CN201488989U - 用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置 - Google Patents

Abstract

用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置，其特征是设置带有温度控制系统的加热套管，石英管贯穿加热套管；石英管设有四个端口，分别是进样端、出口端、空气引入端和水蒸汽引入端；推杆通过进样器插入在石英管中的一端连接装样容器，位于石英管外部的一端连接转速可调的驱动电机的转动轴。本实用新型结构简单、操作方便，不仅能够评价卷烟生产过程中工艺参数和工艺路线设置的合理性，而且还能对卷烟加工处理过程中化学成分的损失情况进行评价，为烟草科技人员进行卷烟生产工艺研究和卷烟生产企业节约生产成本提供了一种良好而方便的技术研究平台。

Description

用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置

技术领域

本实用新型涉及卷烟生产工艺实验装置，更具体地说尤其是一种能够模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置。

背景技术

卷烟生产过程中，常常要对烟草进行回潮、增温和干燥等工序处理。在经历每一个工序过程处理之后，烟草内部化学成分会发生一系列的变化，同时也会伴随着某些化学成分的散失；而且工艺路线和工艺参数的变化往往会导致化学成分的变化情况不同，进而也会引起卷烟产品质量发生变化。科学、合理地设置卷烟生产工艺路线和工艺参数，对于节约生产成本和生产高质量的卷烟产品都具有十分重要的意义。

当前，卷烟生产工艺实验基本都是直接在生产线上进行，这不仅耗时，而且还需要花费大量的人力、物力和财力，在某些情况下还会影响正常的生产。直接在生产线上进行实验，由于受生产环境的影响，难以对卷烟生产过程中化学成分的散失情况进行分析和评价。如果在实验室对卷烟生产工艺进行模拟研究，并将实验室研究和实际生产线研究相结合，则能减少实际生产线工艺研究实验次数，进而减少人力、物力和财力的消耗；而且在实验室进行模拟研究不受原有生产线的限制，实验方法可更加灵活，既能够评价卷烟生产过程中工艺参数设定的合理性和化学成分的散失情况，也有利于探索新的特色工艺路线和实现精细化加工。

但是，目前还没有相关的实验装置能够用于这样的模拟实验。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存的不足之处，提供一种结构简单、操作方便的用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置，并能对卷烟加工处理过程中化学成分的损失情况进行评价，从而为烟草科技人员进行卷烟生产工艺研究和卷烟生产企业节约生产成本提供一种良好而方便的技术手段。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置的结构特点是：

设置带有温度控制系统的加热套管，石英管贯穿加热套管；

所述石英管设有四个端口，所述四个端口分别是：与进样器相连的进样端、通过出口三通阀分别与在线分析质谱、集气袋或溶液捕集器相连的出口端、位于进样器和加热套管之间的空气引入端，以及水蒸汽引入端；所述空气引入端通过空气流量计与空气钢瓶相连，所述水蒸汽引入端通过水蒸三通阀依次与水蒸汽流量计和水蒸汽发生器相连；

所述进样器包括两个端口，一端为推杆插入端，另一端为石英管连接端，且推杆插入端和石英管连结端中分别设置高弹性的“O”形密封圈和压力传递法兰，并且在其外周分别以螺帽通过螺纹与相应端相连接；

所述推杆插入在石英管中的一端连接装样容器，位于石英管外部的一端连接转速可调的驱动电机的转动轴。

本实用新型的结构特点也在于所述加热套管由带有前段温控器的前段加热器、带有中段温控器的中段加热器和带有尾段温控器的尾段加热器串接组成，所述各段温控器独立可控，所述各段加热器的中心为均匀温区。

本实用新型的结构特点还在于设置所述装样容器是由不锈钢丝网围成的圆柱体，所述圆柱体的上半部分为翻盖，下半部分为主体容器，所述翻盖和主体容器在背部以铰链连接，在前部设置有可卡接的卡扣。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型提供了一种结构简单、操作方便，能够在实验室对卷烟生产关键工序进行模拟的实验装置，采用该装置不仅能够评价卷烟生产过程中工艺参数和工艺路线设置的合理性，而且还能对卷烟加工处理过程中化学成分的损失情况进行评价，从而为烟草科技人员进行卷烟生产工艺研究和卷烟生产企业节约生产成本提供一种良好而方便的技术研究平台。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图1中标号：1驱动电机、2推杆、3进样器、4石英管、5空气钢瓶、6空气流量计、7水蒸汽发生器、8水蒸汽流量计、9水蒸汽三通阀、10空气引入端、11水蒸汽引入端、12温控器组、12a前段温控器、12b中段温控器、12c尾段温控器、13加热套管、13a前段加热器、13b中段加热器、13c尾段加热器、14装样容器、15出口三通阀、16在线分析质谱、17集气袋、18溶液捕集器。

