CN102178337B

CN102178337B - 一种基于造纸法再造烟叶加工特性的单独制丝工艺与设备

Info

Publication number: CN102178337B
Application number: CN 201110119368
Authority: CN
Inventors: 姚光明; 李晓; 徐大勇; 孟庆华; 乔学义; 张道林; 张俊岭; 张彩云
Original assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd; Zhengzhou University of Light Industry; Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd; Zhengzhou University of Light Industry; Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: CN102178337A

Abstract

一种基于造纸法再造烟叶加工特性的单独制丝工艺与设备，该工艺包括以下工艺步骤：开箱、铲片、松散、回潮、切丝、干燥、掺配工序。该设备包括开箱机、铲片机、高频振荡松散机、回潮机、切丝机、滚筒烘丝机，各机构可单独设立、独立工作，也可组合在一起，通过物料输送和喂料机构连接。本发明的工艺和设备能对箱装再造烟叶针对其加工特性进行单独制丝，从而提高造纸法再造烟叶的有效利用率，使香气得到有效保持，感官质量得到提升，又能使制成的再造烟丝长短均匀，松散性好，有利于与其它烟丝进行均匀掺配。且本发明的适应性更强；同时根据来料形态的变化，将现有技术中的“三步法”切丝改为一步切丝，达到与之相同的效果，提供了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种基于造纸法再造烟叶加工特性的单独制丝工艺与设备

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，具体说是涉及一种再造烟叶制丝的工艺与设备。

背景技术

造纸法再造烟叶是卷烟主要原料之一，近年来随着造纸法再造烟叶产量的扩大，在卷烟配方中的使用比例显著增大，一些卷烟品牌中的再造烟叶使用比例已经达到10%以上。由于再造烟叶所用的原料主要是打叶复烤、卷烟生产过程中的梗块、梗签、烟末等下脚料和配方中难以使用的一些低次烟叶，其生产和应用可有效提高原料综合利用率；同时由于在造纸法再造烟叶加工过程中，可以有效改变其物理特性、化学特性和感官特性，可根据卷烟产品需求将其制成不同的功能性再造烟叶，对于卷烟产品减害降焦、突出产品风格特征、提升卷烟品质具有重要功能。现有的造纸法再造烟叶制丝工艺是按照产品配方设计要求与天然烟叶一起经过开箱、回潮、加料、切丝和干燥等工序制成烟丝（见《卷烟工艺规范》附录F）。由于造纸法再造烟叶是与片烟一起混合加工，所采用的主要制丝设备与片烟制丝设备相同。

现有的造纸法再造烟叶制丝工艺与设备主要存在以下不足之处：①不能依据造纸法再造烟叶的加工特性进行加工。造纸法再造烟叶与天然烟叶相比，在机械强度、吸湿性能、受热过程中感官质量、化学成分的变化存在较大差异，其与烟叶混合加工时，造纸法再造烟叶的潜质和使用价值未得到充分发挥，从而影响了制丝质量和产品质量。②切丝质量差。由于造纸法再造烟叶中含有一定量的木浆纤维，其抗张强度和剪切强度较大，现有切丝机难以满足再造烟叶单独切丝的需要，只能与烟叶混合后进行切丝，其掺配比例一般在20%以下。由于其强度大，难以切断，在切丝过程中容易产生“跑片”，影响切丝宽度均匀性。③造纸法再造烟叶在制丝过程中加工强度大。目前造纸法再造烟叶是与烟叶一起混合加工，其加工强度是根据烟叶的加工特性设的，未充分考虑到再造烟叶的生产过程中已经进行了一系列的浸泡和烘干处理过程，而在制丝过程中需要低温、低含水率含水率的加工特点，致使制丝过程中其香气损失大，感官质量变差。④再造烟叶有效利用率低。经试验测定，再造烟叶在卷烟生产过程中有效利用率为仅71.6%--90.8%。其原因：一是在与烟叶混合加工时造纸法再造烟叶含水率因含水率过高其强度显著降低，容易产生造碎。二是在回潮时造纸法再造烟叶与烟叶一起施加液态水，由于其组织结构与烟叶不同，且吸湿速率快和持水能力差，致使局部含水率含水率过大，致使这部分再造烟叶强度变差。

