CN110679981B - 一种多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置，该装置依次包括原料储料罐(1)、成型干燥装置(2)、剥离装置(3)和收卷装置(4)，本发明装置具有多个热风风机(271_i)，每个所述热风风机(271_i)连接一个沿垂直于所述成型钢带(21)方向朝向所述成型钢带(21)延伸的通风管(272_i)，每个所述通风管(272_i)的管口(273_i)吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90‑180°，每个热风风机吹出的热风温度、热风量可以独立进行调节。本发明装置可对加热不燃烧卷烟用再造烟叶进行成型、干燥并制备成样品，为加热不燃烧卷烟的研究提供支撑。

Description

一种多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置及其操作方法

技术领域

本发明属于再造烟叶生产加工技术领域，具体涉及一种多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置及其操作方法。

背景技术

随着全球控烟运动的加速推进，全球烟草产业进入了寻求变革和突破的新时期，进而也推动和加速了新型烟草制品主要有加热不燃烧型卷烟、电子烟、口含烟等的研发。加热不燃烧卷烟是新型烟草制品的重要组成部分。

与颗粒状、传统烟丝作为烟草段材料相比，再造烟叶在保持自然烟叶有效成分的同时，具有可塑性较强、均质化及可调控水平较高的特点，因此是目前加热不燃烧卷烟的主要烟草段材料之一。

稠浆法再造烟叶在片基成型时，烟草原料粉末、粘合剂及发烟剂等材料均匀分布在片基表层和里层，因此其厚度及定量的稳定性、导热均匀性和发烟效果较好，是其成为加热不燃烧卷烟烟草段材料的主要原因之一。如：菲莫烟草公司开发的“iQOS”烟支中采用的是有序排列的稠浆法再造烟叶。

现有技术中稠浆法制备再造烟叶的干燥阶段，是利用输送带下部增温加热方法，使摊铺在输送带上面浆膜中的水分因受热而蒸发外溢到上部通风隧道中，再利用与浆膜输送方向相反（逆流）的热风将蒸发出的水分带出设备而实现脱水工艺要求。其存在的问题是，热风进口仅为一个，越靠近干燥过程起始段，热风已经吸收大量水分，导致其吸湿能力越弱，干燥效率较差。

CN109405506A公开了一种递增式热风逆流干燥装置（见图1），其包括输送带5，输送带5下方均匀设有现有的加热装置，输送带5上方设有通风隧道6，通风隧道6上设有4个通风口，供风管道7与4个通风口连通，热风从各个通风口进入通风隧道6，再经排风口8排出干燥装置，其中第一通风口1111、第二通风口2222、第三通风口3333和第四通风口4444均是垂直于输送带5的，且从通风隧道6右端向左端依次排列，通风隧道截面积沿风向逐渐增大。其存在的问题是：热风在通风隧道6中从右往左流动过程中，风量是递增的，通风隧道6最左端热风风量Q4’=Q1+Q2+Q3+Q4，而实际应用过程中，流浆箱中流出的浆料（含水率较高70%-80%）首先形成浆膜，在输送带从左到右运行过程中，浆膜再逐渐干燥为再造烟叶片材，所以在该装置中通风隧道6最左端恰恰是浆料形成浆膜的过程，浆料水分含量高，流平性好，而此时如果风量较大，且风向与浆料的方向垂直，就会导致浆料形成的浆膜厚度不一致，靠近通风口的地方浆膜较薄，而远离通风口处的浆膜较厚，更甚者会将浆料吹破处吹漏，严重影响再造烟叶片材的质量。除此之外，干燥过程中干燥条件可控性差，导致再造烟叶产品不同区域含水率不同，再造烟叶产品颜色一致性差。

因此，人们希望开发一种稠浆法制备加热不燃烧卷烟用再造烟叶的装置，以提高加热不燃烧用再造烟叶的研发效率，降低研发成本，为加热不燃烧卷烟用再造烟叶的推广应用提供支撑。

发明内容

本发明第一方面提供一种多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置，该装置依次包括原料储料罐1、成型干燥装置2、剥离装置3和收卷装置4；

