CN1605293A - 烟草产品的干燥设备和干燥方法 - Google Patents

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    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/04—Humidifying or drying tobacco bunches or cut tobacco

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Abstract

一种烟草产品(11)的干燥设备包括：产品(11)通过干燥装置(13)时干燥产品的干燥装置(13)和检测装置，检测装置在产品供入干燥装置(13)之前产生与产品(11)进料水份含量相关的检测信号。干燥设备包括一个控制装置(15)，该控制装置随着检测信号的变化来控制通过干燥装置(13)的产品流量，其中产品流量的可变控制是这样进行的，进料水份含量越高，通过干燥装置的产品流量越低，反之亦然。本申请还涉及了一种相关的干燥方法。

Description

烟草产品的干燥设备和干燥方法
技术领域
本发明涉及一种烟草产品(tobacco product)的干燥设备，它包括干燥装置和检测装置，干燥装置将经过它的烟草产品变干，在产品供入干燥装置之前，检测装置产生一个产品进料水份含量的检测信号。此外，本发明涉及一种干燥方法。
背景技术
烟草产品(进入干燥装置前)的水份含量不是恒定的，利用干燥装置使水份蒸发，例如通过调节蒸发温度，令从干燥装置出来的烟草产品含有相同的水份含量。由于干燥装置的能量传递是相对慢的，所以保持不变出料水份含量的方法并不理想。
本领域的技术人员知道，根据原烟草产品的水份含量在干燥装置中加水，当干燥装置蒸发一定量的水份含量后，出来的烟草产品具有恒定的水份含量。然而，这方法并不理想，而且浪费能量，因为必须设置可调的加水装置，而且需要更多的能量来蒸发水。
DE33 36 632 C2公开了一种干燥烟叶的装置，使用者可以手动改变进料装置的宽度而调节烟叶的供入该装置的速度。
EP 0481 110B1公开了一种滚筒蒸发装置(drum evaporation device)，根据产品的最终水份含量的要求，在滚筒设置一条传送带，滚筒的传送带的长度按照要求的最终产品水份含量。但是，烟草在干燥器中的停留时间被改变。传送带的设置需要复杂的机械技术。
GB1452664公开了向烟草流中加湿加料的设备。该设备包括一个加料站、一个进料水份含量检测装置和一个带式称重器。计算机从相关的信号中确定烟草的干重。控制带式称重器的速度，使得供入加料站的烟草干重是一个预定值。为了得到不变的出料水份含量，在加料站内控制加湿喷嘴。
发明内容
本发明提供一种干燥设备，它用简单的方式使出料水份含量保持不变。
用权利要求1和12的特征可以实现本发明的目的，特别是干燥设备包括一个控制装置，该控制装置随着检测信号的变化来控制经过干燥装置的产品流量，其中产品流量的可变控制是这样进行的，进料水份含量越高，通过干燥装置的产品流量越低，反之亦然。以简单的方式，通过控制产品的流量来控制供入干燥装置的水量。为了保持出料水份含量不变，进料水份含量越高，通过干燥装置的产品流量越低，反之亦然。这样水的蒸发速度保持不变，特别是干燥装置内的蒸发温度保持不变。本发明避免了现有技术所涉及的在干燥装置中能量转换迟钝的问题。
“流量”指单位时间内传送的质量，如用千克/小时表示。
控制装置不是局限于就狭窄意义来说的控制，还可以包括调节。例如随着出料水份含量检测信号的变化进行更好的调节。因此“控制装置”代表“控制和/或调节装置”。
最好通过控制供入干燥装置的产品流量来进行控制。这样就容许使用已知的传送速度不变的蒸发装置。通过干燥装置的产品流量的控制也可以简单的方式执行，例如：通过控制所选的传送带。例如，这可能是象控制供料设备的传送带，控制它向干燥装置供入的产品流量。然而，控制装置也可能就起着让产品通过干燥装置的传送装置的作用，这样供入的产品流量不必是可变的。
检测装置最好是水份含量检测装置。特别是在产品供入干燥装置之前，检测产品进料的水份含量检测装置。然而，这也不是绝对必须的。通常只有与进料水份含量相关的检测参数是必须的。因此它也可能是例如检测产品进料量的称重装置，因为产品的进料水份含量fe与产品的进料量me(产品)有以下关系：