中国专利“造纸法薄片的一种使用方法”（CN101116528A）公开了一种先将造纸法薄片制成所需规格要求的薄片丝，再将薄片丝和叶丝搀兑进入烟丝生产线的方法。这种方法试图改变现有的造纸法再造烟叶制造和生产应用中存在的问题，但仍存在以下不足：①未提出具体的工艺和设备解决再造烟叶成丝和搀兑问题；②缺少单独切丝的具体方式。而且再造烟叶抗张强度大，现有的切丝机难以满足再造烟叶单独切丝要求；③该专利申请是将再造烟叶成品进行分切、切割，由于再造烟叶成品为不规则片状，边缘为毛状，仍然不能解决“飞毛”、长丝缠绕并条、碎丝筛除和抽走等问题。由于上述原因，该专利申请难以在实际生产中应用。

中国专利“造纸法再造烟叶成丝工艺与设备”（CN101828762A）公开了一种造纸法再造烟叶成丝工艺及其设备。其特征在于：先采用三次分切即分切成片，再分切成条，最后分切成丝的方法进行再造烟叶成丝，将含水率为16%--20%再造烟丝通过定量喂料机送入滚筒式叶丝干燥机进行干燥，干燥后的再造烟丝含水率为11%--13%；将干燥后的再造烟丝按照卷烟配方设计比例直接掺配进烟丝生产线中。该发明可以实现造纸法再造烟叶单独成丝，提高造纸法再造烟叶的有效利用率；制成的再造烟丝长短均匀，松散性好；香气和感官质量得到保持和提升。该发明主要考虑的是卷烟企业拥有自己的再造烟叶生产线，适应于从条幅状的再造烟叶开始进行成丝，随着卷烟企业品牌配方中使用的再造烟叶品种和数量的增多，企业所使用的再造烟叶的来源也越来越多，不仅包括自产的还包括外购的，而外购的再造烟叶是采用打片后预压打包的箱装薄片（包装尺寸：1136×720×725）；净重：根据打包密度的不同在100~200kg/箱之间分为多种规格；含水率含水率：11%~13%±0.5%）。由于再造烟叶来源的变化，箱装再造烟片需要进行松散、回潮、切丝等工序的处理才能制成符合卷制要求的烟丝，因此其制丝工艺和设备需要发生相应的变化。而现有对片烟的松散、回潮、切丝等制丝的工艺和设备又不能满足再造烟叶制丝的需要。

发明内容

本发明的目的正是针对造纸法再造烟叶来料的广泛性和其加工特性而提供了一种新的再造烟叶制丝工艺与设备。本发明的工艺和设备能对箱装再造烟叶针对其加工特性进行单独制丝，从而提高造纸法再造烟叶的有效利用率，使香气得到有效保持，感官质量得到提升，又能使制成的再造烟丝长短均匀，松散性好，有利于与其它烟丝进行均匀掺配。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现的：

本发明的造纸法再造烟叶成丝工艺包括下述步骤：

1、开箱输送：利用现有制丝生产线中所使用的开箱机将再造烟叶外包装打开，去掉外包装后的再造烟叶烟块送至铲片工序。

2、铲片：将去掉外包装后的再造烟叶烟块沿其压层方向进行铲片，每个烟块铲成4-10块，按其包装的重量每片约重10-50kg，输送至松散工序。

3、松散：采用多级高频振荡的方式将铲片后含水量为11%-13%的烟块进行松散。首先烟块在一级高频振荡装置上进行松散，将松散开的再造烟叶通过筛网（孔径根据再造烟片的大小而定，通常为60mm）筛出，送至喂料装置，未散开的烟块送至下一级高频振荡装置（振幅和频率高于上一级）继续进行松散，直至完全松散，将透过筛网的所有再造烟片通过喂料装置送至回潮工序。由于该含水率下再造烟叶的强度较大，松散过程中不易产生造碎，且松散效果好。

4、回潮：对喂料装置输送来的再造烟片在回潮装置中进行回潮处理。该回潮装置不对再造烟片直接加水，而是采用饱和湿空气对再造烟片进行加湿，以防止再造烟片由于吸湿速度快而造成局部含水率不均匀。回潮的湿空气温度为40-（80±1）℃。回潮后再造烟片含水率为14%-17%±1%，尤其以15%-16%为最佳，温度为35-（60±1）℃，将回潮后的再造烟片送至切丝工序。

