適用小批量卷煙生產(chǎn)的制絲工藝香精添加方法

羅開才，李存華，馬繼成，侯琪琛，陳曉峰

（紅塔煙草集團有限責任公司，云南玉溪 653100）

0 引言

在煙草行業(yè)，決定卷煙品質(zhì)除原料外就是生產(chǎn)工藝，其中制絲工序非常關(guān)鍵，各卷煙品牌品規(guī)對應相關(guān)煙絲原料和生產(chǎn)工藝。因此，正式推向市場的卷煙品牌都是大規(guī)?；卦谔囟ǖ纳a(chǎn)線上完成，比如有的品牌煙絲生產(chǎn)量可達10 t/h 以上。由于制絲量較大，香精的添加量和添加速度也隨之變大，因此應具有完整的含PLC 控制的自動化系統(tǒng)，比如壓力控制閥、香精進出量的自動控制等?；诔杀镜瓤紤]，顯然不適合僅添加幾百毫升香精的少量煙絲生產(chǎn)。所以，規(guī)模化的制絲生產(chǎn)線往往不適合小批量、小樣的卷煙生產(chǎn)，也往往不適合卷煙產(chǎn)品的試制研究。每一種卷煙品牌生產(chǎn)前，都要進行大量的試制工作，關(guān)鍵工藝在制絲過程中的煙絲原料和香精的配伍過程，以便遴選出最優(yōu)的煙絲的調(diào)香工藝。香料在煙絲中的添加，本質(zhì)是通過管道向煙絲均布的過程，根據(jù)不同的用途、不同的場景等而采取的不同技術(shù)方案。因此，為解決小批量卷煙生產(chǎn)中對制絲中的香精添加，研究小批量煙草制絲工藝上的香精添加方法很有必要，對提升卷煙品質(zhì)研究有重要意義。

1 工藝設計原理

1.1 香精添加原理

卷煙生產(chǎn)中的香精添加系統(tǒng)采用壓縮空氣與液體混合引射霧化，雙介質(zhì)噴嘴均勻噴灑至煙絲的低壓液、氣壓系統(tǒng)實現(xiàn)。配置有：帶攪拌器的香精儲存桶、泵、流量計、加香精與回料管路、壓縮空氣控制與引射霧化管路、雙介質(zhì)噴嘴、各種控制元件、電控系統(tǒng)等。配制好的香精置于香精桶內(nèi)并攪拌均勻，當需要添加香精時，系統(tǒng)發(fā)出信號，各控制元件按程序動作，香精經(jīng)過泵的作用，流經(jīng)流量計（計量）至雙介質(zhì)噴嘴的中心管，壓縮空氣經(jīng)過其管路同時進入雙介質(zhì)噴嘴的外管，并在噴口處與香精混合，通過其壓力和流速將香精引射、霧化后均勻噴灑到煙絲上。被加香精后的煙絲通過翻滾混合，實現(xiàn)香精的均勻性吸收，完成香精添加過程。一般料液系統(tǒng)的設置壓力小于0.15 MPa。為解決小批量卷煙生產(chǎn)中對制絲中的香精添加，借鑒卷煙生產(chǎn)中的香精添加原理，結(jié)合香精的添加量設計儲罐，設計原理如圖1 所示。

圖1 香精添加方法設計原理示意

1.2 儲罐及主要附件裝配設計

香精進料漏斗、進料控制閥、氣壓表、排氣閥、高壓進氣管通過焊接安裝于儲罐蓋上；其中，香精進料漏斗采用錐形設計，圓錐角60°，錐底直徑90 mm，如圖2 所示。

圖2 各附件原理示意

如儲罐容量設計為2000 mL 以內(nèi)，上部采用圓柱體、下部采用圓錐體設計。圓柱體的直徑為D=170 mm、高H=50 mm，圓錐體錐角設計為a=90°，大致容積約1700 mL以內(nèi)，符合設計要求。當然可將圓柱體的高H設計為250 mm，則儲罐的可達6000 mL，具體儲罐容量依具體需求而定，如圖3 所示。

圖3 儲罐設計示意

1.3 儲罐蓋和儲罐的裝配和密閉

儲罐蓋和儲罐配合采用螺紋配合，并內(nèi)置密封圈，或儲罐蓋和儲罐配合采用焊接，兩種方案各有優(yōu)缺點，采用焊接整體解構(gòu)強度較好，但儲罐內(nèi)不易清潔；采用螺紋配合，儲罐內(nèi)易清潔，裝配方便快捷，但制造工藝較復雜，如圖4所示。