所述成型干燥装置2包括成型钢带21、红外加热板24、外罩28以及依次排列的进料泵22、流浆箱23、排潮口25、温湿度检测器26、干燥设备27；

所述进料泵22和所述原料储料罐1连接，用于向所述成型干燥装置2输送浆料；

所述流浆箱23位于所述成型钢带21上方，所述流浆箱23包括浆料出口231和浆料刮刀232；

所述红外加热板24位于所述成型钢带21下方，用于对所述成型钢带21进行加热；

所述成型钢带21携带再造烟叶向所述剥离装置3运行；

所述干燥设备27包括从所述温湿度检测器26一侧至剥离装置3一侧依次排列的N个热风风机271_i，N大于等于2，i为从所述温湿度检测器26开始的热风风机编号，且i为从1到N的正整数；每个所述热风风机271_i连接一个沿垂直于于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272_i，每个所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90-180°，且随着i增大，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度逐渐减小，靠近所述温湿度检测器26一侧是浆料形成浆膜的干燥初期阶段，在此阶段中，浆料中水分含量高，需要大量的热风带走浆料中的水分，此时如果风量较大，且风向与浆料的方向垂直，就会导致浆料形成的浆膜厚度不一致，靠近通风口的地方浆膜较薄，而远离通风口处的浆膜较厚，更甚者会将浆料吹破处吹漏，严重影响再造烟叶片材的质量，所以在本发明中i取最小值时，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度最大，优选为180°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向完全相反；而靠近剥离装置3一侧再造烟叶片材已经初步形成，此时流平性差，且由于在此干燥阶段中，再造烟叶含水率较低，相对而言更难以干燥，所以在本发明中i取最大值时，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度最小，优选为90°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向垂直，在此干燥阶段，再造烟叶片材含水量较少，不需要大量的热风，仅是采用垂直于再造烟叶片材吹风的方式，提高干燥效率即可；当i取中间值时，该角度处于90°和180°之间时，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风在对再造烟叶逆向进行干燥的同时，还能向再造烟叶表面提供垂直于再造烟叶的热气流，以便提高再造烟叶的干燥速率，故当i取中间值时，更优选地，热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为120-150°，此处中对于两个方向（热风方向与再造烟叶的运行方向）之间角度的表述与公知常识中两个向量之间的角度表述方法相同。

所述剥离装置3包括剥离刮刀32和厚度调整辊31；所述厚度调整辊31包括上压辊311和下托辊312；

所述收卷装置4包括收卷台41和收卷轴42。

优选地，随着i增大，所述管口273_i与所述成型钢带21的距离逐渐减小。

优选地，随着i增大，每个所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风温度和热风风量逐渐减小。

本发明第二方面提供一种所述多点进风式稠浆法制备再造烟叶的成型干燥方法，其包括以下步骤：

a、开启进料泵22向流浆箱23中输送原料储料罐1中搅拌均匀的浆料，并根据设定的液位高度自动添加；

b、启动成型钢带21水平运转，开启红外加热板24对成型钢带21进行加热，设定成型钢带21的温度为30-50℃，当成型钢带21温度达到设定温度30-50℃后，通过浆料刮刀232控制流浆箱23中的浆料从浆料出口231流出，开始涂布成型，流出的浆料经成型钢带21干燥，形成浆膜；

c、根据设定的热风的温度，开启热风风机271_i，每个所述热风风机271_i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272_i，每个所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90-180°，且随着i增大，所述通风管（272_i）的管口（273_i）吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度逐渐减小，浆膜随成型钢带21向剥离装置3运行，经管口273_i吹出的热风干燥，形成再造烟叶；

d、排潮口25为热风出口，温湿度检测器26实时测定浆膜表面的温度和水分含量，根据浆膜表面的温度和水分含量调节热风风机271_i的热风量和热风温度、以及排潮口25的开度，以使成型钢带21靠近剥离装置3一侧上的再造烟叶水分含量为12%-14%；

e、剥离刮刀32将成型钢带21靠近剥离装置3一侧上的再造烟叶与成型钢带21剥离，剥离后的再造烟叶经过厚度调整辊31进行厚度调整，如果再造烟叶厚度大于设定的厚度，厚度调整辊31的上压辊311和下托辊312彼此配合，对再造烟叶进行辊压；

