CN111869916B - 一种利用超声波加湿的烟包松散装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用超声波加湿的烟包松散装置和方法，属于烟草加工技术领域。包括外腔体及设置在所述外腔体内的烟包接送装置，超声波蒸汽发生器，加湿腔体，所述超声波蒸汽发生器用于产生液态水雾；所述加湿腔体罩在所述烟包接送装置的上方，所述加湿腔体内设置有两组喷管，该两组喷管分别与所述超声波蒸汽发生器连通；其中一组喷管的喷射方向与烟包层面相同，另一组喷管的喷射方向与烟包层面具有夹角。其中一组喷管沿层面方向方向对烟包反复喷吹蒸汽，蒸汽沿层间隙渗入烟包内，另一组喷管喷吹使吸湿升温后的烟包片层发生分离，烟包层间分离后蒸汽更容易进到烟包内部，保证内外叶片吸湿升温更均匀，从而达到片烟包松散的效果。

Description

一种利用超声波加湿的烟包松散装置与方法

技术领域

本发明涉及烟草加工技术领域，更具体地说，涉及一种利用超声波加湿的烟包松散装置与方法。

背景技术

目前，烟草制丝生产线的原料是尺寸规格为1080*640*670(长*宽*高)的烟包，烟包是烟叶的烟梗和叶分离后的叶片压实而成的，叶片的水分只有12％。烟包进入生产线时，要将压实的叶片松散开来，并让叶片回潮到17％左右的水分，这个工序称为松散回潮工序。烟包松散回潮工序主要有三种模式，一是切片+松散回潮；二是真空回潮+松散回潮；三是微波加热松散+松散回潮。现有的烟包松散回潮的方法还存在烟片造碎大或松散效果不佳等问题，不能很好的满足工艺需求。

切片+松散回潮是最初的烟包松散回潮的方法。其方法是将尺寸规格为1080*640*670(长*宽*高)的烟包在长度方向切成4—5块，然后把烟块送入一个旋转的通体(回潮筒)，并向筒里喷射蒸汽和雾化水，外层的叶片吸湿和升温后，在烟块翻滚时从烟块剥离开来，烟块在旋转的筒体里不断地翻滚，外层叶片不断剥离，最终完成松散并回潮。由于原料烟包叶片含水率只有12％，在低水分时，对烟包进行切块，会造成较大的造碎，并在输送到回潮筒的过程中也会产生造碎并产生扬尘。当烟块进入回潮筒后，随着筒体的旋转，烟块做甩、滚运动，由于刚进入回潮筒时，烟块水分较小，所以在筒体前三分之一段，甩、滚运动会产生很大的造碎。另外烟块是从外到里逐步吸湿的，因此回潮后的叶片水分不均匀，且最里面的烟块还有可能松散不开。

比如中国发明专利“烟块松散分区回潮系统及工艺”(申请号：201110360066.8，申请日：2011年11月14日)，公开了一种分区回潮的系统以及工艺，本发明实现了烟片的低温回潮并能够保留烟草吸味，但是并不能克服切片松散回潮的水分不均匀和可能松散不开的问题。

真空回潮+松散回潮法是将烟包在长度方向切成4～5块，然后把烟块装入一个框栏中，再把装有烟块的框栏送入一个密闭腔体，之后将腔体抽真空，再向腔体注入饱和蒸汽，这样烟块内部的烟叶也能快速吸湿，初步吸湿回潮的烟块会松散为许多小块，有利于后续的松散回潮，再将预松散的烟块送入回潮筒内进行松散回潮。这种方法，可有效减小造碎，松散回潮后的叶片水分也较均匀。其缺点是在抽真空时，会将烟叶醇化时产生的香气抽走一部分，造成烟叶香气损失。再一个是仍然需要对低水分的烟包切成几块，存在一定的造碎。

