JP7372484B2 - 篩分調湿一体化装置及び中骨の篩分調湿のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、たばこ加工機械の分野に属し、具体的には篩分調湿一体化装置及び中骨の篩分調湿のための方法に関する。

たばこ中骨刻を加工する際に、中骨前処理は重要な処理工程であり、主に蒸気及び水により中骨の加温加湿を行い、調湿処理により中骨の水分及び温度を効果的に向上させ、柔軟性及び耐加工性を高め、後続処理を容易にすることができる。

中骨前処理の４つの要素は、加水量、温度、圧力、蔵置時間であり、加水量は中骨の最終水分を決定し、中骨を膨潤させる要件であり、温度及び圧力は中骨の水分の吸収を加速し、膨潤速度を上昇させ、中骨の内部の化学成分の変換を促進し、蔵置時間は中骨を十分に膨潤させることを確保する。したがって、中骨処理装置の設計は、温度、圧力、時間の制御を総合的に考慮する必要があり、中骨の処理温度及び圧力を高くすると、処理時間を減らすことができ、逆の場合、時間を長くする必要がある。一方、製造時における蒸気の消費量を低減する手段として処理時間を長くすることが考えられるが、処理時間が足りない場合には、中骨の処理温度及び圧力を高くすることで補うことができる。処理工程において中骨を十分に調湿処理することで、中骨の蔵置時間を低下させ、加工プロセスを簡略化し、中骨処理システムへの設備投資を削減し、蒸気のエネルギー消費量を減らすことができる。

従来の中骨調湿装置は、蒸気及び噴霧水を中骨と接触させることにより、中骨の水分及び温度を増加させて中骨の膨潤効果を高め、そして、高温処理で、中骨の褐変反応を促進し、細胞壁物質、特にリグニン、セルロース、ペクチンを分解する。しかしながら、従来の中骨調湿装置には、１、蒸気の消費量が大きく、蒸気の利用率が低く、蒸気の漏出量及び廃蒸気の排出量が大きく、蒸気の熱損失が多く、中骨刻製造ラインにおける各工程で蒸気の消費量が最も高い装置となる；２、中骨調湿処理時間が足りず、即ち、中骨と蒸気との接触時間が短いため、異なる中骨の膨潤効果の差が大きく、後続工程で中骨の圧展による破損が生じやすい；３、中骨の膨潤効果の差が大きく、そして、中骨の寸法差や経時熟成の品質差により、中骨の調湿膨潤能力に著しい差が存在し、中骨の調湿の際に短中骨、細中骨が膨潤され得るが、これらの中骨が後続処理において品質欠陥が発生しやすく、つまり、裁刻の際に中骨の裁刻不良が発生するため、スティック状中骨刻の含有量が大きくなり、後続の中骨刻の風選の際にスティック状中骨刻の除去量が著しく増加され、完成品の中骨刻に短い中骨刻、破砕した中骨刻が多くなる、という共通の欠点がある。

上述した問題を解決するために、本発明を提出する。

上述した問題を克服するために、本発明は、篩分調湿一体化装置を提供する。本発明の装置を用いて中骨の篩分調湿を行う際に、内螺旋羽根及び掬い上げ板を有するドラムを用いて中骨を搬送し、ドラムの長さ、ドラムの回転数、蒸気の逆方向導入量等を合理的に設計して、中骨の処理時間を延長させることにより、中骨に蒸気を十分に吸収させ、中骨処理のエネルギー消費量及び排気の排出量を低減することを実現し、そして、ドラム壁に篩目を設けることにより、中骨と短中骨・破砕中骨、細中骨、中骨屑などの中骨との十分な分離を実現し、中骨加工の精細化、均質化を向上させる。

上述した目的を実現するために、本発明は以下の技術的手段により実現される。

本発明の第１の態様は、
軸方向が水平になるように配置され、壁に篩目１０を有し、開口及び底部が共に開放して設けられ、軸方向に沿って回転可能であり、開口に駆動モータ及びプーリが設けられ、底部に従動プーリが設けられたドラム２と、
ほぼ筒状であり、ドラム２の外周にシール嵌合され、動かないように固定された保温カバー１と、
保温カバー１の開口から挿入されてドラム２の開口内に進入する螺旋搬送供給手段３と、
保温カバー１の底部からドラム２内に挿入された吹付管１３と、空圧タンク１４とを備える空圧清掃手段４と、
保温カバー１の底部からドラム２内に挿入された蒸気管路１５と、
ドラム２の底部に設けられた排出口５と、
保温カバー１の底部の外壁に設けられた廃棄物排出口６と、を備える篩分調湿一体化装置を開示している。排出口５及び廃棄物排出口６にエアロックを有し、原料を排出する際に蒸気の漏出を防止するとともに、ドラム内の湿気及び圧力を調整する役割を果たすことができる。

