煙草氣流烘絲機干燥系統(tǒng)的改進

趙紅霞

（河南省煙草職工培訓(xùn)中心，河南 許昌 461000）

0 引言

目前在煙草行業(yè)使用的烘絲設(shè)備主要有薄板烘絲、流化床烘絲機和氣流烘絲3 種方式。薄板烘絲可以獲得較好的含水率均勻性，但處理時間較長，煙絲細胞收縮嚴重，制成的煙絲填充值較低；流化床烘絲可以獲得較高的填充值，但煙絲斷面含水率均勻性較差；氣流烘絲既可以獲得較高的填充值，又有較好的含水率均勻性，且具有干燥時間短、熱效率高等優(yōu)點，因此近年來在煙草行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但隨著應(yīng)用的深入，在生產(chǎn)實踐中也發(fā)現(xiàn)存在一些問題，主要是煙絲在氣流風(fēng)送烘絲過程中會形成沉積，不但影響消耗，而且煙絲長時間沉積后在高溫環(huán)境下會焦糊，甚至著火，具有一定的安全隱患。國內(nèi)煙草行業(yè)在使用過程中對設(shè)備也進行了一些改進，但都集中在改變干燥管的結(jié)構(gòu)和形狀，或改進熱風(fēng)風(fēng)量大小等，在一定程度上提高了含水率均勻性，但是煙絲沉積的問題沒有得到徹底解決。為此，深入分析了沉積的形成原理，并有針對性地進行了改進和優(yōu)化，以期提高煙絲加工質(zhì)量，降低煙絲消耗，消除安全隱患。

1 存在問題

圖1 氣流烘絲工作原理圖

氣流烘絲工藝主要基于懸浮原理，具體過程如圖1所示。煙絲輸送到物料入口處時，由進料氣鎖送入進料管，進料管沿氣流方向傾斜安裝，在熱風(fēng)作用下將煙絲輸送到干燥管內(nèi)，并沿風(fēng)速方向向上運動，在運動過程中不斷地干燥脫水，含水率逐漸降低，含水率小的煙絲運動速度快，干燥時間短，反之，速度慢，干燥時間長。煙絲通過這種運動自行調(diào)節(jié)水分，從而提高干燥后的水分均勻性。但同時，在懸浮干燥的過程中，也會有煙絲沉積現(xiàn)象。在生產(chǎn)中通過增大風(fēng)速進行了試驗，見表1 和表2，從表中可以看出，隨著風(fēng)機頻率的增大，進料管內(nèi)氣流風(fēng)速增大，物料在干燥管底部沉積情況減少，說明加大風(fēng)速可以減少物料在干燥管底部的沉積現(xiàn)象，但無法從根本上解決物料在干燥管內(nèi)的沉積問題。其原因是煙絲在進料管內(nèi)運行的速度比較高（約為23 m/s），當(dāng)煙絲進入干燥管內(nèi)時，在慣性作用下，煙絲直接撞到干燥管對面壁上，有部分煙絲的速度變?yōu)榱?，因而向下沉落，致使物料在干燥管底部沉積；而另一部分煙絲可繼續(xù)保持較高速度，沿干燥管對面管壁向上輸送，不能與熱空氣進行充分熱交換，致使物料不能充分脫水。

表1 風(fēng)機頻率為35 Hz 時煙絲在干燥管底部的沉積情況

表2 風(fēng)機頻率為45 Hz 時煙絲在干燥管底部的沉積情況

2 改進方法

從工藝流程分析，為有效解決物料在干燥管底部沉積問題，當(dāng)物料進入干燥管后，在物料下方需有熱風(fēng)把物料托起。因此將進料管結(jié)構(gòu)改為兩層，進料管上層通過熱風(fēng)輸送物料，下層只進行熱風(fēng)輸送，使物料進入干燥管時，下層的熱風(fēng)能對物料起到托起的作用，從根本上解決了物料在干燥管底部沉積的問題。同時在進料管前面設(shè)置上下層熱風(fēng)分配風(fēng)門，根據(jù)試驗確定下層的熱風(fēng)約為總風(fēng)量的2/3 時，物料在干燥管底部不會出現(xiàn)沉積現(xiàn)象。改進后進料管結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 改進后進料管結(jié)構(gòu)