f、经厚度调整后的再造烟叶被输送至收卷台41上，并缠绕在收卷轴42上进行手动收卷。

收卷完成后，重复前述过程进行下一次再造烟叶样品的制备。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明装置具有多个热风风机271_i，每个热风风机吹出的热风温度、热风量可以根据温湿度检测器26实时测定浆膜表面的温度和水分含量数据进行独立调节，解决了不同干燥阶段干燥条件难以协调的问题。本发明装置可对加热不燃烧卷烟用再造烟叶进行成型、干燥并制备成样品，满足加热不燃烧卷烟用再造烟叶的制备，为加热不燃烧卷烟的研究提供支撑。

2、本发明装置干燥设备27包括从所述温湿度检测器26一侧至剥离装置3一侧依次排列的N个热风风机271_i，N大于等于2，i为从所述温湿度检测器26开始的热风风机编号，且i为从1到N的正整数；每个所述热风风机271_i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272_i，每个所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90-180°，且随着i增大，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度逐渐减小，靠近所述温湿度检测器26一侧是浆料形成浆膜的干燥初期阶段，在此阶段中，浆料中水分含量高，需要大量的热风带走浆料中的水分，此时如果风量较大，且风向与浆料的方向垂直，就会导致浆料形成的浆膜厚度不一致，靠近通风口的地方浆膜较薄，而远离通风口处的浆膜较厚，更甚者会将浆料吹破处吹漏，严重影响再造烟叶片材的质量，所以在本发明中i取最小值时，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度最大，为180°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向完全相反；而靠近剥离装置3一侧再造烟叶片材已经初步形成，此时流平性差，且由于在此干燥阶段中，再造烟叶含水率较低，相对而言更难以干燥，所以在本发明中i取最大值时，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度最小，为90°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向垂直，在此干燥阶段，再造烟叶片材含水量较少，不需要大量的热风，仅是采用垂直于再造烟叶片材吹风的方式，提高干燥效率即可；当i取中间值时，该角度处于90°和180°之间时，所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风在对再造烟叶逆向进行干燥的同时，还能向再造烟叶表面提供垂直于再造烟叶的热气流，以便提高再造烟叶的干燥速率，故当i取中间值时，热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为120-150°。

3、在本发明优选地实施方案中，随着i增大，所述管口273_i与所述成型钢带21的距离逐渐减小，在干燥过程中，如果所有管口273_i与所述成型钢带21的距离相同，就会导致所有管口273_i吹出的热风都在较靠近成型钢带21的一个水平层上，干燥一段时间后，该层热风水分饱和，而该层上方空气起不到干燥的作用，同时，干燥后期阶段浆料水分含量低，不容易干燥，而本发明装置管口273_i与所述成型钢带21的距离逐渐减小，管口273_i吹出的热风在外罩29内形成不同热风水平层，空气利用率高，而越靠近成型钢带21终止端，热风与再造烟叶距离更近，有效提升再造烟叶干燥后期阶段干燥效果。

4、在本发明优选地实施方案中，随着i增大，每个所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风温度和热风风量逐渐减小，也就是说，干燥初期阶段浆膜上方热风风量大且所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为180°，干燥后期阶段再造烟叶上方热风风量小且所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90°，这样不仅可以提高热风的利用效率，还在避免再造烟叶干燥初期阶段浆膜被热风吹漏的情况下保证再造烟叶干燥后期阶段干燥效果。

附图说明

图1 现有技术中递增式热风逆流干燥装置示意图；

图2 本发明的多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置示意图。

其中，各附图标记在附图说明中的名称为：1-原料储料罐、2-成型干燥装置、3-剥离装置、4-收卷装置、5-输送带、6-通风隧道、7-供风管道、8-排风口、21-成型钢带、22-进料泵、23-流浆箱、24-红外加热板、25-排潮口、26-温湿度检测器、27-干燥设备、28-外罩、31-厚度调整辊、32-剥离刮刀、41-收卷台、42-收卷轴、271_i-热风风机、272_i-通风管、273_i-管口、1111-第一通风口、2222-第二通风口、3333-第三通风口、4444-第四通风口。

