CN103767056A - 一种烟丝在线膨胀与干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟丝在线膨胀与干燥装置，干燥塔上部经物料输送管路与切向分离器连通，烟丝与过热蒸汽分离后进入出料气锁排出，过热蒸汽循环利用经管道、风机与加热炉连通，加热炉通过过热蒸汽管与干燥塔底部连通；进料气锁经扁平文氏管与干燥塔下部入口连通；在进料气锁的前端设置有加热单元，过热蒸汽管经引射管道与加热单元连通，并在加热单元前端的引射管道上设置有引射风机；在加热单元中设置有热交换器，其与扁平文氏管入口处的温度传感器连接构成控制回路；加热单元上连通有喷射蒸汽管，喷射蒸汽管上设置的流量控制阀与扁平文氏管入口处的含氧量检测仪连接构成控制回路。通过膨胀与干燥独立控制，有利于提高烟丝的填充性能。

Description

一种烟丝在线膨胀与干燥装置

技术领域：

本发明涉及一种烟丝在线膨胀与干燥装置。

背景技术：

烟丝的干燥是卷烟加工过程中的关键工序，目前广泛采用的有滚筒式烘丝机、气流式烘丝机，随着卷烟降焦减害技术的深入推进，如何尽可能的提高烟草物料的填充性能的同时，保持烟草在干燥过程的烟草香气损失是关键。

近些年，气流式烟草在线膨胀干燥设备在国内烟草行业广泛应用，典型的有管式气流干燥设备，如Dickinson-LEGG公司的HXD，Hauni公司的HDT；以及管塔式气流干燥设备，如国内烟机公司制造的SH9系列气流式烟丝干燥机，和近两年引进COMAS公司的CTD烟丝气流干燥设备。

对烟丝的膨胀干燥方法主要有以下几种组合：一是应用隧道式烟丝增温膨胀机与滚筒式烘丝机组合使用；二是滚筒式超级回潮机与气流式烘丝机组合使用；三是气流干燥机进料段的膨胀单元对烟丝进行膨胀等几种主要的膨胀干燥方式。

专利号ZL201220179410.3高水分烟草物料干燥塔,公布说明了一种可实现高水分烟草物料干燥、热利用率高的烟草物料干燥塔，包括进料汽锁、垂直地面的吸料文氏管，以及两个同轴的内、外干燥筒，该干燥系统可降低干燥气流的温度，所需干燥气流温度仅在160℃～220℃之间，具有节能、干燥温度低、干燥效率高、烟草物料造碎小等特点。

专利号ZL201120213313.7一种烟丝干燥膨胀装置，公布说明了针对管式气流干燥机干燥膨胀装置的干燥管道在拐角处采用90°弯管，进料口采用垂直进入加热管，进料不均匀，造成烟丝在设备中容易结团的现象，而采取了一种弧形管道连接，在入风管道上安装有进料斜管。

专利号ZL200910032557.2烟草物料气流干燥工艺及设备，公布说明了一种可实现大流量烟草物料膨化干燥处理的气流干燥方法及设备，包括将膨化后的烟草物料由热空气气流输送到干燥管内干燥，然后烟草物料与热空气分离；干燥管由水平干燥管和横截面比水平干燥管的横截面大的垂直干燥管组成；在水平干燥管内送入气流方向与物料送入方向垂直的温度为100℃～250℃、气流速度为10m/s～50m/s的热空气；物料在热空气气流的带动下进入垂直干燥管内并悬浮上升，物料上升速度降低到0.5m/s～5m/s；同时物料中的密度较大的更前等杂物在该风速下不能实现悬浮而被风选分离，该发明实现大流量烟草物料膨化干燥，提高出料的水分均衡性，同时在物料悬浮的过程中，将烟草物料中的梗签等杂物风选出来，进一步提高物料的纯净度。

专利号ZL200820147872.0一种烟草气流干燥设备，发明了包括以立式设置的方式安放在机架上的矩环型结构的干燥管，换热器、工艺气管道和风机，进出料气锁，其特征在于：所述组成干燥管立管部分是由其管径由小变大、再由大变小的三段变径管组成。可使气流与物料之间接触面积、次数以及时间明显提高，传热传质效率得到提高，改善了能源消耗量和烟丝加工质量。

专利号ZL200820147873.5烟草物料脉冲气流干燥设备，发明公布了在烟草物料膨化干燥工艺中引入脉冲气流干燥技术，在闪蒸膨化的基础上，利用脉冲气流干燥技术，将物料连续加入干燥管内，在高速高温气流输送的过程中，使物料的水分得到蒸发，实现大流量烟草物料膨化干燥，同时进一步提高出口物料的水分均匀性，最终得到干燥物料。

