CN103082391A - 一种用于卷烟的超声乳化加料装置及加料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于卷烟的超声乳化加料装置及加料方法，整个批次的料液全部进入储料罐后，通过齿轮泵的吸入端进入齿轮泵中，料液通过齿轮泵中齿轮的旋转将料液搅拌和预混合，整体均匀的料液再由齿轮泵定量泵入超声乳化器内进行超细乳化，颗粒粒度分析仪将经过超声乳化器处理后的料液进行粒度分析，并将测得的料液的颗粒粒度传送至控制器，控制器根据颗粒粒度分析仪传送的颗粒粒度与预先存储的粒度阈值进行比较，若大于预先存储的粒度阈值则控制器将双向阀调至回流管方向，否则控制器将双向阀调至出料管方向。本发明拓宽了香料的使用范围，包括悬浊液、油状料液，颗粒小的固体颗粒状香料均可通过本方法进行施加，且均匀、稳定，工艺精度较高。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟生产技术领域，具体是一种用于卷烟的超声乳化加料装置及加料方法。
背景技术
烟叶加料是向烟叶中施加一定比例的特定料液，以达到除去、掩盖烟叶的杂气、刺激，并赋予一定的烟气特征。目前各卷烟生产企业均采用滚筒加料机加料，加料采用滚筒内设置的一组加料喷嘴进行，加料喷嘴设置在滚筒的进料端或出料端，通过一定的蒸汽压力，与料液混合雾化，产生蒸汽料液雾化气体施加。
因工艺要求加料要过程稳定、均匀，并保证料液充分吸收，所以按目前的加料设备和工艺要求，所配制的料液必须均匀一致，且密度小、易施加、无悬浮物，必须对悬浊液进行过滤、离心等，颗粒状料香进行提取、蒸馏等方式处理后应用，故制约了料液的配方设计及应用。
目前有超声乳化技术用于部分化工领域，如燃油的乳化用以节油，但因燃油的液相相对均匀，颗粒很小，对乳化要求的方向和方式与烟草用料液不尽相同。且目前的超声乳化专利和技术，基本都没有解决来料的均匀性问题，只能使来料部分超声乳化均匀，更没有进行乳化效果的检测评价和多次乳化等问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种用于卷烟的超声乳化加料装置及加料方法，既满足加料工艺的均匀、稳定，又拓宽了香料的应用范围。
为实现上述目的，本发明提供一种用于卷烟的超声乳化加料装置，包括储料罐、齿轮泵、电机、超声乳化器、颗粒粒度分析仪、控制器、双向阀、回流管、出料管，齿轮泵的输入端通过联轴器与电机的输出端连接，齿轮泵的吸入端与储料罐的下端连接，齿轮泵的压出端与超声乳化器连接，超声乳化器通过连接管与双向阀的进口端连接，在超声乳化器与双向阀之间的连接管上设有颗粒粒度分析仪，颗粒粒度分析仪与控制器通过数据线连接，控制器与双向阀通过数据线连接，双向阀的一个出口端与超声乳化器之间通过回流管连通，双向阀的另一个出口端与出料管连接。
为实现上述目的，本发明还提供一种用于卷烟的超声乳化加料方法，整个批次的料液全部进入储料罐后，通过齿轮泵的吸入端进入齿轮泵中，料液通过齿轮泵中齿轮的旋转将料液搅拌和预混合，整体均匀的料液再由齿轮泵定量泵入超声乳化器内进行超细乳化，颗粒粒度分析仪将经过超声乳化器处理后的料液进行粒度分析，并将测得的料液的颗粒粒度传送至控制器，控制器根据颗粒粒度分析仪传送的颗粒粒度与预先存储的粒度阈值进行比较，若大于预先存储的粒度阈值则控制器将双向阀调至回流管方向，否则控制器将双向阀调至出料管方向。
本发明通过在储料罐底部设置齿轮泵，可以解决解决来料的均匀性问题，同时配合超声乳化器的使用可将来料进行超声乳化均匀，颗粒粒度分析仪、控制器及双向阀的使用可对超声乳化后的料液粒度检测评价并对不符合要求的料液多次乳化，实现加料均匀及工艺精度要求。
本发明的加料装置设计合理、结构简单、易于加工，对现有加料设备进行少许改动，就可以进行联机使用，本发明的加料方法，拓宽了香料的使用范围，包括悬浊液、油状料液，颗粒小的固体颗粒状香料均可通过本方法进行施加，且均匀、稳定，工艺精度较高。
附图说明
图1是本发明用于卷烟的超声乳化加料装置的结构示意图；
图2是本发明中齿轮泵的内部结构示意图。
图中：1-储料罐，2-齿轮泵，3-吸入端，4-压出端，6-超声乳化器，7-颗粒粒度分析仪，8-控制器，9-双向阀，10-回流管，11-出料管，12、13-齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1所示为本发明用于卷烟的超声乳化加料装置的结构示意图，其包括储料罐1、齿轮泵2、电机、超声乳化器6、颗粒粒度分析仪7、控制器8、双向阀9、回流管10、出料管11。
储料罐1用于整个批次料液的存放、预搅拌和预混；储料罐1下部设置的齿轮泵2用于将料液搅拌、预混合并输送料液。图2所示为本发明中齿轮泵2内部结构示意图，其泵体内装有一对齿数相同、宽度和泵体接近而又互相啮合的齿轮12和齿轮13，两侧分别为吸入端3和压出端4，吸入端3与储料罐1的下端连接，压出端与超声乳化器6连接。