改進后對進料管繼續(xù)進行了試驗，一方面驗證進料管改進的效果，另一方面驗證物料在干燥管內(nèi)的干燥情況，其試驗結(jié)果見表3 和表4。從表中可以看出，進料管采用上下兩層結(jié)構(gòu)設(shè)置，可有效解決物料在干燥管內(nèi)沉積問題，但是仍然存在物料脫水不充分不均勻的問題，其原因是干燥管截面積較大，煙絲進入干燥管后不能充分散開，煙絲在慣性作用下直接沿著干燥管的對面管壁運動（如圖3），大部分熱風(fēng)沒有與煙絲進行熱交換，致使煙絲不能充分脫水，少部分煙絲過干，致使物料在干燥管出口水分不均勻。同時由于干燥風(fēng)速較低，懸浮速度大的梗頭和濕團會沉降到干燥管底部，長時間沉積，在高溫環(huán)境下會焦糊，甚至著火。

表3 風(fēng)機頻率為35 Hz 時煙絲在干燥管底部的沉積情況

表4 風(fēng)機頻率為45 Hz 時煙絲在干燥管底部的沉積情況

圖3 進料管改進后煙絲在干燥管內(nèi)的運行狀態(tài)

為了解決物料在干燥管出口水分不均勻和干燥不充分的問題，同時及時排出干燥管底部的濕團，對干燥管結(jié)構(gòu)又進行了如下改進：一是在干燥管下部加裝風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置和均絲裝置，使進入干燥管的風(fēng)速和煙絲在干燥管截面上分布均勻；二是在干燥管底部加裝除雜裝置，將干燥過程中沉降的濕團及時排出干燥管，防止在干燥管底部出現(xiàn)沉積。干燥管內(nèi)增加的均絲裝置如圖4 所示，改進后的干燥管風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置和除雜裝置如圖5 所示。

圖4 均絲裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 干燥管中的均風(fēng)、均絲、除雜裝置整體示意圖

改進后進行了試驗以驗證改進效果。從圖6 可以看出，在干燥管內(nèi)增加均絲裝置后，可以使物料均勻地充滿整個干燥管，另一方面通過試驗確定干燥風(fēng)機的頻率，試驗結(jié)果如表5 和表6 所示。根據(jù)表中試驗結(jié)果可以看出，干燥管結(jié)構(gòu)改進后出口水分比較均勻，物料在干燥管底部沒有沉積現(xiàn)象。在不同風(fēng)機頻率條件下干燥管出口含水率差距較大，在風(fēng)機頻率在45 Hz 的條件下，出口含水率較高，其原因是風(fēng)速大，干燥時間短，滿足煙絲干燥出口含水率（13%左右）所適宜的風(fēng)機頻率為35 Hz。

圖6 干燥管改進后煙絲在干燥管內(nèi)的運行狀況

表5 風(fēng)機頻率為45 Hz 時煙絲出口水分

表6 風(fēng)機頻率為35 Hz 時煙絲出口水分

3 結(jié)論

該裝置改進后在許昌卷煙廠得到了生產(chǎn)應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明效果顯著，應(yīng)用一年來未曾發(fā)生煙絲沉積現(xiàn)象，煙絲水分均勻性也得到提高，烘絲出口水分極差降低了1.6 百分點，同時減少了維修和保養(yǎng)工作強度。

［1］丁美宙，王宏生.氣流干燥在煙草加工中的應(yīng)用研究進展［J］.煙草科技，2005（9）：9-13.

［2］姚二民，儲國海.卷煙機械［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2005.

［3］黃嘉礽.煙草工業(yè)手冊［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1999.