图2为本实用新型进样器结构示意图

图2中标号：3a推杆插入端、3b石英管连结端、3c前端“O”形圈、3d后端“O”形圈、3e前端压力传递法兰、3f后端压力传递法兰、3g前端螺帽、3h后端螺帽。

图3为本实用新型电动机的移动和固定方式示意图

图3中标号：1a转动轴、1b转轴螺帽、1c底座、1d卡槽。

图4a为本实用新型装样容器背部结构示意图

图4b为本实用新型装样容器前部结构示意图

图4a、4b中标号：14a翻盖、14b主体容器、14c铰链、14d卡扣、14e连接螺帽。

以下通过具体实施方式，结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，设置带有温度控制系统12的加热套管13，石英管4贯穿加热套管13；

套装在加热套管13中的石英管4贯穿加热套管13，放置在石英管4中的装样容器14处在加热套管13的加热区域中。

图1所示，石英管4设有四个端口，四个端口分别是：与进样器3相连的进样端、通过出口三通阀15分别与在线分析质谱16、集气袋17或溶液捕集器18相连的出口端、位于进样器3和加热套管13之间的空气引入端10和水蒸汽引入端11；空气引入端10通过空气流量计6与空气钢瓶5相连，水蒸汽引入端11通过水蒸三通阀9依次与水蒸汽流量计8和水蒸汽发生器7相连；

图2中标号：3a推杆插入端、3b石英管连结端、3c前端“O”形圈、3d后端“O”形圈、3e前端压力传递法兰、3f后端压力传递法兰、3g前端螺帽、3h后端螺帽。

参见图2，关于进样器3，具体操作中先拧松前端螺帽3g，推动推杆2，再拧上前端螺帽3g，由于推杆2插入在前端高弹性的“O”形圈3c中，从而保证了进样和推杆2转动时外界气体不会进入石英管4中；进样器3的另一端口是与石英管4相连的石英管连接端3b，石英管4插入后端“O”形圈3d中，当拧紧后端螺帽3h时，该连接处亦不会露气，这种连接方式保证了该装置具有好的气密性。

图1所示，推杆2插入在石英管4中的一端连接装样容器14，位于石英管4外部的一端连接转速可调的驱动电机1的转动轴1a。

参见图3，为了保证在推杆2的传动下装样容器14的稳定转动，可以将驱动电机1固定设置在底座1c上，并将底座1c置于工作台面上沿着推杆2的轴向设置的卡槽1d中，驱动电机1通过底座1c只能在卡槽1d中沿着推杆的轴向移动，以确保驱动电机1通过推杆2带动装样容器14的稳定转动，图3所示的驱动电机1的转动轴1a是通过其端部转动螺帽1b与推杆2进行螺纹连接。

参见图4a和图4b，设置装样容器14是由不锈钢丝网围成的圆柱体，圆柱体的上半部分为翻盖14a，下半部分为主体容器14b，翻盖14a和主体容器14b在背部以铰链14c连接，在前部设置有可卡接的卡扣14d。装样时，打开翻盖14a，将烟叶或烟丝样品均匀平铺于主体容器14b中，然后盖上翻盖14a，扣上卡扣14d，这一形式的装样容器能够方便地填装和取出样品，而且能够保证在处理过程中气流与样品的充分接触和热交换的顺利进行。为了便于连接，在装样容器14的一端固定设置连接螺帽14e，推杆2是以设置在其杆端的杆端螺纹与连接螺帽14e连接。