比如中国专利“一种新型烟叶真空回潮机”(申请号：201620248610.8，申请日：2016年3月29日)，公开了一种新型烟叶真空回潮机，加湿雾化喷嘴上装有雾化罩，雾化罩可以防止抽真空时，烟叶中的尘土，杂物附在雾化喷嘴上，造成喷嘴阻塞。但是，不能克服抽走烟气以及切块对烟包的造碎。

微波加热松散是不对烟包切块，将整个烟包送入一个密闭的腔体，之后在腔体内向烟包发射微波，利用微波的热效应，将烟包加热到一定的温度(50℃左右)，升温后叶片间的粘结力会大大减小，整个烟包松散为许多小块，有利于后续的松散回潮。将预松散后的烟包送入回潮筒内进行松散回潮，有效地减小叶片的造碎。但是由于烟叶等级不同，其粘结力也会有差异，粘结力大的烟叶采用微波加热松散，效果不是很好。另外，因原料烟包水分较低，特别是冬天，烟包温升难以保证。还有微波泄漏安全问题。

另外，比如中国发明专利“利用温湿气体实现烟包松散的方法和设备”(申请号：200910027132.2，申请日：2009年5月22日)，该专利公开了一种在保持较低造碎率的前提下获得较高松散率、有效保持片烟香气且工艺成本较低的烟包松散处理方法和设备，采用温湿气流剥离松散，但是气流温度仍然偏高，可能造成烟香气质的损失，另外，由于采用的喷射气流是水平喷射，会造成内部松散不均，内外吸湿不均匀。该专利采用气体喷射，如果是采用饱和蒸汽，由于蒸汽温度较高，直接喷射到烟叶上，会对烟叶本身的品质造成伤害，如果是采用温度较低的饱和湿空气，含水量又太少，不足于烟片吸湿松散。

发明内容

本发明提供了一种利用超声波加湿的烟包松散装置和方法，利用一组喷管沿烟包层面的方向喷射“低温蒸汽”，“低温蒸汽”沿层间隙进入烟包，另一组喷管成角度地喷射，烟包吸湿升温后变得松散，烟片层分离。

本发明的一种利用超声波加湿的烟包松散装置，包括外腔体及设置在所述外腔体内的烟包接送装置，超声波蒸汽发生器，加湿腔体，所述超声波蒸汽发生器用于产生液态水雾；所述加湿腔体罩在所述烟包接送装置的上方，所述加湿腔体内设置有两组喷管，该两组喷管分别与所述超声波蒸汽发生器连通；其中一组喷管的喷射方向与烟包层面相同，另一组喷管的喷射方向与烟包层面具有夹角。第一组喷管沿烟包层面方向对烟包反复喷吹“低温蒸汽”(即，液态水雾)，蒸汽沿层间隙渗入烟包内，喷射一段时间后蒸汽切换到第二组喷管喷出，使吸湿升温后的烟包片层发生分离，烟包层间分离后蒸汽更容易进到烟包内部，由此可以保证内外叶片吸湿升温更均匀，吸湿升温后的叶片粘结力显著下降，从而达到片烟包松散的效果。

作为本发明更进一步的改进，所述超声波蒸汽发生器包括超声波发生装置、水汽罐、液位计、热水补给装置和加湿风机；所述热水补给装置与所述水汽罐连通；所述超声波发生装置安装在所述水汽罐的下部并插入所述水汽罐中，所述水汽罐用于盛放热水，所述液位计用于监测热水的水位，所述加湿风机的出风口与所述水汽罐连通，两者的连通位置位于水面的上方，所述水汽罐的上部与所述加湿腔体中的两组喷管连通。利用液位计监测水位，水位过低时通过热水补给装置补充热水。超声波发生装置作用在水汽罐中的热水上，产生液态水雾，由加湿风机将液态水雾从水汽罐中吹出去，最终经喷管喷出。

作为本发明更进一步的改进，所述水汽罐盛放的热水水温低于100摄氏度，优选为60～70摄氏度。低于100摄氏度的“低温蒸汽”喷射到烟片上，不会对烟片造成伤害。60～70摄氏度的水温，保证蒸汽的温度，最有利于烟片吸湿。

