，進一步提高了煙片加工質量。目前投入使用后，所有委托方各工業公司的技術中心與現場技術質量監督人員對該雙側交替進風方式的煙片復烤設備非常滿意，給予很高的評價。

雙側交替進風技術在煙片復烤設備上的實際應用驗證，收到了很好的效果，通過幾年的技術改進，在煙草行業得到充分認可。干燥段進風方式的交替次數也根據需求拓展到2～3次，回潮段的交替次數拓展的1～2次。雙側交替進風技術現已經成為國內煙片復烤設備的首選技術，此技術同樣適用于現有傳統煙片復烤設備的技術改造。此技術可在煙草行業乃至其它側進風隧道式干燥、冷卻、回潮設備上推廣。

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