fe＝1-[me(干产品)/me(产品)]，
其中me(干产品)代表干产品的进入量。更简单地说，对于相同体积的产品，进入的重量随着水分的增加而增加。例如：假设体积不变并且它与水份含量fe无关，me(干产品)可从已知的干产品的密度ρe近似地得出。不一定需要进料水份含量传感器，但是它是精确和有利的。
产品的出料水份含量也与产品的进料水份含量有关，产品的出料水份含量也可以作为本发明的检测参数。也可以采用其它的检测参数如：产品的进料密度。除产品进料水份含量外不同参数的检测必须要有相应的校准。
出料水份含量检测传感器最好在产品离开干燥装置之后检测产品的出料水份含量。这样可以对所需的目标参数进行控制，并且随着由出料水份含量检测装置检测到的出料水份含量信号来调整通过干燥装置的产品流量。结果可以在所需稳定的出料水份含量方面得到较高的精确度。
在产品供入干燥装置之前，最好提供一个检测产品进料量的称重装置。这样更容易调整或控制所需的产品进料量，但是也不是绝对必须的。
参照附图，从本发明的从属权利要求和下面的描述中，可以看出本发明的其它优点和实施例。
附图说明
图1为一个干燥设备的示意图；
图2为第二个干燥设备的示意图；
图3为第三个干燥设备的示意图；
图4为各种干燥工艺模型的示意图。
具体实施方式
使用带有传送带10的供料设备将要进行干燥的烟草产品11按照箭头所示的方向供料，在传送带的终端，烟草产品11被输送到干燥装置13中。在干燥装置13中，为了实现产品11中的水分蒸发，加热装置(图中未显示)对通过干燥装置13的产品11进行加热，因此使产品11干燥。在干燥的产品离开干燥装置13后，通过另一个传送带18被送到下一个加工阶段。
图1中的干燥装置13可以是如：蒸汽干燥器、滚筒干燥器、湍流层干燥器或常见的不同干燥器。在图2和图3中，干燥装置13包括一个蒸发室19，产品11由在图中被设计为传送带12的传送装置传送经过蒸发室19。在另一个实施例中，产品可由能量传送介质如热气夹带和/或传送。因此，在干燥装置13中，并不一定需要独立的传送装置。
产品11进料的水份含量由进料水份含量传感器14测定，并且该产品相关的进料水份含量信号fe传送给控制装置15，产品11的出料水份含量fa由出料水份含量传感器16测定，并且该产品相关的出料水份含量信号也传送给控制装置15，产品11的进料量me由称重装置17测定，并且该产品相关的进料量的信号也传送给控制装置15。
为了保持产品的出料水份含量fa不变，控制装置15随着测定的信号fe、fa、me中至少一个信号的变化而控制通过干燥装置13的产品流量。为此，在图1和图2所示的典型实施例中，为了调整供给干燥装置13的产品进料流量，控制给料装置。如图1和图2所示，例如：可以通过控制传送带10的传送速度，来实施该控制。设定的并且通过干燥装置13的流量m/Δt可大致由下列关系式确定：
m/Δt＝mv(H2O)/Δt·[(1-fa *)/(fe-fa *)]。
其中，mv(H2O)/Δt代表在干燥装置13内的水量的蒸发速度，fa *代表所需的出料水份含量(额定值)。如果蒸发参数(即蒸发温度)和加热量保持不变，那么在干燥装置13内水分量蒸发速度mv(H2O)/Δt大致保持不变，并且大致上不会随着通过蒸发室产品的量和传送速度而改变。利用上述公式中的测定参数fe，根据上述公式可以设定通过干燥装置13的流量m/Δt。在图1和图2的实施例中控制是这样进行的，改变传送带10的供给速度直到进料量信号me与由上述公式算出的标定值一致，me由称重装置测定，它是传送时间Δt内覆盖在称重装置上的产品重量。因此，在图1和图2中，通过干燥装置13的流量m/Δt根据产品的进料流量me/Δt的变化而改变。
测定进料量信号的称重装置17可以是例如一个带式称重器，例如在带有传送带10的设备中的带式称重器。在另一个实施例中，称重装置也可能是例如一个冲击板秤。为了改进称重装置的精度，称重装置17的整个长度即在测量过程中所覆盖的测量距离最好尽可能地短，为了同样的原因，秤17和/或进料水份含量传感器14最好放置在与干燥装置13尽可能近的地方，为了尽可能方便地进行同期控制，或者尽量能少地受到特殊测量装置与干燥装置13和其他类似能源之间通道误差变化的影响。