作为本发明更进一步的改进，还包括排潮装置，排潮装置用于将从加湿腔体外外腔体内的残遗蒸汽排出，确保生产环境清洁。所述排潮装置包括支架、排潮风机和排潮管道，所述排潮风机由所述支架固定在所述外腔体上，所述排潮风机的吸气口与所述外腔体连通，其排气口与所述排潮管道连通，排潮风机将从加湿腔体溢出到外腔体内的残遗蒸汽通过排潮管道排到室外。

作为本发明更进一步的改进，所述烟包接送装置为皮带输送机构，所述皮带输送机构的输送带的上、下幅之间设置有托带板，输送带的上幅置于所述托带板上；所述加湿腔体罩在所述托带板的边缘，托带板对输送带起到支撑作用。

作为本发明更进一步的改进，烟包接送装置还包括负压清扫装置，设置在所述输送带的下幅的下方。可以有效及时清理粘在皮带上的烟末、灰尘及冷凝水。

作为本发明更进一步的改进，另一组喷管的喷射方向与烟包层面的夹角为30～60度，有利于“低温蒸汽”进入烟片层间内部，促使烟片分离，保证内外烟片吸湿升温更均匀。

本发明的一种利用超声波加湿的烟包松散方法，原料烟包不需要切块，而是将整个烟包置入一个密闭或接近密闭的腔体，利用超声波产生“低温蒸汽”，“低温蒸汽”实际为液态水粒子形成的水雾。沿烟包层面方向，利用超声波雾化形成的“低温蒸汽”喷射加湿腔体内的烟包，“低温蒸汽”沿层间隙渗入烟包内；之后，沿与烟包层面成角度的方向，利用超声波雾化形成的“低温蒸汽”喷射烟包，使吸湿升温后的烟片层分离；所述“低温蒸汽”为液态水雾；在喷射过程中，带动烟包往复移动，或者，来回移动喷射烟包。

作为本发明更进一步的改进，所述“低温蒸汽”温度为60～70摄氏度；“低温蒸汽”沿烟包层面方向喷射一分钟～两分钟后，切换到沿与烟包层面成角度的方向继续喷射一分钟，该角度为30～60度。

本发明对烟包进行松散时，原料烟包不需要切块，而是将整个烟包置入一个密闭或接近密闭的腔体中，利用超声波产生60-70℃的“低温蒸汽”(超声波雾化形成的水雾)，再将“低温蒸汽”吹入烟包，叶片在温湿气体中快速吸湿和升温，吸湿升温后的烟包变得松散，叶片也变得不容易造碎，再将初步松散后的烟包送到后续的回潮筒，完成回潮工序。

附图说明

图1a为本发明中的超声波加湿松散烟包的设备左视图；

图1b为本发明中的超声波加湿松散烟包的设备正视图；

图1c为本发明中的超声波加湿松散烟包的设备俯视图；

图2为本发明中的超声波蒸汽发生器的原理图；

图3a为本发明中的烟包接送装置的结构示意图正视图；

图3b为本发明中的烟包接送装置的结构示意图左视图；

图4a为本发明中的外腔体的结构示意图正视图；

图4b为本发明中的外腔体的结构示意图左视图；

图5a为本发明中的加湿腔体的结构示意图正视图；

图5b为本发明中的加湿腔体的结构示意图左视图

图6为本发明中的排潮装置示意图。

示意图中的标号说明：

1、外腔体；2、烟包接送装置；3、超声波蒸汽发生器；4、加湿腔体；5、排潮装置；2-1、超声波发生装置；2-2、水汽罐；2-3、液位计；2-4、热水补给装置；2-5、加湿风机；3-1、机架；3-2、皮带辊；3-3、输送带；3-4、负压清扫装置；3-5、托带板；3-6、中间辊；4-1、外腔体主体；4-2、“低温蒸汽”联结管道；4-3、排潮接口；4-4、外腔体门；5-1、加湿腔体主体；5-2、“低温蒸汽”喷管；5-21、第一“低温蒸汽”喷管；5-22、第二“低温蒸汽”喷管；5-3、加湿腔体门；6-1、支架；6-2、排潮风机；6-3、排潮管道。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明的一种利用超声波加湿的烟包松散装置，采用的具体装置如图1a、图1b和图1c所示，该装置包括外腔体1，烟包接送装置2，超声波蒸汽发生器3，加湿腔体4，排潮装置5。

