小型制絲多工序模擬試驗(yàn)設(shè)備的研制和應(yīng)用

吳克志等

【摘 要】[目的]通常實(shí)施小批量（小于5公斤）煙草物料的烘絲、加料、加香和回潮等制絲關(guān)鍵工序的試驗(yàn)，一般由人工手工操作，煙草制品混合均勻性容易受人為因素干擾，影響工藝指標(biāo)的控制精度。[方法]本文介紹了試驗(yàn)用小型制絲多工序模擬試驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及實(shí)際應(yīng)用情況。[結(jié)論]設(shè)備研制成功填補(bǔ)了試驗(yàn)用小型設(shè)備的空缺，降低了測(cè)試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了物料加工的控制精度。

【關(guān)鍵詞】制絲多工序；小批量；研制

1.設(shè)備的基本機(jī)構(gòu)

該設(shè)備包括內(nèi)鍋?zhàn)孕D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、調(diào)整內(nèi)鍋傾斜角的角度調(diào)整機(jī)構(gòu)、加熱組件和支撐架9。內(nèi)鍋?zhàn)孕D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由內(nèi)鍋3、連接軸13、減速機(jī)12、攪料板2和鍋蓋1組成；角度調(diào)整機(jī)構(gòu)是由外鍋5、支承軸6、手搖柄8、變速齒輪組7組成的，通過手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；加熱組件是由紅外輻射器14、保溫層4和紅外測(cè)溫儀10組成，加熱組件安裝在外鍋5上，該設(shè)備的控制系統(tǒng)安裝在支撐架9上，控制系統(tǒng)控制內(nèi)鍋的旋轉(zhuǎn)速度并控制紅外輻射器，對(duì)內(nèi)鍋內(nèi)壁的溫度進(jìn)行控制，詳見下圖。

2.設(shè)備工作原理

以下以物料的烘干為例，介紹設(shè)備的工作原理。

首先搖動(dòng)手搖柄，把內(nèi)鍋的傾斜角度調(diào)整到合適。減速機(jī)通電，內(nèi)鍋開始旋轉(zhuǎn)，同時(shí)紅外輻射器通電，通過安裝在外鍋上的紅外測(cè)溫儀檢測(cè)內(nèi)鍋壁的溫度，檢測(cè)的溫度信號(hào)傳輸?shù)綔囟瓤刂葡到y(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)控制內(nèi)鍋壁達(dá)到合適的溫度，并保持內(nèi)鍋壁的溫度恒定。

通過鍋蓋頂部的開口倒入待加工的物料。物料在攪料板的帶動(dòng)下不斷地翻動(dòng)，同時(shí)微調(diào)手搖柄，使內(nèi)鍋的角度達(dá)到合適，確保物料與內(nèi)鍋壁充分接觸。

物料在烘干過程中，可以通過鍋蓋頂部的開口給物料吹入熱風(fēng)，熱風(fēng)提前設(shè)置好適宜的溫度和風(fēng)速，熱風(fēng)可以提高物料烘干的速度。物料在烘干過程中，通過手持式水分儀檢測(cè)鍋內(nèi)物料的水分。

物料水分滿足要求后，關(guān)閉紅外輻射器和熱風(fēng)系統(tǒng)，打開鍋蓋，搖動(dòng)手搖柄，調(diào)節(jié)內(nèi)鍋的角度，倒出物料，完成該批物料的烘干過程。

制絲關(guān)鍵工序還包括煙草制品加濕、加料和加香，物料在均勻攪拌過程中，操作人員按一定的比例，通過鍋蓋頂部的開口給物料均勻的噴入霧化水、香料和香精，完成煙草制品的加濕、加料和加香。

3.設(shè)備的應(yīng)用

設(shè)備設(shè)計(jì)、制造并經(jīng)調(diào)試完成后，進(jìn)行了帶料試驗(yàn)。以煙絲烘干為例，設(shè)計(jì)了4批試驗(yàn)，煙絲為某卷煙廠切后葉絲。熱風(fēng)風(fēng)門開度為100%，熱風(fēng)風(fēng)速實(shí)測(cè)值為1.8m/s；熱風(fēng)風(fēng)門開度為70%，熱風(fēng)風(fēng)速為1.4m/s；熱風(fēng)風(fēng)速設(shè)計(jì)值滿足烘絲工藝要求[1]。相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)見下表：

葉絲烘干測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表

備注：計(jì)算葉絲保有率時(shí)，葉絲的容重按80KG/m3計(jì)算，烘后葉絲水分（%）設(shè)計(jì)值為12.5±0.5。

物料烘干過程中，設(shè)備內(nèi)壁溫度波動(dòng)較穩(wěn)定，基本滿足煙絲烘干波動(dòng)范圍（±2℃）要求，熱風(fēng)溫度穩(wěn)定；在滿足設(shè)備保有率不超過15%的情況下，設(shè)備內(nèi)壁溫度在110～140℃、熱風(fēng)溫度在140～110℃時(shí)，烘絲6分鐘后，葉絲的水分滿足工藝要求，混合均勻性較好。

對(duì)煙絲進(jìn)行物理指標(biāo)檢測(cè)[2]，其關(guān)鍵指標(biāo)水分（%）為12.43±0.5，對(duì)應(yīng)的煙絲填充值為4.23cm3/g。

感官評(píng)價(jià)結(jié)論：對(duì)試驗(yàn)用四批煙絲進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸，其中內(nèi)壁溫度為140℃，熱風(fēng)溫度為110℃，烘絲時(shí)間6分鐘時(shí)，煙絲的感官質(zhì)量最好，具體表現(xiàn)為煙氣稍舒適，煙香較透發(fā)[3]，與正常生產(chǎn)線上生產(chǎn)的同牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量基本一致。

4.結(jié)論

小型制絲多工序模擬試驗(yàn)設(shè)備可以替代人工完成小批量（小于5kg）煙絲的烘干、加料、加香等關(guān)鍵工序的試驗(yàn)，設(shè)備的應(yīng)用填補(bǔ)了試驗(yàn)用小型設(shè)備的空缺，減少了人為因素的干擾，提高了煙絲混合均勻性和工藝參數(shù)控制精度，且設(shè)備簡(jiǎn)潔、實(shí)用，造價(jià)低。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國(guó)家煙草專賣局.卷煙工藝測(cè)試與分析大綱[M].成都：四川大學(xué)出版社，2004.

[2]姚光明，石國(guó)強(qiáng)，尹獻(xiàn)忠，等.煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)煙絲填充值和卷接質(zhì)量的影響[J].鄭州輕工藝學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，18（3）：12-14.

[3]羅登山，姚光明，王兵，等.中式卷煙特色工藝技術(shù)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2003，4：167-175.