专利号ZL200720102128.4电加热烟丝快速膨胀系统，发明公布了一种应用点加热烟丝快速膨胀系统，包括进料气锁，通过输送管道、旋风分离器接于出料气锁，热风管道连接一个电加热器保证混合热风温度，避免现行气流干燥设备使用的燃气燃烧炉所带来的设备复杂性，适用于100kg/h～500kg/h气流膨胀干燥烟丝的工艺研究、试验和小生产能力的烟丝生产应用。

专利号ZL200620128143.1新型气流式梗丝干燥塔，发明公布了包括进料气锁、通过文氏管连接水平进料管接与干燥塔，干燥塔与落料器连接，其特征在于所述的进料气锁与文氏管之间设置一个膨胀腔，水平进料管连接一个独立的干燥塔，不需要单独配置加热加湿设备，解决造碎问题，用于梗丝的干燥。

专利申请号200610048495.0降低叶丝气流干燥工作风温的方法，其特征为在烟草气流干燥生产线上的叶丝超级回潮机之后、叶丝气流干燥机之间设置有一高校增温装置，使通过输送机构送入的叶丝经由叶丝超级回潮机进行增温增湿处理后，在进入干燥机之前送入高效增温装置进一步加热增温，使叶丝保持在≥95℃的接近非典温度条件下进入叶丝气流干燥机进行改造处理，此时干燥机工作风温可将20℃～30℃，具有良好的节能效果，可保持叶丝感官质量不降低、叶丝想起风格特征保持不变。

专利号ZL200720076961.7叶丝在线膨胀干燥装置，发明公布了一种叶丝在线膨胀干燥装置，包括加热装置，由进料斗、进料气锁及松散器构成的初级膨化装置，二级膨化干燥装置及分离器，其中的松散器采用喷射式结构。

专利号ZL200520023623.7烟草烟丝膨胀干燥装置，发明公布了一种烟草烟丝膨胀干燥装置，包括燃烧炉及其与之联通的膨胀干燥管道、文氏输出管、热风管、回风管，主工艺风机密通过膨胀干燥管道的输入端接与松散加速器、进料气锁；其输出端接于旋风分离器及出料气锁，其中所述干燥膨胀管道是在进料气锁连接的文氏输出管的输出端与旋风分离器入口端之间分别依次设行变径管、下部大半径圆弧形流道、垂直管段、上部大半径圆弧流道和水平过渡管段相连通组成沿高度上呈“Z”字形。保证了烟丝的干燥膨胀通过一个较长的路径，有效降低了烟丝的出料温度，满足低温保香的工艺要求，提高烟丝的内在质量。

专利申请号200510031713.5一种无氧气流式卷烟叶丝干燥方法，公布了一种无氧气流式卷烟叶丝干燥方法，是在膨胀机内进行，通过机内240℃～360℃的高热空气，使得含水量24%以上的烟丝水分快速蒸发，从而使得烟丝体积膨胀增大，其特征在于，输入膨胀剂的热空气，氧气含量小于2%。烟丝在膨胀机出料后，风选冷却至40℃～50℃之后，在进行掺配，该发明将干燥烟丝的热空气刘中的氧分离出来，使干燥烟丝中的热空气流不含氧气，减少有氧参与下的烟丝化学成分的不利转化，从而使烟丝干燥中的香气质、香气量损失在原有的干燥基础上有大幅度减少。

专利号ZL02292938.X新型梗丝膨化塔，包括膨化装置和干燥装置。其中膨化装置由加热室、设置在加热室上的进料气锁以及装在汽室内的喷嘴和分离器构成，喷嘴与加热室连通，且加热室通过压缩管和扩张管与分离器连通；干燥装置由一个以上的干燥塔和装载干燥塔出料处的气料分离器以及其下部的出料气锁构成；分离器下部的保温料斗通过连接管与紊流箱连接，且连接管上装有气料分离的出料气锁，紊流箱的一端接热交换器的风室，其另一端与干燥塔的进料口连通。

专利号ZL02287998.6一种改进的烟草烟丝膨胀干燥装置，公布了一种改进的烟草膨胀干燥装置，包括燃烧炉、与燃烧炉连通的升温管道、回风管道，膨胀干燥管道，有膨胀干燥管道的输入、输出端接有进料气锁及出料气锁。其中在进料气锁下部设有斜槽与其带有的松散加速器接与文氏输出管段上，并连接下达半径圆弧形流到，通过垂直管段，上大半径圆弧形流道及水平过渡管段接于分离器，出料气锁；在回风管道与升温管道之间，设有联动风门留在膨胀干燥管道中的垂直管段设置喷嘴。具有降低设备高度，改善膨胀效果，达到烟丝造碎小，并能去除烟草青杂气味，保持和发挥烟丝香气的特点。