好ましくは、ドラム２の内壁に内螺旋羽根８が軸方向に設けられている。内螺旋羽根８とドラム２の内壁とのなす角が３０°～６０°の範囲で設定されてもよく、小さいほど、中骨を掬い上げる高さが高くなる。

好ましくは、ドラム２の内壁には、軸方向に配置されてドラム２の内壁に垂直である掬い上げ板９が複数設けられている。掬い上げ板９のサイズや形状、及び掬い上げ板９のドラム２の内壁における配置が、必要に応じて設計されてもよい。

好ましくは、ドラム２の外壁に外螺旋羽根７が軸方向に設けられており、外螺旋羽根７がドラム２の外壁に垂直であり、外螺旋羽根７の幅が、ドラム２の外壁と保温カバー１の内壁との間の隙間とほぼ等しく、即ち、外螺旋羽根７の幅が、２つの同軸円筒の半径差に近い。

好ましくは、螺旋搬送供給手段３は、円筒状ハウジング１１及び内部のプロペラ１２を備え、円筒状ハウジング１１の前端の上部に原料を受けるための開口を有し、後端の下部にドラム２内へ原料を搬送するための開口を有する。

好ましくは、吹付管１３がドラム２の軸心の上方に配置されてドラム２の内壁に近接し、吹付管１３の上端面に複数の空圧ノズル１８が等間隔で配置されている。

好ましくは、蒸気管路１５の下端面に複数の蒸気ノズル１９が等間隔で配置されている。この構成によりドラム２内の蒸気をドラムの中下部に集中させ、中骨と蒸気との接触面積及び接触時間をさらに向上させて、中骨の急速な調湿に有利な加工効果を得る。

好ましくは、ドラム２の長さが６～１２ｍである。ドラム２の長さが必要に応じて設定されてもよい。

好ましくは、篩目１０は、直径が３．８ｍｍであり、ピッチが４５ｍｍである。篩目１０の直径及びピッチが必要に応じて他の仕様に設定されてもよい。

本発明の第２の態様は、
篩分調湿一体化装置を起動して、ドラム２を軸方向に回転させ、螺旋搬送供給手段３により中骨をドラム２内に搬送し、調湿用蒸気を蒸気管路１５からドラム２内の中骨に噴射するステップと、正常寸法の中骨を内螺旋羽根８及び掬い上げ板９の回転作用で前方へ搬送するとともに、蒸気と十分に接触するように掬い上げて、ドラム２の後端に到達させて排出口５から排出して調湿を完成するステップと、破砕中骨屑をドラム２の篩目１０により篩分し、ドラム２の外壁と保温カバー１の内壁との間の隙間に入らせ、外螺旋羽根７の推進作用で前方へ搬送し、破砕中骨屑の廃棄物排出口６から排出するステップと、中骨の篩分調湿を完成するステップと、篩目１０が詰まらないように、吹付管１３の空圧ノズル１８によりドラム２の内壁の篩目１０に対してリアルタイムで吹き付け清掃するステップと、を含む篩分調湿一体化装置の中骨の篩分調湿のための方法を開示している。

本発明の有益な効果は、以下の通りである。
１、本発明の篩分調湿一体化装置は、中骨の調湿と篩分とを同時に実現することができる。
２、本発明の篩分調湿一体化装置は、ドラムの長さ、及び蒸気の逆方向導入、中骨に向けての吹付という蒸気の作用方式を合理的に設計し、内螺旋羽根及び複数の掬い上げ板により中骨を搬送することにより、中骨を掬い上げる際に蒸気と十分に接触させることを確保し、中骨の調湿効果を向上させ、中骨の調湿篩分時間を延長させ、中骨に蒸気を十分に吸収させることを実現し、そして、螺旋搬送供給手段及び排出口のエアロックを使用することにより、中骨処理のエネルギー消費量及び蒸気の排出量を低減し、エネルギー損失を効果的に減らし、蒸気の利用率を大幅に向上させる。
３、本発明の篩分調湿一体化装置は、中骨と破砕中骨屑との完全な分離を同時に実現し、中骨加工の精細化及び均質化を向上させることができる。空圧清掃手段により中骨と蒸気との接触面積及び接触時間をさらに向上させ、中骨の蒸気による調湿効果が優れている。

本発明の篩分調湿一体化装置の構成を示す平面図である。 本発明の篩分調湿一体化装置のドラムの斜視図である。 本発明の篩分調湿一体化装置のドラムの断面図である。 本発明の篩分調湿一体化装置の螺旋搬送供給手段の構造概略図である。 本発明の篩分調湿一体化装置の吹付管及び蒸気管路の構造概略図である。

