真空回潮機干燥煙葉的研究

孫達榮，周云春，楊 軍，劉 文，陳彥龍

（紅塔集團玉溪卷煙廠，云南 玉溪 652600）

0 引言

分級工作是煙葉生產過程中的重要一環(huán)，是實現煙葉不斷提高純度、提高質量的重要措施。在煙葉分級過程中挑選出的大水分煙葉（水分含量18%以上的煙葉）要經過晾曬，水分才能降至正常水分點，而晾曬過程受天氣等外界因素影響較大，一般需要2～4 d。在晾曬過程中煙葉由于外界因素影響，煙葉物理特性會發(fā)生極大改變，產生變色、香氣流失等問題，高端品質的煙葉也會變?yōu)榈投肆淤|煙葉，導致煙葉使用價值降低。為了及時處理這類煙葉，本文研制了一套真空除濕工藝及改造一套真空除濕設備，經過1～3個抽真空、干燥、排濕周期，實現大水分煙葉同比降低2.0%～4.0%的水分值，同時干燥合格率達到80%，提升煙葉的使用價值。

1 研究目的與意義

以云南中煙紅塔集團玉溪卷煙廠復烤二車間為例，車間每年分級煙葉35 000 t，在分級過程中分揀出大量的大水分煙葉（水分18%以上），在作業(yè)中發(fā)現中上等煙質量好、吸水性強，大水分煙葉主要是C1FC2FC3F等級,車間定期對大水分煙葉進行自然晾曬，在晾曬時需使用大量人工（0.1 t/人），還需占用大量場地（0.01t/m2），見圖1，在進一步擠占車間生產場地、增加用工成本的同時，晾曬過程受天氣影響較大。

圖1 現場晾曬大水分煙葉圖

經晾曬后的煙葉物理特性發(fā)生改變：變色、香氣流失，使用價值降低，褪色煙葉直接按雜色煙使用，造成較大原料損失，見表1。

表1 近3年的分級量和大水分煙葉的產生量

2 設備結構

2.1 設計思路

利用真空技術研制開發(fā)一套具有柔性、低造碎、低能耗、短時高效、可適應煙葉水分極差變化上下調整的工藝及設備，研究制造一套具有較新技術大水分煙葉的水分調和裝置，可以有效減少用工、規(guī)范物流場地、降低工人的勞動強度。本工藝設備利用現有的真空回潮設備改造完成，能源采用蒸汽、電加熱作為熱風動力來源，可以將煙葉水分短時間內降低到18%以下，最大限度保持煙葉原等級的可用性，達到提升煙葉品質、降低損耗的目的[1]。

2.2 設備結構

利用現有的真空回潮設備完成實驗樣機改造后，開展大水分煙葉帶載試驗，測試不同加熱方式（電加熱/蒸汽加熱）以及煙葉裝載方式（平鋪/立掛）對大水分煙葉排潮效果的影響。

通過完成大水分煙葉帶載試驗，可以得出以下結論：

（1）加熱升溫速度快，煙葉處理后的含水率越低，處理能力越大。

（2）蒸汽加熱方式明顯優(yōu)越于電加熱的方式，體現在加熱速度和能耗。

（3）增設排濕功能，煙葉處理后的含水率明顯降低，煙葉脫水更快。

（4）煙葉的放置形式對煙葉脫水效率有很大的影響，立掛的形式優(yōu)越于煙葉平鋪的形式。

（5）真空環(huán)境結合風系統(tǒng)加熱的方式可以滿足大水分煙葉含水率降低的工藝要求。

2.3 設備優(yōu)化

根據大水分煙葉帶載試驗結論，可以對實驗樣機進行以下優(yōu)化：采用蒸汽加熱的方式，并增設離心風機，增加熱風送風量，風系統(tǒng)的方式由原來的循環(huán)風系統(tǒng)變?yōu)槿嘛L系統(tǒng)，熱風下供上排（圖3）。