结合图1a、图1b、图1c和图3，拆包后的原料烟包由上游的输送设备经安装在外腔体1内的烟包接送装置2进入加湿腔体4，加湿腔体4的下端与烟包接送装置2距离很近，具体地说，加湿腔体4的下端与烟包接送装置2的托带板3-5间的距离很小，构成一个几乎密封的腔体。片烟包到达预定位置后，外腔体1和加湿腔体4两端的门同时关闭。超声波蒸汽发生器3产生＜100℃低温蒸气并向加湿腔体4注射“低温蒸汽”。加湿结束后，在加湿过程中从加湿腔4体溢出到外腔体1的湿气体由排潮装置5排到室外，确保生产环境清洁。

结合图2，超声波蒸汽发生器3，由超声波发生装置2-1、水汽罐2-2、液位计2-3、热水补给装置2-4和加湿风机2-5等组成。超声波发生装置2-1安装在水汽罐2-2的下部并插入水汽罐2-2中，水汽罐中装有＜100℃的热水。加湿风机2-5的出风口与水汽罐2-2连通，两者的连通处位于水位的上方。热水补给装置2-4与水汽罐2-2的上部连通，液位计2-3监测热水的水位，当水位低于设定值时，热水补给装置向水汽罐中补充热水，热水温度小于100摄氏度，优选60-70摄氏度。水汽罐2-2的上部设有出气口，出气口通过阀门与加湿腔体中的喷管连通，加湿风机2-5将水汽罐中的“低温蒸汽”(即，超声波雾化形成的水雾)从出气口吹出，进入喷管中。当超声波发射装置2-1发生的超声波在热水里传播时，利用超声波的机械效应和空化效应，将水撕裂成(1～5)μm的水粒子，形成类似蒸汽的水雾，这种“蒸汽”在物态上并不属于气态，而是属于液态，所以不受饱和空气湿度的限制，可携带较大的水量，且因未发生物态的变化，产生蒸汽的能耗也较低。超声波对水没有加热作用，雾化产生的“低温蒸汽”也低于100℃。“低温蒸汽”暂时存放在水汽罐2-2内，当需要加湿时，由加湿风机2-5将“低温蒸汽”送入加湿腔体4内。

结合图3a和图3b，烟包接送装置2采用皮带输送机构，由机架3-1、皮带辊3-2、输送带3-3、负压清扫装置3-4、托带板3-5组成。托带板3-5设在输送带3-3的上、下幅之间，托住输送带3-3的上幅。其特点是动力装置与本体是分开的，因外腔体1内工况比较潮湿，因此将动力装置置于外腔体1之外，提高安全性和使用寿命，通过传动装置将动力传送到皮带辊3-2，由皮带辊3-2带动输送带3-3运动，完成烟包进出加湿腔体4的工作，以及在烟包加湿时，带动烟包往复运动。负压清洁装置3-4设置在输送带3-3的下幅，可确保粘在皮带上的烟末、灰尘及冷凝水及时清理干净。值得说明的是，动力装置和传动装置都可以采用现有的结构实现，比如电动机和皮带。

进一步的，结合图3a，皮带辊3-2设置在机架3-1中下部，为了保证传动效果和传动稳定，设置一个中间辊3-6，该中间辊3-6设置在皮带辊3-2的侧上方，并将输送带3-3拉紧，并使得输送带3-3与皮带辊3-2保持面接触，优选的，接触的面大于皮带辊3-2的二分之一圆周。