5、切丝：对现有切丝机作以下改进后进行切丝。一是将切丝机刀门变窄（由原来的400-600mm降至200-300mm），刀门高度降低（有原来70-130mm降至20-50mm），流量同时由原来的5000-6000kg/h降至500-2000kg/h，以解决由于再造烟叶强度大而不能单独切丝的问题；二是加大刀辊直径，由原来的600mm增至1000mm，同时由于刀门高度的降低，使切刀在切削过程中弧度变小，以减小切刀对物料输送方向上的拉力，从而在相同刀门压力条件下减少“跑片”现象。三是减小上下排链之间的角度，增加排链长度，同时增加排链凹槽深度，将夹角由原来的20°-30°减少至8°-15°，长度由原来500-800mm增加至800-1000mm，深度由3-5mm增至6-10mm，以增大再造烟片输送过程中的摩擦力，解决现有切丝机由于再造烟叶摩擦力小在切丝过程中物料与排链之间打滑无法切丝的问题。

6、干燥：将含水率为14%-17%再造烟丝通过定量喂料机送入滚筒式叶丝干燥机进行干燥，在干燥的过程中使再造烟丝形成卷曲，干燥后的再造烟丝含水率为11%-13%；

7、掺配：将干燥后的再造烟丝按照卷烟配方设计比例与其它烟丝直接进行掺配。

本发明的用于单独制丝工艺的设备，包括依次排列的开箱机、铲片机、高频振荡松散机、回潮机、切丝机、滚筒烘丝机，各机构可单独设立、独立工作，也可组合在一起，各机构之间通过物料输送和喂料机构连接。

所述的高频振荡松散机由多级振荡机构、筛网和振槽组成，各级的振动频率和振幅均可单独调节，筛网位于震动机构底部，振槽位于筛网下方。

所述回潮机由多孔滚筒、热风加湿系统和旋转传动机构组成，多孔滚筒筒壁上开有细孔，内壁上装有耙钉和抄板，热风加湿系统的湿热空气由下向上穿过滚筒，经循环风机循环使用，热风加湿系统由通过管道依次连接的回潮室、循环风机、加热器、水雾化喷嘴、蒸汽喷嘴、雾化箱、水箱等组成；水箱位于雾化箱下部，雾化箱上方装有水雾化喷嘴和蒸汽喷嘴，两喷嘴分别与水源与蒸汽源相连，雾化箱通过管道与回潮室相连，回潮室下方装有导流板，多孔滚筒安装于回潮室内。

所述热风加湿系统采用保温处理。

所述切丝机由现有片烟切丝机改进而成。其基本结构与现有切丝机基本一致，但其刀门宽度变窄，刀门高度变小，刀辊直径加大，排链角度减小，排链凹槽深度增加，排链长度变长。滚刀上均匀安装横刀，横刀间距在3-10mm设置多个可换规格。

本发明的工艺及设备优点是：

（1）本发明针对造纸法再造烟叶加工特性实现了其单独制丝，再造烟丝宽度和长短均匀、松散性好、有效利用率高，有效保持了再造烟叶香气，提升了感官质量。①针对再造烟叶在低含水率（11%-13%）条件下强度大不易造碎的特点，采用高频振荡的方式进行松散，不仅松散率高而且可以避免加温加湿松散方式造成再造烟叶的香气损失，同时将松散和回潮分开，先松散后回潮，回潮时再造烟叶处于松散状态，有利于提高回潮含水率的均匀性；②针对再造烟叶湿强度小的特点采用在低含水率（14%-17%）条件进行回潮、切丝和干燥，克服了再造烟叶在高含水率条件下切丝容易出现造碎、结饼、并条，同时干燥时脱水量小在再造烟丝卷曲变形的同时有利于香气的保持和感官质量的提升；③针对再造烟叶吸湿速率快容易产生局部含水率不均匀，采用饱和湿空气进行加湿，实现了再造烟叶回潮含水率的均匀性，克服了直接加湿易造成再造烟叶含水率不均匀，部分再造烟叶含水率过大容易产生造碎问题；④针对再造烟叶强度大、表面相对平滑摩擦力小的物理特性，在切丝时将刀门宽度变窄，刀门高度变小，刀辊直径加大，排链角度减小，排链凹槽深度增加，排链长度变长，滚刀上均匀安装横刀，从而使切后再造烟丝宽度和长短均匀，有利于掺配。