专利号ZL01217209.X叶丝高速膨化干燥机，包括燃烧器和混合箱构成加热装置，进料斗、进料气锁及松散器构成初级膨化装置；呈三通管状的紊流管内有旋向相反的二组叶片并设在与松散器连接的二侧，紊流管的进端和出端分别与混合箱和塔体下部连通，紊流管和塔体构成膨化干燥装置；塔体下部的出料口通过一连接管与下部有出料气锁的分离器连通，分离器、风机、回风管以及进风管构成热风循环装置；加热装置、初级膨化装置、膨化干燥装置及分离器呈现水平设置。

专利号ZL00267354.1塔管式烘丝机，包括有气锁下部设置一蒸汽分离器，连通进料管连接于蒸喷装置，在蒸喷装置的过渡管段的出料端接有气料分离装置，通过其出风口安装排潮出风管并与排潮风机相连。

近年来随着精细化加工工艺技术研究的不断深入，工艺气流温度、含氧量以及烟草绝干物质流量与工艺气体流量比值，影响到烟草的填充性能、烟草内在感官品质。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种烟丝在线膨胀与干燥装置，能有效提高设备的控制范围和控制精度，增强工艺过程可控可调性，通过膨胀与干燥独立控制，并通过提高膨胀单元的气体温度、降低气体含氧量，一方面有利于提高烟丝的填充性能，另一方面降低了干燥塔内干燥的气体温度，保持和发挥烟丝香气的在线膨胀目的。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种烟丝在线膨胀与干燥装置，包括干燥单元与膨胀单元；

所述干燥单元的干燥塔上部经物料输送管路与切向分离器连通，烟丝与过热蒸汽分离后进入出料气锁，所述出料气锁上端分离出的过热蒸汽经管道、风机与加热炉连通，所述加热炉通过过热蒸汽管与所述干燥塔底部连通；

所述膨胀单元的进料气锁经扁平文氏管与所述干燥塔下部入口连通；

在所述进料气锁的前端设置有加热单元，所述过热蒸汽管经引射管道与所述加热单元连通，并在所述加热单元前端的引射管道上设置有引射风机；

在所述加热单元中设置有热交换器，所述热交换器与所述扁平文氏管入口处的温度传感器连接构成控制回路；

所述加热单元上连通有喷射蒸汽管，所述喷射蒸汽管上设置的流量控制阀与扁平文氏管入口处的含氧量检测仪连接构成控制回路。

所述热交换器采用电加热、蒸汽加热或燃炉加热。

采用本发明装置进行烟丝在线膨胀与干燥的方法，步骤包括：烟丝通过所述进料气锁6送入在线膨胀单元及干燥塔中干燥，由过热蒸汽将含水率为18～25%的烟丝膨胀干燥到含水率为11～15%，再进入切向分离器2内进行过热蒸汽与烟草物料分离，分离的烟丝通过出料气锁3中排出；分离的过热蒸汽经管道由风机抽送入加热炉4内加热，升温后的过热蒸汽被分配进入所述干燥塔1及所述加热单元8内，再次将所述进料气锁6送入的烟丝输送入在线膨胀单元及干燥塔中干燥形成循环。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明能有效提高设备的控制范围和控制精度，增强工艺过程可控可调性，有利于烟丝的加工过程的精细化控制。

2、本发明的核心在于烟丝膨胀与烟丝干燥独立控制，可通过提高膨胀单元的过热蒸汽温度、降低其过热蒸汽含氧量，有利于提高烟丝的填充性能，另一方面降低了干燥塔内干燥的过热蒸汽温度，保持和发挥烟丝香气的在线膨胀目的。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图中标号：1干燥塔，2切向分离器，3出料气锁，4加热炉，5过热蒸汽管，6进料气锁，7扁平文氏管，8加热单元，9引射管道，10引射风机，11热交换器，12喷射蒸汽管，13流量控制阀，14含氧量检测仪，15风机，16温度传感器。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

实施例：烟丝在线膨胀与干燥装置，其硬件结构如图1所示，包括干燥单元与膨胀单元；干燥单元的干燥塔1上部经物料输送管路与切向分离器2连通，烟丝与过热蒸汽分离后进入出料气锁3，出料气锁3上端分离出的过热蒸汽经管道、风机15与加热炉4连通，加热炉通过过热蒸汽管5与干燥塔1底部连通；