本発明の目的、技術的手段及び有益な効果をより明確にするために、以下、当業者が理解しやすいように、図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図１に示すように、篩分調湿一体化装置は、直径が異なり、同軸に嵌合された２つの円筒であって、直径の小さいほうの円筒がドラム２であり、ドラム２の壁に篩目１０を複数有し、ドラム２の開口及び底部が共に開放して設けられ、ドラム２の開口に駆動モータ及びプーリが設けられ、底部に従動プーリ（図示せず）が設けられ、直径の大きいほうの円筒が保温カバー１であり、保温カバー１の開口が密閉され、底部に開放可能な点検扉が設けられ、ドラム２が軸方向に沿って回転可能であり、保温カバー１が動かないように固定された２つの円筒と、
円筒状ハウジング１１及び内部のプロペラ１２を備え、円筒状ハウジング１１の前後には、前方からの原料を受けるための開口及びドラム２内へ原料を搬送するための開口をそれぞれ有し、軸方向が水平になるように配置され、保温カバー１の開口から挿入されてドラム２の開口内に進入する螺旋搬送供給手段３と、
吹付管１３と、空圧タンク１４とを備える空圧清掃手段４であって、吹付管１３が、保温カバー１の底部から挿入されてドラム２全体を貫通して保温カバー１の開口プレート１６に接続され、ドラム２の軸心の上方に配置されてドラム２の内壁に近接し、開口プレート１６に接続された端部が密閉され、底部プレート１７に接続された端部が外部の空圧タンク１４に連通する空圧清掃手段４と、
保温カバー１の底部から挿入されてドラム２全体を貫通して保温カバー１の開口プレート１６に接続された蒸気管路１５と、
２つの同軸円筒の後端に位置し、ドラム２の底部の下端に設けられた排出口５と、
２つの同軸円筒の後端の保温カバー１の壁に位置する廃棄物排出口６と、を備える。排出口５及び廃棄物排出口６にエアロックを有し、原料を排出する際に蒸気の漏出を防止するとともに、ドラム内の湿気及び圧力を調整する役割を果たすことができる。

本実施例のドラム２は、軸方向が水平になるように配置され、原料のドラム２における滞留時間を延長させることができる。

本実施例の篩目１０は、直径が３．８ｍｍであり、ピッチが４５ｍｍであり、ドラム２の長さが６ｍである。

本実施例の吹付管１３は、軸方向に沿って２０個の空圧ノズル１８が等間隔で配置されており、作動中にドラム２の内壁の篩目１０に対してリアルタイムで吹き付け、篩目１０が詰まらないことを確保するとともに、ドラム２の上部に対して吹き付けることにより蒸気をドラムの中下部に集中させ、中骨と蒸気との接触時間及び接触面積を向上させ、中骨の蒸気による調湿効果を強化する。

本実施例の蒸気管路１５は、軸方向に沿って１０個の下向きの蒸気ノズル１９が等間隔で配置されており、作動中にドラム２内の中骨に蒸気を均一に噴射することができる。

本実施例のドラム２の内壁に内螺旋羽根８が軸方向に設けられており、内螺旋羽根８とドラム２の内壁とが軸方向において６０度の角をなし、内螺旋羽根８は、中骨を搬送するためのものである。

本実施例のドラム２の内壁には、軸方向に配置されてドラム２の内壁に垂直である掬い上げ板９が複数設けられており、掬い上げ板９のサイズや形状、及び掬い上げ板９のドラム２の内壁における配置が、中骨の調湿及び篩分の要件を満たすものであればよい。

本実施例のドラム２の外壁に外螺旋羽根７が軸方向に設けられており、外螺旋羽根７がドラム２の外壁に垂直であり、外螺旋羽根７の幅が、２つの同軸円筒の半径差に近く、外螺旋羽根７は、篩分された破砕中骨屑を廃棄物排出口６に搬送するためのものである。

本発明の装置を用いる中骨の篩分調湿のための方法は、
篩分調湿一体化装置を起動して、ドラム２を軸方向に回転させ、螺旋搬送供給手段３により中骨をドラム２内に搬送し、蒸気を蒸気管路１５からドラム２内の中骨に噴射するステップと、正常寸法の中骨を内螺旋羽根８及び掬い上げ板９の回転作用で前方へ搬送するとともに、蒸気と十分に接触するように掬い上げて、ドラム２の後端に到達させて排出口５から排出して調湿を完成するステップと、破砕中骨屑をドラム２の篩目１０により篩分し、ドラム２の外壁と保温カバー１の内壁との間の隙間に入らせ、外螺旋羽根７の推進作用で前方へ搬送し、破砕中骨屑の廃棄物排出口６から排出するステップと、中骨の篩分調湿を完成するステップと、篩目１０が詰まらないように、吹付管１３の空圧ノズル１８によりドラム２の内壁の篩目１０に対してリアルタイムで吹き付け清掃するステップと、を含む。空圧によりドラム２内の蒸気をドラム２の中下部に集中させることで、中骨の急速な調湿という加工効果が優れている。