具体实施中，如图1所示，加热套管13分段设置，由带有前段温控器12a的前段加热器13a、带有中段温控器12b的中段加热器13b和带有尾段温控器12c的尾段加热器13c串接组成，各段温控器独立可控，各段加热器的中心为均匀温区，其温度设定的高低顺序为：尾端加热器13c的温度＞中段加热器13b的温度＞前段加热器13a的温度。实验时，装有烟草样品的装样容器14置于尾段加热器11c的均匀温区段，前段加热器13a和中段加热器13b用于对空气、水蒸汽以及烟草样品进行预加热，这样当装有烟草的样品装样容器14到达尾段加热器13c时，该区域的温度不会发生大的波动。具体实施中，可以根据需要设定加热器的分段数量，加热套管13可以为管状加热套管、烘箱加热套管或马沸炉加热套管。

溶液捕集器15中的溶液可以是一般的溶液，也可以是特定物质的衍生化试剂。

实验前，按图1进行组装，根据需要设定驱动电机1的转速、空气和水蒸汽的流量、以及各段加热器的温度。

实验时，装有经准确称量的烟草的样品装样容器14置于石英管4的未加热部分，通常放置于进样器3和空气引入端10之间，空气以及水蒸气以设定流速通过石英管4，此时气体经出口三通阀15直接排空；当加热套管13的各段加热器的温度达到设定温度时，将装样容器14推入尾段加热器13c的均匀温区段，与此同时打开驱动电机1的工作电源开关，使装样容器14在石英管4内以一定的转速进行转动。样品在处理过程中所散失的化学成分可以用在线分析质谱16进行在线分析，也可以采用集气袋17或溶液捕集器18收集。

样品处理完成后，关闭空气和水蒸以及驱动电机1的工作电源，并将装样容器14拖回至石英管4的未加热部分，同时取下集气袋17或溶液捕集器18。经处理后的烟叶或烟丝样品，可以进行化学成分分析，也可以卷制成烟支进行感官评吸；集气袋17和溶液捕集器18收集到的产物可用气相色谱、液相色等仪器进行检测分析。

另一种实验方式为，烟草样品置于前段加热器13a的均匀温区段，在空气和水蒸汽的流量以及驱动电机转速一定的情况下，以某一升温速率进行处理，此时中段加热器13b和尾段加热器13c的温度设置为定温，并且与前段加热器13a的最终温度设置为相同。这种处理方式可以评价加热速率对烟草内部化学成分、散失的化学成分以及烟草感官质量的影响。

本实用新型所提供的一种能够模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置，可以在不同的实验条件下，对卷烟生产过程中工艺参数和工艺路线设置的合理性进行多角度评价，从而为烟草科技人员进行卷烟生产工艺研究提供了一种有用的研究平台。

Claims (3)

1.用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置，其特征是：

设置带有温度控制系统(12)的加热套管(13)，石英管(4)贯穿加热套管(13)；

所述石英管(4)设有四个端口，所述四个端口分别是：与进样器(3)相连的进样端、通过出口三通阀(15)分别与在线分析质谱(16)、集气袋(17)或溶液捕集器(18)相连的出口端、位于进样器(3)和加热套管(13)之间的空气引入端(10)，以及水蒸汽引入端(11)；所述空气引入端(10)通过空气流量计(6)与空气钢瓶(5)相连，所述水蒸汽引入端(11)通过水蒸三通阀(9)依次与水蒸汽流量计(8)和水蒸汽发生器(7)相连；

所述进样器(3)包括两个端口，一端为推杆(2)插入端(3a)，另一端为石英管连接端(3b)，且推杆插入端(3a)和石英管连结端(3b)中分别设置高弹性的“O”形密封圈和压力传递法兰，并且在其外周分别以螺帽通过螺纹与相应端相连接；

所述推杆(2)插入在石英管(4)中的一端连接装样容器(14)，位于石英管(4)外部的一端连接转速可调的驱动电机(1)的转动轴(1a)。

2.根据权利要求1所述的用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置，其特征是所述加热套管(13)由带有前段温控器(12a)的前段加热器(13a)、带有中段温控器(12b)的中段加热器(13b)和带有尾段温控器(12c)的尾段加热器(13c)串接组成，所述各段温控器独立可控，所述各段加热器的中心为均匀温区。

3.根据权利要求1所述的用于模拟卷烟生产工艺中关键工序的实验装置，其特征是设置所述装样容器(14)是由不锈钢丝网围成的圆柱体，所述圆柱体的上半部分为翻盖(14a)，下半部分为主体容器(14b)，所述翻盖(14a)和主体容器(14b)在背部以铰链(14c)连接，在前部设置有可卡接的卡扣(14d)。

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