膨胀单元的进料气锁6经扁平文氏管7与干燥塔下部入口连通；

在进料气锁6的前端设置有加热单元8，过热蒸汽管5经引射管道9与加热单元8连通，并在加热单元前端的引射管道上设置有引射风机10；

加热单元8中设置有热交换器11，该热交换器11与扁平文氏管入口处的温度传感器16连接构成控制回路；

加热单元8上连通有喷射蒸汽管12，喷射蒸汽管12上设置的流量控制阀13与扁平文氏管入口处的含氧量检测仪14连接构成控制回路。

具体设置中，热交换器11采用电加热、蒸汽加热或燃炉加热。

工作中，过热蒸汽由风机15上部的管路输入，经风机15引入加热炉4中加热，之后进入过热蒸汽管5，过热蒸汽一部分被分配进入干燥塔1内，一部分经引射管道9被引射风机10送入膨胀单元，可通过热交换器11对过热蒸汽在原有温度的基础上增加5-50℃，增温的幅度根据扁平文氏管入口处的温度传感器16反馈的信号根据需要调节。对于含氧量的调节，根据扁平文氏管入口处的含氧量检测仪14反馈的信息，调整流量控制阀13的开度，即调整喷射蒸汽管12注入膨胀单元内的蒸汽量，进而调整膨胀单元内工艺气体的含氧量。喷射蒸汽管12的蒸汽注入量在0-200kg/h可控，含氧量控制在6%以下。膨胀单元中，气体流量由引射风机10工作电机频率进行独立控制。

图1所示，加热炉4的出口同样设有温度传感器以及含氧量检测仪，其中，温度传感器与加热炉的燃气阀构成控制回路，通过控制进入加热炉4内的燃气量来控制过热蒸汽的温度，含氧量检测仪与风机15前端的过热蒸汽输送阀门构成控制回路，过热蒸汽的输入量增大则可提高干燥气体的含氧量。

采用本发明的设备，工作中，烟丝（梗丝与叶丝）通过进料气锁送入在线膨胀与干燥设备中，高含水率（18～25%）烟草被膨胀干燥到适宜含水率（11～15%），并通过出料气锁中排出。本发明设备可以做到：干燥单元内，80%的过热蒸汽与空气组成的用于干燥及输送烟丝的气体温度在140℃至300℃之间可控，其气体含氧量在1%至6%之间独立可控，膨胀单元内，用于膨胀与输送烟草进入干燥塔的气体温度在140℃至300℃之间，气体含氧量在1%至4%之间独立可控。

Claims (3)

1.一种烟丝在线膨胀与干燥装置，包括干燥单元与膨胀单元；

所述干燥单元的干燥塔（1）上部经物料输送管路与切向分离器（2）连通，烟丝与过热蒸汽分离后进入出料气锁（3），所述出料气锁（3）上端分离出的过热蒸汽经管道、风机与加热炉（4）连通，所述加热炉通过过热蒸汽管（5）与所述干燥塔（1）底部连通；

所述膨胀单元的进料气锁（6）经扁平文氏管（7）与所述干燥塔下部入口连通；

其特征在于，在所述进料气锁（6）的前端设置有加热单元（8），所述过热蒸汽管（5）经引射管道（9）与所述加热单元（8）连通，并在所述加热单元前端的引射管道上设置有引射风机（10）；

在所述加热单元（8）中设置有热交换器（11），所述热交换器（11）与所述扁平文氏管入口处的温度传感器（16）连接构成控制回路；

所述加热单元（8）上连通有喷射蒸汽管（12），所述喷射蒸汽管（12）上设置的流量控制阀（13）与扁平文氏管入口处的含氧量检测仪（14）连接构成控制回路。

2.根据权利要求1所述的一种烟丝在线膨胀与干燥装置，其特征在于，所述热交换器（11）采用电加热、蒸汽加热或燃炉加热。

3.一种采用权利要求1所述的装置进行烟丝在线膨胀与干燥的方法，其特征在于，所述烟丝通过所述进料气锁（6）送入在线膨胀单元及干燥塔中干燥，由过热蒸汽将含水率为18～25%的烟丝膨胀干燥到含水率为11～15%，再进入切向分离器（2）内进行过热蒸汽与烟草物料分离，分离的烟丝通过出料气锁（3）中排出；分离的过热蒸汽经管道由风机抽送入加热炉（4）内加热，升温后的过热蒸汽被分配进入所述干燥塔（1）及所述加热单元（8）内，再次将所述进料气锁（6）送入的烟丝输送入在线膨胀单元及干燥塔中干燥形成循环。

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