以上の好ましい実施例は、本発明の技術的手段を説明するためのものに過ぎず、限定するためのものではない。本発明を上記の好ましい実施例によって詳細に説明したが、本発明の保護範囲から逸脱することなく、形態及び細部において様々な変更が可能であることが当業者によって理解されるであろう。

１：保温カバー
２：ドラム
３：螺旋搬送供給手段
４：空圧清掃手段
５：排出口
６：廃棄物排出口
７：外螺旋羽根
８：内螺旋羽根
９：掬い上げ板
１０：篩目
１１：円筒状ハウジング
１２：プロペラ
１３：吹付管
１４：空圧タンク
１５：蒸気管路
１６：開口プレート
１７：底部プレート
１８：空圧ノズル
１９：蒸気ノズル

Claims (10)

1. 軸方向が水平になるように配置され、壁に篩目（１０）を有し、開口及び底部が共に開放して設けられ、軸方向に沿って回転可能なドラム（２）と、
   ほぼ筒状であり、前記ドラム（２）の外周にシール嵌合された保温カバー（１）と、
   保温カバー（１）の開口から挿入されてドラム（２）の開口内に進入する螺旋搬送供給手段（３）と、
   保温カバー（１）の底部からドラム（２）内に挿入された吹付管（１３）と、空圧タンク（１４）とを備える空圧清掃手段（４）と、
   保温カバー（１）の底部からドラム（２）内に挿入された蒸気管路（１５）と、
   ドラム（２）の底部に設けられた排出口（５）と、
   保温カバー（１）の底部の外壁に設けられた廃棄物排出口（６）と、を備える、ことを特徴とする、篩分調湿一体化装置。
2. 前記ドラム（２）の内壁に内螺旋羽根（８）が軸方向に設けられている、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
3. 前記ドラム（２）の内壁には、軸方向に配置されて前記ドラム（２）の内壁に垂直である掬い上げ板（９）が複数設けられている、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
4. 前記ドラム（２）の外壁に外螺旋羽根（７）が軸方向に設けられており、前記外螺旋羽根（７）が前記ドラム（２）の外壁に垂直であり、前記外螺旋羽根（７）の幅が、前記ドラム（２）の外壁と前記保温カバー（１）の内壁との間の隙間とほぼ等しい、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
5. 前記螺旋搬送供給手段（３）は、円筒状ハウジング（１１）及び内部のプロペラ（１２）を備え、前記円筒状ハウジング（１１）の前端の上部に原料を受けるための開口を有し、後端の下部に前記ドラム（２）内へ原料を搬送するための開口を有する、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
6. 前記吹付管（１３）がドラム（２）の軸心の上方に配置されてドラム（２）の内壁に近接し、前記吹付管（１３）の上端面に複数の空圧ノズル（１８）が等間隔で配置されている、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
7. 前記蒸気管路（１５）の下端面に複数の蒸気ノズル（１９）が等間隔で配置されている、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
8. 前記ドラム（２）の長さが６～１２ｍである、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
9. 前記篩目（１０）は、直径が３．８ｍｍであり、ピッチが４５ｍｍである、ことを特徴とする、請求項１に記載の篩分調湿一体化装置。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の篩分調湿一体化装置の中骨の篩分調湿のための方法であって、
    前記篩分調湿一体化装置を起動して、前記ドラム（２）を軸方向に回転させ、螺旋搬送供給手段（３）により中骨を前記ドラム（２）内に搬送し、調湿用蒸気を蒸気管路（１５）からドラム（２）内の中骨に噴射するステップと、
    正常寸法の中骨を内螺旋羽根（８）及び掬い上げ板（９）の作用で前方へ搬送するとともに、蒸気と十分に接触するように掬い上げて、前記ドラム（２）の後端に到達させて前記排出口（５）から排出して調湿を完成するステップと、
    破砕中骨屑を前記ドラム（２）の篩目（１０）により篩分し、ドラム（２）の外壁と保温カバー（１）の内壁との間の隙間に入らせ、外螺旋羽根（７）の推進作用で前方へ搬送し、廃棄物排出口（６）から排出するステップと、
    中骨の篩分調湿を完成するステップと、
    篩目（１０）が詰まらないように、吹付管（１３）の空圧ノズル（１８）によりドラム（２）の内壁の篩目（１０）に対してリアルタイムで吹き付け清掃するステップと、を含む、ことを特徴とする、方法。

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