2 調(diào)試與工作過程

如圖1、圖4 所示，氣壓表的量程可采用0～1 MPa，由于該方案小批量制絲生產(chǎn)，高壓軟管均可采用Φ6 mm，軟管長度可根據(jù)實際工作環(huán)境裁剪。

圖4 附件裝配示意

過程：①通過氣壓表檢查儲罐內(nèi)氣壓，利用排氣閥泄壓；②關(guān)閉FESTO 過濾減壓閥、排氣閥及香精控制閥；③打開進料控制閥，將配制好的、定量的香精通過香精進料漏斗注入到儲罐中，關(guān)閉進料控制閥；④將高壓氣體接入高壓氣體入口，使氣體進入三通連接器，經(jīng)過高壓軟管，進入FESTO 過濾減壓閥，調(diào)壓并打開，氣體經(jīng)高壓軟管，通過高壓進氣管注入到儲罐中；⑤根據(jù)氣壓表上的技術(shù)參數(shù)開啟香精控制閥，高壓氣體通過高壓軟管和高壓軟管，將香精注入雙介質(zhì)霧化噴頭中；⑥高壓氣體經(jīng)三通連接器后，氣體經(jīng)高壓軟管通過氣壓調(diào)節(jié)閥調(diào)壓，再通過高壓軟管進入雙介質(zhì)霧化噴頭，將香精霧化、均勻噴灑在煙絲滾筒內(nèi)的煙絲中；⑦香精添加完成后，將系統(tǒng)移到非工作位置，把清洗水通過香精進料漏斗注入到儲罐中，運行以上步驟和流程，對系統(tǒng)進行清洗；⑧當清洗排出的水清澈干凈時，停止清洗水，通過壓縮空氣對系統(tǒng)進行吹掃，保持系統(tǒng)無積液、清潔干燥。

3 效果分析與討論

本技術(shù)方案解決了小批量卷煙生產(chǎn)中對制絲中的香精添加，有利于卷煙試制的研究，提高卷煙的試制及研究煙絲和香精配伍的效率。由于儲罐設計僅按幾升容量設計，而正式制絲生產(chǎn)線上的香精儲罐有幾十升或上百升，因此本方案僅適合小批量、小樣的制絲和卷煙生產(chǎn)，利于卷煙產(chǎn)品的試制研究。由于采用高壓軟管連接各閥門控制端口，利用高壓軟管的可塑性，可以在任何合適的位置實現(xiàn)人工將霧化的香精均勻噴灑在煙絲滾筒內(nèi)的煙絲中，實現(xiàn)了人工添加，解決了小批量煙草制絲香精的難題，避免了在大型制絲生產(chǎn)線上進行制絲調(diào)香研究的影響。由于香精控制閥只有在儲罐內(nèi)盛有規(guī)定要求的香精且氣壓符合要求才開啟，使霧化香精在滾筒內(nèi)對煙絲的添加更均勻通透，這種用壓縮氣加壓的新方式比常規(guī)制絲生產(chǎn)線上用齒輪泵、膜片泵供料更具優(yōu)異性，也界定了煙絲加香是小樣還是大規(guī)模生產(chǎn)；排氣閥具有泄壓作用，簡單講就是儲罐有壓力時，不能打開進料控制閥，具體的氣壓值由氣壓表測定，由于FESTO 過濾減壓閥具有較強的空氣過濾作用，避免了壓縮空氣中的雜質(zhì)等進入儲罐中，人工操作更方便靈活、高效。小批量卷煙生產(chǎn)中對制絲中的香精添加一直是技術(shù)難點，難點在于添加的香精少，通常幾百毫升，不適于在大型制絲生產(chǎn)線上完成；其次，小批量制絲中香精添加的均布性和通透性要求更高，本技術(shù)方案能更好解決。

4 結(jié)論

綜上所述，本技術(shù)方案有利于卷煙試制的研究，也適于小批量的制絲和卷煙生產(chǎn)，具有人工操作方便、結(jié)構(gòu)原理簡潔可靠、添加香精精準等特點，可提高卷煙的試制及研究煙絲和香料配伍的效率，利于提高卷煙品質(zhì)的研究，有較高推廣應用價值。