本方案中加熱方式采用蒸汽加熱，利用通蒸汽的蒸汽盤管對空氣熱交換加熱，依靠加熱離心風機將新風加熱并送入真空回潮機箱體內。箱體內煙葉加熱后析出的水以氣態(tài)形式存在于箱真空回潮機箱體內，在熱風供入的同時，箱內部分混合氣體經排潮口排出，完成加熱和排潮過程（設備結構如圖2所示，箭頭示意熱風加熱和排潮風場流動軌跡）。

圖2 設備結構圖

圖5 設計方案側立面圖

該方案設計供熱與排潮，同時兼顧多段送回風形式的均風，很大程度上縮小真空回潮機箱體內的煙葉加熱與脫水程度的差異性，同時也需要在真空回潮機上開設多個送回風口（圖4-圖6）。

圖4 設計方案主視立面圖

圖6 設計方案俯視圖

優(yōu)化完成后的設備具有如下特點：

（1）本工藝設備利用真空回潮設備改造而成。

（2）本工藝設備配置均風系統(tǒng)，營造真空回潮機箱體內良好的氣流組織。

（3）送回風方式采用下送上回。

（4）設置了排潮功能和與熱風循環(huán)功能。

（5）循環(huán)風管為耐壓風管，可實現在真空度環(huán)境中進行風循環(huán)。

（6）具有獨立的自動控制系統(tǒng)，以及與現有真空回潮機聯動，可實現真空脫水和真空回潮兩種工藝的切換。

（7）真空脫水加工時，煙葉采用立掛方式，煙葉立掛置于專用支架上，專用支架再活動設置在往復平車上，整體由平車輸入和輸出。

3 設備操作步驟

3.1 開機前的準備工作

根據打葉復烤生產工作對真空回潮機啟動前的準備要求，檢查設備的水、氣、汽、電是否滿足安全及生產要求，管道內冷凝水是否排空，檢查各安全部件是否正常有效。

3.2 確定煙葉加工模式

在確定煙葉采取真空脫水加工還是真空回潮加工的加工模式后，采取相應的物料裝載模式。進行真空回潮加工時，將煙包堆放在往復平車上即可。若進行真空脫水加工，則需在往復平車上安裝專用支架，再將煙葉解把后立掛置于專用支架上。

3.3 真空回潮加工

將煙包堆放在往復平車上后，開啟回潮箱箱門，往復平車將煙包送入回潮箱并關閉箱門，確認拉緊缸鎖緊。開啟真空閥，抽空回潮箱內空氣達到工藝標準要求后，停止抽空，往回潮箱內通入高溫水蒸氣，進入保壓階段，維持約30 s左右，然后再次打開真空閥，抽空回潮箱內空氣和高溫水蒸氣，待氣壓達到工藝要求后，打開破空閥，通入空氣，使回潮箱內氣壓回到標準大氣壓，打開回潮箱箱門，往復平車將煙包推出即可[2]。

3.4 真空脫水加工

將煙葉立掛置于專用支架上后，往復平車將煙葉送入回潮箱并關閉箱門，確認拉緊缸鎖緊[2]。開啟真空閥，抽空回潮箱內空氣達到工藝標準要求后，依靠加熱離心風機將新風加熱并送入真空回潮機箱體內，同時啟動循環(huán)軸流風機，使加熱后的新風在真空回潮機箱體和循環(huán)風管內不停流動，加快煙葉內水分的析出，持續(xù)一段時間后，箱體內煙葉加熱后析出的水以氣態(tài)形式存在于真空回潮機箱體內，此時，關閉循環(huán)軸流風機，再次打開真空閥，抽空回潮箱內空氣和水蒸氣，待氣壓達到工藝要求后，打開破空閥，通入空氣，使回潮箱內氣壓回到標準大氣壓，打開回潮箱箱門，往復平車將煙葉推出即可。

3.5 結束工作

完成對應的生產工作后，根據生產工藝要求關閉設備即可。

4 結語

綜上所述，本文研究的真空除濕設備可以從目前廣泛應用于打葉復烤生產的真空回潮設備改造而成，在節(jié)約設備組裝成本、場地的同時，還可以同時實現真空回潮和真空脫水功能，兼顧煙葉回潮和大水分煙葉干燥功能，有利于推動卷煙企業(yè)提升煙葉品質、降低煙葉損耗和生產成本，推動煙草行業(yè)高質量發(fā)展。