（2）中国专利“造纸法再造烟叶成丝工艺与设备”（CN101828762A）适用于含水率为16%-20%的条幅状再造烟叶的成丝，与之相比，本发明根据再造烟叶的来源的广泛性，适用于箱装的片状再造烟叶（100-200kg/箱，含水率为11%-13%），其适应性更强；同时根据来料形态的变化，将“三步法”切丝改为一步切丝，达到与之相同效果。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明设备的整体组合结构示意图

图中：1、开箱机；2、铲片机；3、高频振荡松散机；4、回潮机；5、切丝机；6滚筒烘丝机。

图3为多级高频振荡松散机设备原理图

图3中：3-1、多级振荡机构；3-2、筛网；3-3、振槽。

图4为再造烟叶回潮机设备原理图

图4中：4-1、回潮室；4-2、循环风机；4-3、加热器；4-4、雾化箱；4-5、水箱；4-6、蒸汽喷嘴；4-7、水雾化喷嘴；4-8多孔滚筒。

图5适用于再造烟叶的切丝机改进原理图

图5中，5-1、刀辊；5-2、刀门；5-3、排链。

具体实施方式

如图1所示：本发明的基于造纸法再造烟叶加工特性的单独制丝工艺包括开箱、铲片、松散、回潮、切丝、干燥、掺配工序。

以下结合实施例将基于造纸法再造烟叶加工特性的单独制丝工艺做进一步描述：

1、开箱：利用开箱机将每箱150kg再造烟叶外包装打开，去掉外包装后的再造烟叶烟块送至铲片工序。

2、铲片：将去掉外包装后的再造烟叶烟块沿其压层方向进行铲片，每个烟块铲成5块，按其包装的重量每片约重30kg，输送至松散工序。

3、松散：采用三级高频振荡的方式将铲片后含水率为12%左右的烟块进行松散。首先烟块在一级高频振荡装置上进行松散，将松散开的再造烟叶通过筛网（孔径为60mm）筛出，由振槽送至喂料装置，未散开的烟块送至二级高频振荡装置继续进行松散，将松散开的再造烟叶通过筛网（孔径为60mm）筛出，由振槽送至喂料装置，未散开的烟块送至三级高频振荡装置继续进行松散，使完全松散，将透过筛网的所有再造烟片通过喂料装置送至回潮工序。

4、回潮：对喂料装置输送来的再造烟片在回潮装置中进行回潮处理。回潮的湿空气温度为（60±1）℃。回潮后再造烟片含水率为（15±1）%，温度为50℃，将回潮后的再造烟片送至切丝工序。

5、切丝：改进后的切丝机设备参数为：刀门宽度为300mm，刀门高度为35mm，刀辊直径1000mm，横刀间距为8mm，排链之间的角度为8°，排链长度为800mm。设定工艺参数为切丝宽度为0.95mm，流量为800kg/h，利用改进后的切丝机将再造烟叶切成0.95mm宽、8mm长的再造烟丝。

6、干燥：将含水率为15%再造烟丝通过定量喂料机送入滚筒式叶丝干燥机进行干燥，干燥后的再造烟丝含水率为（12.5±0.5）%；

7、掺配：将干燥后的再造烟丝按照卷烟配方所要求的8%的设定比例使用现有设备与其它烟丝直接进行掺配。

以下结合附图将本发明设备做进一步描述：

如图2-5所示：本发明的用于单独制丝工艺的设备，包括依次排列的开箱机(1)、铲片机(2)、高频振荡松散机(3)、回潮机(4)、切丝机(5)、滚筒烘丝机(6)，各个设备之间通过物料输送和喂料机构连接。

所述的高频振荡松散机(3)由多级振荡机构(3-1)、筛网(3-2)和振槽(3-3)组成，各级的振动频率和振幅均可单独调节，筛网位于震动机构底部，振槽位于筛网下方。