为了达到出料水份含量不变的目的，原则上，例如，只测定进料水份含量fe就足够了，因为通过干燥装置13的产品流量是随着相关的测量信号而被控制的。为了能够对具有标定值fa *的目标参数进行矫正或调整，出料水份含量fa(实际值)最好由测量装置测定。为了达到上述目的，例如，也可以在上述公式中插入一个矫正因子fa */fa。因此，如可以补偿加热烟草所需的能耗。
代替进料水份含量fe，不同的检测参数，如出料水份含量fa或产品的进料量me也可以作为控制的基准；那么进料水份含量的检测就不是绝对必须的。
在图1至图3的实施例中，可以省去检测装置对产品进料量me的检测，在这种情况下，要设定的供料速度可以计算或确定，特别是由储存的标准曲线来计算或确定。因此供料速度的标定可能需要相关的检测信号的各种数值。通常，例如不检测的参数可以用储存的标准曲线算出或确定。例如，确定流过干燥装置13的产品流量需要相关测量信号的各种数值。
在图3所示的典型实施例中，改变产品通过干燥装置13的传送速度。这是如对箱式传送带12进行控制来实现的，传送带如图3所示完全包含在干燥装置13中，或者如图2所示部分地包含在干燥装置13中。然而，这不是绝对必须的，在干燥装置13中没有独立的传送装置，也可以进行控制。在另一个实施例中，如图2所示，为了控制通过干燥装置13的产品流量，可以控制传送带12的传送速度。
代替图2和图3所示的三个传送带10，12和18，也可以只提供一个连续的传送带。
通过干燥装置13的产品流量的控制用一个例子，在图4中进行说明。在图4A中，送入干燥装置13的产品11进料水份含量为50％。中空正方形表示干产品质量，画线正方形表示水分质量部分。为了简化起见，假设一个正方形代表1kg的质量。干燥装置13的蒸发温度、蒸发量和其它蒸发参数可以因此被设定并保持不变，使得在干燥装置13中每秒钟蒸发2kg水分。干燥装置13的特性与产品的水份含量和通过干燥装置13的产品速度无关。在图4A中，例如：湿产品以6千克/秒的进料量供入并且通过干燥装置13，根据设定的传送速度，产品在干燥装置13中停留1秒；使2kg的水分蒸发，产品的出料水份含量为25％(1kg水分和3kg干产品，参见图4A)。假设这与所需的出料水份含量一致。
由于进料水份含量的变化(2kg水分和3kg干产品)，如图4B所示，现在可以假设进料水份含量变成40％。无需另外检测其它不变的条件，那么每秒蒸发2kg的水分，这样出料水份含量大约为图上所示的0％。40％的进料水份含量fe由进料水份含量传感器14测定。将该值带入上述公式中，其中mv(H2O)/Δt＝2千克/秒，fa *＝0.25，算出设定和通过蒸发室的流量m/Δt＝mv(H2O)/Δt·[(1-fa *)/(fe-fa *)]＝10千克/秒。因此控制装置15以10千克/秒控制通过干燥装置12的产品流量。
这可以以不同的方式实现。例如，如图4C和4E所示的实施例中，进料量可从5千克/秒增加一倍到10千克/秒。例如：如图4C所示，可以通过供料速度增加一倍(如双箭头所示)来实现。在图4C的实施例中，通过干燥装置13的传送速度与图4B所示的上一个状态相比保持不变。因为，产品在干燥装置13中停留的时间没有改变，仍为1秒钟，因此蒸发的水分仍为2kg。产品以8千克/秒离开干燥装置13并且预定的水份含量为25％(参见图4C)。
在图4E的实施例中，供料速度保持不变，但是单位距离的传送带的质量覆盖增加一倍，得到的结果与图4C所示的相同。
在图4D的实施例中，进料量保持不变，但是通过干燥装置13的传送速度增加一倍。这时，产品在干燥装置13中的停留时间为1/2秒，在这段时间中，在干燥装置13中只有1kg水分被蒸发。最终，产品以4千克/秒离开干燥装置13并且预定的水份含量为25％(如图4D所示)。
图4C、4D和4E的实施例之间的所有类型的中间状态都是可能的。例如，产品以8千克/秒供给并且以增加25％的速度通过干燥装置13。然而在任何时候通过干燥装置13传送速度保持不变(如图4C和图4E)的实施例要比不实际的实施例(如图4D)更好，因为它容许使用传送速度不变的已知蒸发装置。
在传送带是连续的情况下，为了使通过干燥装置13的产品流量增加一倍(通常增加n倍)，最好传送带的速度增加 倍(通常增加
Figure A20041009002000092
)。
例如，通过比较图4A和图4B可以看出：产品的进料量是随着进料水份含量的变化而独立变化的。与之相反，如图4C和图4E所示，控制装置15主动地控制产品进料量的变化。