结合图4a和图4b，外腔体1由外腔体主体4-1、“低温蒸汽”联接管道4-2、排潮接口4-3、用于进出腔体的外腔体门4-4组成。外腔体1起到了整体骨架的作用，通过外腔体1可以固定加湿腔体4、“低温蒸汽”联接管道4-2及排潮接口4-3。同时还可以将从加湿腔体4外溢的残遗蒸汽汇集，然后由排潮装置5将残遗蒸汽排出室外，确保工作环境清洁。

结合图5a和图5b，加湿腔体4由加湿腔体主体5-1、喷管、用于进出腔体的加湿腔体门5-3及联接支架5-4组成。加湿腔体4的下端是敞开的，加湿腔体罩在烟包接送装置2上方，加湿腔体的底部与烟包接送装置2的托带板3-5留有间隙，没被烟包的叶片吸收的残遗蒸汽从缝隙外溢到外腔体1，通过安装在外腔体1上的排潮装置5将残遗蒸汽排到室外。加湿腔体上的喷管有两组，一组喷管的喷射风向与烟包层面一致，另一组喷管的出风向与烟包层面有30°～60°的夹角，喷管入口处装有自动阀门，自动阀门连接水汽罐的出气口，通过阀门的启闭，实现蒸汽在两组喷管间切换。其中，喷管优选为“低温蒸汽”喷管5-2。加湿腔体4通过联接支架5-4固定在外腔体上。烟包中包括很多片叠在一起的烟叶，烟包层面指的是烟叶的表面所在的面。无论是沿层面方向喷射，还是呈角度喷射，都是喷射在烟叶堆叠形成的侧面上，这样设计使得“低温蒸汽”喷射在层隙上，更有利于“低温蒸汽”进入烟包。

结合图6，排潮装置5由支架6-1、排潮风机6-2和排潮管道6-3组成，排潮风机6-2由支架6-1固定在外腔体1上，排潮风机6-2的吸气口与排潮接口4-3连通，排潮管道6-3与排潮风机的排气口连通，排潮风机6-2将从加湿腔体4外到外腔体1的残遗蒸汽通过排潮管道6-3排到室外。

结合图1a、图1b和图1c，本实施例的实施方式为，加湿腔体4的下端与烟包接送装置2的托带板3-5间的距离很小，构成一个几乎密封的腔体。片烟包到达预定位置后，外腔体1和加湿腔体4两端的门同时关闭。超声波蒸汽发生器3产生的＜100℃低温蒸气缓存在水汽罐2-2里，当确认加湿腔体4和外腔体1密闭后，开启加湿风机2-5，向加湿腔体4注射＜100℃的“低温蒸汽”，“低温蒸汽”是通过两组“低温蒸汽”喷管5-2对着烟包喷射的，其中一组“低温蒸汽”喷管5-2的出风向与烟包层面一致，另一组“低温蒸汽”喷管5-2的出风方向与烟包层面之间有30°～60°夹角。

本发明松散烟包时，烟包以其烟片层面与输送带垂直的方向搁置在输送带上，加湿风机启动，“低温蒸汽”首先从出风向与烟包层面一致的第一“低温蒸汽”喷管5-21喷向烟包，同时烟包随输送带做水平往复运动，第一“低温蒸汽”喷管5-21沿烟包层面方向对烟包反复喷吹“低温蒸汽”(也可以采用烟包不动，而是移动喷管来实现)，第一“低温蒸汽”喷管对着烟包层面吹，“低温蒸汽”很容易沿层间隙渗入烟包内，烟包吸湿升温而松散，喷射一分钟～两分钟后，“低温蒸汽”切换第二“低温蒸汽”喷管5-22喷出，烟包继续随输送带做水平往复运动，由于第二“低温蒸汽”喷管的喷射方向与烟包层面呈30°～60°的夹角，第二“低温蒸汽”喷管5-22喷吹的“低温蒸汽”很容易进入两片烟叶之间，使吸湿升温后的烟包片层发生分离，烟包层间分离后“低温蒸汽”更容易进到烟包内部，由此可以保证内外叶片吸湿升温更均匀。第二“低温蒸汽”喷管5-22喷射一分钟后，加湿结束。在加湿过程中从加湿腔体4溢出到外腔体1的湿气体由排潮装置5排到室外，确保生产环境清洁。吸湿升温后的叶片粘结力显著下降，从而达到片烟包松散的效果。此时外腔体1和加湿腔体4两端的门同时开启。预松散后的片烟包由烟包接送装置2送出加湿腔体4和外腔体1到下游设备，再送到回潮筒内进行回潮。