所述回潮机（4）由多孔滚筒（4-8）、热风加湿系统和旋转传动机构组成，多孔滚筒筒壁上开有细孔，内壁上装有耙钉和抄板，热风加湿系统的湿热空气由下向上穿过滚筒，经循环风机(4-2)循环使用，热风加湿系统由通过管道依次连接的回潮室(4-1)、循环风机(4-2)、加热器(4-3)、水雾化喷嘴(4-7)、蒸汽喷嘴(4-6)、雾化箱(4-4)、水箱(4-5)等组成；水箱位于雾化箱下部，雾化箱上方装有水雾化喷嘴和蒸汽喷嘴，两喷嘴分别与水源与蒸汽源相连，雾化箱通过管道与回潮室相连，回潮室下方装有导流板，多孔滚筒安装于回潮室内。

所述热风加湿系统采用保温处理。

所述切丝机(5)由现有片烟切丝机改进而成。其基本结构与现有切丝机基本一致，但其刀门宽度变窄，刀门（5-2）高度变小，刀辊（5-1）直径加大，排链（5-3）角度减小，排链凹槽深度增加，排链长度变长。滚刀上均匀安装横刀，横刀间距在3-10mm设置多个可换规格。

本发明中所用的开箱机、铲片机、滚筒烘丝机均采用现有卷烟工业通用设备。

Claims

1.一种基于造纸法再造烟叶加工特性的单独制丝工艺，其特征在于：

包括下述工艺步骤：

（1）开箱输送；

（2）铲片：将去掉外包装后的再造烟叶烟块沿其压层方向进行铲片，每个烟块铲成4-10片，每片重10~50kg，输送至松散工序；

（3）松散：采用多级高频振荡的方式将铲片后含水量为11%-13%的烟块进行松散；

（4）回潮：对喂料装置输送来的再造烟片在回潮机中进行回潮处理，在回潮工艺中，采用饱和湿空气对再造烟片进行加湿，回潮的湿空气温度为40-80℃，回潮后再造烟片含水率为14%-17%，温度为35-60℃；

（5）切丝：对回潮后的再造烟片进行切丝；

（6）干燥：将含水率为14%--17%再造烟丝通过定量喂料机送入滚筒烘丝机进行干燥，在干燥的过程中使再造烟丝形成卷曲，干燥后的再造烟丝含水率为11%--13%；

（7）掺配：将干燥后的再造烟丝按照卷烟配方设计比例与其它烟丝直接进行掺配。

2.根据权利要求1所述的单独制丝工艺，其特征在于：在松散工艺中，首先烟块在一级高频振荡装置上进行松散，将松散开的再造烟叶通过筛网筛出，送至喂料装置，未散开的烟块送至下一级高频振荡装置继续进行松散，直至完全松散，将透过筛网的所有再造烟片通过喂料装置送至回潮工序。

3.一种用于权利要求1所述的基于造纸法再造烟叶加工特性的单独制丝工艺的设备，其特征在于：包括开箱机、铲片机、高频振荡松散机、回潮机、切丝机、滚筒烘丝机；所述回潮机由多孔滚筒、热风加湿系统和旋转传动机构组成，所述多孔滚筒筒壁上开有细孔，内壁上装有耙钉和抄板，热风加湿系统的湿热空气由下向上穿过滚筒，经循环风机循环使用，所述热风加湿系统由通过管道依次连接的回潮室、循环风机、加热器、水雾化喷嘴、蒸汽喷嘴、雾化箱、水箱组成；水箱位于雾化箱下部，雾化箱上方装有水雾化喷嘴和蒸汽喷嘴，两喷嘴分别与水源与蒸汽源相连，雾化箱通过管道与回潮室相连，回潮室下方装有导流板，多孔滚筒安装于回潮室内。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：各机构可单独设立、独立工作，也可组合在一起，各机构之间通过物料输送和喂料机构连接。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的高频振荡松散机由多级振荡机构、筛网和振槽组成，各级的振动频率和振幅均可单独调节，筛网位于振荡机构底部，振槽位于筛网下方。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述热风加湿系统采用保温处理。