Claims (12)

1.烟草产品(11)的干燥设备包括干燥装置(13)和检测装置，干燥装置(13)将经过干燥装置(13)的产品(11)变干，检测装置在产品进入干燥装置(13)之前产生与产品(11)进料水份含量相关的检测信号，其特征在于：干燥设备包括一个控制装置(15)，该控制装置随着检测信号的变化来控制通过干燥装置(13)的产品流量，产品流量的可变控制是这样进行的，进料水份含量越高，通过干燥装置的产品流量越低，反之亦然。
2.如权利要求1所述的干燥设备，其特征在于干燥设备能够控制供入干燥装置(13)的产品流量。
3.如权利要求1或2所述的干燥设备，其特征在于：干燥设备能够控制产品传送带的传送速度。
4.如权利要求1至3之一所述的干燥设备，其特征在于检测装置是水份含量检测装置。
5.如权利要求1至4之一所述的干燥设备，其特征在于干燥设备包括一个在产品(11)进入干燥装置(13)前检测进料水份含量的检测装置(14)。
6.如权利要求1至5之一所述的干燥设备，其特征在于：干燥设备包括一个在产品进入干燥装置(13)之前检测产品(11)进料量的称重装置(17)。
7.如权利要求6所述的干燥设备，其特征在于：干燥设备能够随着由称重装置(17)输出的检测信号来控制通过干燥装置(13)的产品流量。
8.如权利要求6或7所述的干燥设备，其特征在于：称重装置(17)被设计为一个带式称重器。
9.如权利要求1至8之一所述的干燥设备，其特征在于：干燥设备包括一个在产品离开干燥装置(13)之后检测产品(11)出料水份含量的出料水份含量检测装置(16)。
10.如权利要求9所述的干燥设备，其特征在于：干燥设备能够随着由出料水份含量检测装置(16)输出的检测信号来调节通过干燥装置(13)的产品流量。
11.如权利要求1至10之一所述的干燥设备，其特征在于：控制通过干燥装置(13)的产品流量，使它与进料水份含量和出料水份含量标定值之间的差成反比。
12.烟草产品的干燥方法，包括将产品供入到干燥装置，然后使经过干燥装置的产品变干，其特征在于：在供入干燥装置之前根据产品进料水份含量生成一种水份含量检测信号，并且随着检测信号的变化，对供入干燥装置的产品流量进行可变控制，即进料水份含量越高，通过干燥装置的产品流量越低，反之亦然。
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