当齿轮泵2的齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧(吸入端)齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，储料罐1中的料液在外界大气压的作用下，料液进入齿间。随着齿轮的旋转，吸入齿间的料液被带入。这时轮齿进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的输出过程。
超声乳化器6包括乳化腔、超声源和超声波换能器，超声波换能器设置在乳化腔内壁，超声波换能器与超声源电性连接。超声源是用矩形、正弦波发生器、脉冲发生器产生超声波振荡讯号超声波换能器采用具有压电效应的陶瓷片或采用聚亚乙烯聚合物的薄片双面涂镀金属制成，乳化腔为超声乳化反应容器。
超声乳化器6通过连接管与双向阀9的进口端连接，在超声乳化器6与双向阀9之间的连接管上设有颗粒粒度分析仪7，颗粒粒度分析仪7与控制器8连接，控制器8与双向阀9连接，双向阀9的一个出口端与超声乳化器6之间连接有回流管10，回流管10用于将不符合工艺要求的超声乳化液回流入超声乳化器6中进行再超声乳化。双向阀9的另一个出口端与出料管11连接，出料管11与加料喷嘴相连。颗粒粒度分析仪7用于对连接管中流经的料液进行粒度分析，并将测得的料液的颗粒粒度传送至控制器8。控制器8中预先存储有符合工艺要求的粒度阈值，当控制器8判断颗粒粒度分析仪7传送的颗粒粒度未达到存储的粒度阈值时，则控制双向阀9关闭与出料管11连接的出口，打开与回流管10连接的出口，将料液送回超声乳化器6继续进行超细乳化，直至颗粒粒度分析仪7传送的颗粒粒度达到存储的粒度阈值后，控制器8控制双向阀9关闭与回流管10连接的出口，打开与出料管11连接的出口，进而将料液送出以进行后续加料程序。
本发明用于卷烟的超声乳化加料装置及加料方法的工作过程如下：
按目前正常的烟叶批次投叶量5000公斤、料液施加量为3.5％来计算，所用料液的重量为175公斤，储料罐的容量可以设计为200公斤(按密度计算体积≤200升)容量。
整个批次的料液全部进入储料罐1后，通过齿轮泵2中齿轮12和齿轮13的啮合和齿轮作用将料液打散、预混合，使料液中的粒相与液相分布均匀。齿轮12和齿轮13间有间隙，由于液体和齿轮不能在同一时间占据同一空间，料液就被排出。齿的不断啮合，这一现象就连续发生，因而也就在齿轮泵2的出口提供了一个连续排出量，泵每转一转，排出的量是一样的。齿轮泵2同时有输送料液的作用，齿轮泵2将料液通过压出端4泵入超声乳化器6内进行超细乳化。
鉴于料液的特性，超声乳化器6中超声源的频率选用20-40KHZ。当来自于超声源的振荡讯号加在超声波换能器上后，超声波换能器产生超声波，超声波传入乳化腔的料液中产生弥漫的几乎真空的空腔泡，空腔泡加速料液中液相的迁移，使乳化液的分散度加大，实现超细乳化，超细乳化可获得稳定的乳化液。
超细乳化的液滴中因含有细小的颗粒，通过颗粒粒度分析仪7，检测出颗粒的粒度大小，并将测得的料液的颗粒粒度传递给控制器8。
若颗粒粒度符合工艺要求，则控制器8将双向阀9调至出料管11方向，通过料液喷嘴，均匀喷洒料液；若颗粒粒度偏大，则控制器8将双向阀9调至回流管10方向，回流入超声乳化器6，重复超声反应，直至将料液处理至符合工艺要求的颗粒大小和均匀度，最后通过出料11进入料液喷嘴相连，喷洒均匀的料液。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种用于卷烟的超声乳化加料装置，其特征在于：包括储料罐(1)、齿轮泵(2)、电机、超声乳化器(6)、颗粒粒度分析仪(7)、控制器(8)、双向阀(9)、回流管(10)、出料管(11)，齿轮泵(2)的输入端通过联轴器与电机的输出端连接，齿轮泵(2)的吸入端与储料罐(1)的下端连接，齿轮泵(2)的压出端(4)与超声乳化器(6)连接，超声乳化器(6)通过连接管与双向阀(9)的进口端连接，在超声乳化器(6)与双向阀(9)之间的连接管上设有颗粒粒度分析仪(7)，颗粒粒度分析仪(7)与控制器(8)通过数据线连接，控制器(8)与双向阀(9)通过数据线连接，双向阀(9)的一个出口端与超声乳化器(6)之间通过回流管(10)连通，双向阀(9)的另一个出口端与出料管(11)连接。
2.如权利要求1所述的用于卷烟的超声乳化加料装置，其特征在于：超声乳化器(6)包括乳化腔、超声源和超声波换能器，超声波换能器设置在乳化腔内壁，超声波换能器与超声源电性连接。
3.一种用于卷烟的超声乳化加料方法，其特征在于：整个批次的料液全部进入储料罐(1)后，通过齿轮泵(2)的吸入端(3)进入齿轮泵(2)中，料液通过齿轮泵(2)中齿轮的旋转将料液搅拌和预混合，整体均匀的料液再由齿轮泵(2)定量泵入超声乳化器(6)内进行超细乳化，颗粒粒度分析仪(7)将经过超声乳化器(6)处理后的料液进行粒度分析，并将测得的料液的颗粒粒度传送至控制器(8)，控制器(8)根据颗粒粒度分析仪(7)传送的颗粒粒度与预先存储的粒度阈值进行比较，若大于预先存储的粒度阈值则控制器(8)将双向阀(9)调至回流管(10)方向，否则控制器(8)将双向阀(9)调至出料管(11)方向。
4.如权利要求3所述的用于卷烟的超声乳化加料方法，其特征在于：超声乳化器(6)中超声源的频率选用20-40KHZ。
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