实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

本实施例为一种多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置，该装置依次包括原料储料罐1、成型干燥装置2、剥离装置3和收卷装置4；

所述成型干燥装置2包括成型钢带21、红外加热板24、外罩28以及依次排列的进料泵22、流浆箱23、排潮口25、温湿度检测器26、干燥设备27；

所述进料泵22和所述原料储料罐1连接，用于向所述成型干燥装置2输送浆料；

所述流浆箱23位于所述成型钢带21上方，所述流浆箱23包括浆料出口231和浆料刮刀232；

所述红外加热板24位于所述成型钢带21下方，用于对所述成型钢带21进行加热；

所述成型钢带21携带再造烟叶向所述剥离装置3运行；

所述干燥设备27包括从所述温湿度检测器26一侧至剥离装置3一侧依次排列的3个热风风机271_i，i为从所述温湿度检测器26开始的热风风机编号，且i为从1到3的正整数；每个所述热风风机271_i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272_i，通风管272₁的管口273₁吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为180°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向完全相反；通风管272₂的管口273₂吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为150°，所述通风管272₂的管口273₂吹出的热风在对再造烟叶逆向进行干燥的同时，还能向再造烟叶表面提供垂直于再造烟叶的热气流，以便提高再造烟叶的干燥速率；通风管272₃的管口273₃吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向垂直；

所述剥离装置3包括剥离刮刀32和厚度调整辊31；所述厚度调整辊31包括上压辊311和下托辊312；

所述收卷装置4包括收卷台41和收卷轴42。

随着i增大，所述管口273_i与所述成型钢带21的距离逐渐减小，其中管口273₁与成型钢带21的距离为70 cm，管口273₂与成型钢带的距离为45 cm，管口273₃与成型钢带的距离为10 cm。

随着i增大，每个所述通风管272_i的管口273_i吹出的热风温度和热风风量逐渐增大。

本发明的适用于多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置操作过程如下：

装置启动前，根据稠浆法制备加热不燃烧卷烟用再造烟叶样品开发需求，首先设定好样品的厚度、水分。

所述多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置的操作方法，包括以下步骤：

a、开启进料泵22向流浆箱23中输送原料储料罐1中搅拌均匀的浆料，并根据设定的液位高度自动添加；

b、启动成型钢带21水平运转，开启红外加热板24对成型钢带21进行加热，设定成型钢带21的温度为40℃，当成型钢带21温度达到设定温度40℃后，通过浆料刮刀232控制流浆箱23中的浆料从浆料出口231流出，开始涂布成型，流出的浆料经成型钢带21干燥，形成浆膜；

c、设定热风风机271₁的热风温度为105℃，热风风量为3500 m³/min，设定热风风机271₂的热风温度为100℃，热风风量为3000 m³/min，设定热风风机271₃的热风温度为90℃，热风风量为2500 m³/min，开启热风风机271₁、271₂、271₃，每个所述热风风机271_i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272_i，通风管272₁的管口273₁吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为180°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向完全相反；通风管272₂的管口273₂吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为150°，所述通风管272₂的管口273₂吹出的热风在对再造烟叶逆向进行干燥的同时，还能向再造烟叶表面提供垂直于再造烟叶的热气流，以便提高再造烟叶的干燥速率；通风管272₃的管口273₃吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90°，即所述热风方向与所述再造烟叶的运行方向垂直；，浆膜随成型钢带21向剥离装置3运行，经管口273_i吹出的热风干燥，形成再造烟叶；

d、排潮口25为热风出口，温湿度检测器26实时测定浆膜表面的温度和水分含量，根据浆膜表面的温度和水分含量适当调节热风风机271_i的热风量和热风温度、以及排潮口25的开度，以使成型钢带21靠近剥离装置3一侧上的再造烟叶水分含量为12%-14%；

e、剥离刮刀32将成型钢带21靠近剥离装置3一侧上的再造烟叶与成型钢带21剥离，剥离后的再造烟叶经过厚度调整辊31进行厚度调整，如果再造烟叶厚度大于设定的厚度±0.3 mm，厚度调整辊31的上压辊311和下托辊312彼此配合，对再造烟叶进行辊压；

f、经厚度调整后的再造烟叶被输送至收卷台41上，并缠绕在收卷轴42上进行手动收卷。

收卷完成后，重复前述过程进行下一次再造烟叶样品的制备。

Claims (2)

