[发明专利]错流式滚筒烘丝机

说明书

技术领域

本发明属于烟草加工设备，具体说是涉及卷烟制丝线上一种错流式滚筒烘丝机。

背景技术

叶丝干燥是卷烟加工过程中的重要工序，该工序的工艺任务是去除烟丝中的部分水分，使烟丝得到干燥定型，增加卷曲度和弹性，提高烟丝填充能力和耐加工性，改善和提高烟丝的感官质量，使烟丝的综合质量达到一种较协调的状态，并满足后工序加工要求。滚筒烘丝机是实现此工序的主要设备之一，它是一种复合干燥方式下的干燥过程，主要传热方式为接触传导和强制对流(热风)，烟丝通过与筒壁、抄板和热风的有效接触实现传热传质，达到干燥的目的。滚筒烘丝机的主体是具有一定倾角并能转动的筒体，还包括蒸汽系统、除尘系统、热风系统和排潮系统和控制系统等部分组成。滚筒烘丝过程中，烟丝在滚筒内的运动从开始到结束的停留时间是影响其干燥质量的关键因素之一。影响烟丝在滚筒内停留时间的主要因素有滚筒倾角、滚筒转数和热风风量(风速)。

目前，按干燥介质(热风)和烟丝的流向不同，滚筒烘丝机可分为顺流式和逆流式两种。顺流式滚筒烘丝机的工作原理是：烟丝进入烘丝机进料口并到达滚筒内，由于滚筒轴线与水平面存在一定倾角，在滚筒的转动下，烟丝在滚筒内被薄板(或其它结构)抛撒，翻滚前进，一直到后室从出料口落下；同时热风从前室沿烟丝流向吹入滚筒内，使抛撒起的烟丝悬浮翻滚，与烟丝充分接触传热；烟丝升温后内部水分汽化溢出，随热空气由后室排出。逆流式滚筒烘丝机的工作原理与顺流式类似，所不同的是热风方向与烟丝流向相反，从后室吹入筒内，从前室排出。

以上两种滚筒烘丝机，热风均是从一端吹入另一端排出，距离较长，热风沿滚筒轴向方向不断与烟丝接触传热，温度逐渐降低，同时热空气的湿含量(相对湿度)不断增加，因此热空气的传热和传质能力不断降低，烟丝在运动过程中的处理强度逐渐减弱。另外，烟丝在流场内受到一轴线方向的携带力。根据邓国栋(《烟丝滚筒干燥过程数值模拟》，郑州烟草研究院研究生毕业论文)的试验研究表明，热风使顺流式烘丝机内烟丝的停留时间缩短约10％；中国专利“可减少干头干尾现象的顺流式滚筒烘丝机”(专利号200720090981.9)报道了一种解决干头干尾的滚筒烘丝机，该设备主要是将热风进风风机及排潮风机改成变频风机，在生产的起始及结束前3分钟，同时调高两风机的频率，使筒体风速从正常的1-1.5m/s加大到2.5-3m/s。提高了风吹作用力，使烟丝滞留时间从正常干燥的4-5分钟，减至2-2.5分钟，从而大大减少了干头干尾的产生量。由此可见，顺流式滚筒烘丝机热风风速的大小能够影响烟丝的停留时间。不难想象，逆流式滚筒烘丝机对停留时间也存在类似的显著影响。

筒内热交换装置蒸汽压力、滚筒转速、热风温度以及热风流量(风速)等因素均会导致烟丝的水分发生变化。目前采用的一种方法是稳定热风温度、热风流量及烘筒转速，调节进入筒内热交换装置蒸汽压力来进行出口控制，即筒壁温度控制模式；另一种方法是稳定筒内热交换装置蒸汽压力、滚筒转速，调节热风的流量来控制出口水分，即风量控制模式。目前国内卷烟企业多数采用筒壁温度控制模式，由于筒壁温度对烟丝的加工质量影响较大，易造成烟丝加工质量的波动，同时随着检测技术的发展和应用，许多企业逐渐开始采用风量控制模式。

本专利申请人在顺流式滚筒烘丝机上，对筒壁温度控制模式和风量控制模式进行了试验研究，结果发现：后者出口烟丝水分和温度的稳定性要优于前者；在感官上，两者的香气风格相差不大，烟气风格特征上略有差别；前者烟丝结构的特征尺寸呈现逐渐减小的趋势，后者则出现上下波动的趋势，但前者出口烟丝结构的稳定性要好于后者，造成后者烟丝结构稳定性差的主要原因是风量(风速)改变影响了烟丝的停留时间，尤其使尺寸较短的烟丝停留时间产生波动。同时申晓峰(《Effects of Size Distribution of Cut Filler on CigarettePhysical Quality》中文译名：《叶丝尺寸分布对卷烟烟支物理质量的影响》，62届世界烟草科学研究会议(Tobacco Science and Research Conference 2008)宣读论文)研究表明烟丝结构是影响卷烟物理指标的主要因素，因此经过两者模式处理后的卷烟产品的物理指标存在一定的差异。

发明内容

本发明正是针对目前顺流或逆流滚筒烘丝机所存在的问题设计的一种新型错流式滚筒烘丝机，通过合理设置热风进口和排潮出口，消除沿轴线方向上处理强度不均的问题，消除风速对停留时间的影响。并且可以根据产品的风格特征自由选择控制方法，降低烟丝结构波动的风险，稳定产品的物理指标等。