由于喷射到加湿腔体内的蒸汽温度低，小于100℃，当蒸汽喷射到烟片上时，不会对烟片造成伤害。尤其是温度在(60～70)℃的水汽最有利于烟片吸湿。烟包以层面竖直方向放置在输送带3-3上，更有利于湿气体进入烟包内。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用超声波加湿的烟包松散装置，其特征在于：包括外腔体、烟包接送装置、超声波蒸汽发生器、加湿腔体；所述烟包接送装置和所述加湿腔体设置在所述外腔体内，所述超声波蒸汽发生器用于产生液态水雾；所述加湿腔体罩在所述烟包接送装置的上方，所述加湿腔体内设置有两组喷管，该两组喷管分别与所述超声波蒸汽发生器连通；其中一组喷管的喷射方向与烟包层面相同，另一组喷管的喷射方向与烟包层面具有夹角，夹角为30~60度；喷射方向与烟包层面相同的一组喷管喷射完成后，喷射方向与烟包层面具有夹角的另一组喷管进行喷射。

2.根据权利要求1所述的利用超声波加湿的烟包松散装置，其特征在于：所述超声波蒸汽发生器包括超声波发生装置、水汽罐、液位计、热水补给装置和加湿风机；所述热水补给装置与所述水汽罐连通；所述超声波发生装置安装在所述水汽罐的下部并插入所述水汽罐中，所述水汽罐用于盛放热水，所述液位计用于监测热水的水位，所述加湿风机的出风口与所述水汽罐连通，两者的连通位置位于水面的上方，所述水汽罐的上部与所述加湿腔体中的两组喷管连通。

3.根据权利要求2所述的利用超声波加湿的烟包松散装置，其特征在于：所述水汽罐盛放的热水水温为60~70摄氏度。

4.根据权利要求1所述的利用超声波加湿的烟包松散装置，其特征在于：还包括排潮装置，所述排潮装置用于将残遗蒸汽从所述外腔体内排出。

5.根据权利要求4所述的利用超声波加湿的烟包松散装置，其特征在于：所述排潮装置包括支架、排潮风机和排潮管道，所述排潮风机由所述支架固定在所述外腔体上，所述排潮风机的吸气口与所述外腔体连通，其排气口与所述排潮管道连通。

6.根据权利要求1所述的利用超声波加湿的烟包松散装置，其特征在于：所述烟包接送装置为皮带输送机构，所述皮带输送机构的输送带的上、下幅之间设置有托带板，输送带的上幅置于所述托带板上；所述加湿腔体罩在所述托带板的边缘。

7.根据权利要求6所述的利用超声波加湿的烟包松散装置，其特征在于：所述烟包接送装置还包括负压清扫装置，所述负压清扫装置设置在所述输送带的下幅的下方。

8.一种利用超声波加湿的烟包松散方法，其特征在于：沿烟包层面方向，利用超声波雾化形成的液态水雾喷射加湿腔体内的烟包，液态水雾沿层间隙渗入烟包内；之后，沿与烟包层面成角度的方向，利用超声波雾化形成的液态水雾喷射烟包，该角度为30~60度，使吸湿升温后的烟片层分离；在喷射过程中，烟包往复移动，或者，来回移动喷射烟包。

9.根据权利要求8所述的利用超声波加湿的烟包松散方法，其特征在于：所述液态水雾温度为60~70摄氏度；液态水雾沿烟包层面方向喷射一分钟~两分钟后，切换到沿与烟包层面成角度的方向继续喷射一分钟。

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