1.一种多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置，其特征在于，该装置依次包括原料储料罐（1）、成型干燥装置（2）、剥离装置（3）和收卷装置（4）；

所述成型干燥装置（2）包括成型钢带（21）、红外加热板（24）、外罩（28）以及依次排列的进料泵（22）、流浆箱（23）、排潮口（25）、温湿度检测器（26）、干燥设备（27）；

所述进料泵（22）和所述原料储料罐（1）连接，用于向所述成型干燥装置（2）输送浆料；

所述流浆箱（23）位于所述成型钢带（21）上方，所述流浆箱（23）包括浆料出口（231）和浆料刮刀（232）；

所述红外加热板（24）位于所述成型钢带（21）下方，用于对所述成型钢带（21）进行加热；

所述成型钢带（21）携带再造烟叶向所述剥离装置（3）运行；

所述干燥设备（27）包括从所述温湿度检测器（26）一侧至剥离装置（3）一侧依次排列的N个热风风机（271_i），N大于等于2，i为从所述温湿度检测器（26）开始的热风风机编号，且i为从1到N的正整数；每个所述热风风机（271_i）连接一个沿垂直于所述成型钢带（21）方向朝向所述成型钢带（21）延伸的通风管（272_i），每个所述通风管（272_i）的管口（273_i）吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90-180°，且随着i增大，所述通风管（272_i）的管口（273_i）吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度逐渐减小；

所述剥离装置（3）包括剥离刮刀（32）和厚度调整辊（31）；所述厚度调整辊（31）包括上压辊（311）和下托辊（312）；

所述收卷装置（4）包括收卷台（41）和收卷轴（42）；

随着i增大，所述管口（273_i）与所述成型钢带（21）的距离逐渐减小；

随着i增大，每个所述通风管（272_i）的管口（273_i）吹出的热风温度和热风风量逐渐减小。

2.一种权利要求1所述的多点进风式稠浆法制备再造烟叶的装置的操作方法，其特征在于，其包括以下步骤：

a、开启进料泵（22）向流浆箱（23）中输送原料储料罐（1）中的浆料，并根据设定的液位高度自动添加；

b、启动成型钢带（21）水平运转，开启红外加热板（24）对成型钢带（21）进行加热，设定成型钢带（21）的温度为30-50℃，当成型钢带（21）温度达到设定温度后，通过浆料刮刀（232）控制流浆箱（23）中的浆料从浆料出口（231）流出，流出的浆料经成型钢带（21）干燥，形成浆膜；

c、根据设定的热风的温度，开启热风风机（271_i），每个热风风机（271_i）连接一个沿垂直于成型钢带（21）方向朝向成型钢带（21）延伸的通风管（272_i），每个所述通风管（272_i）的管口（273_i）吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度为90-180°，且随着i增大，所述通风管（272_i）的管口（273_i）吹出的热风方向与再造烟叶的运行方向之间的角度逐渐减小，浆膜随成型钢带（21）向剥离装置（3）运行，经管口（273_i）吹出的热风干燥，形成再造烟叶；

d、排潮口（25）为热风出口，温湿度检测器（26）实时测定浆膜表面的温度和水分含量，根据浆膜表面的温度和水分含量调节每个热风风机（271_i）的热风量和热风温度、以及排潮口（25）的开度，以使成型钢带（21）靠近剥离装置（3）一侧上的再造烟叶水分含量为12%-14%；

e、剥离刮刀（32）将成型钢带（21）靠近剥离装置（3）一侧上的再造烟叶与成型钢带（21）剥离，剥离后的再造烟叶经过厚度调整辊（31）进行厚度调整，当再造烟叶厚度大于设定的厚度，厚度调整辊（31）的上压辊（311）和下托辊（312）彼此配合，对再造烟叶进行辊压；

f、经厚度调整后的再造烟叶被输送至收卷台（41）上，并缠绕在收卷轴（42）上进行收卷。

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