解決HDT烘后葉絲水分偏差大的方法探討

趙霙

摘 要：該文針對氣流干燥設(shè)備——HDT葉絲結(jié)團(tuán)、含水率波動較大，問題進(jìn)行研究，經(jīng)過分析認(rèn)為：干燥后葉絲水分偏差大，是由于葉絲較長、結(jié)團(tuán)不夠松散以及干燥管氣流分布不均所致，通過在HDT前增設(shè)葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板等措施，輔以控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，穩(wěn)定烘后葉絲水分，提高加工精度。

關(guān)鍵詞：葉絲松散 斷絲裝置 導(dǎo)流板 葉絲含水率 標(biāo)偏

中圖分類號：TS44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0077-02

我廠異地技改后引進(jìn)了德國虹霓公司的氣流干燥設(shè)備——HDT，HDT是烘焙煙絲設(shè)備的一種，又稱作新型在線高速膨脹干燥系統(tǒng)。煙絲通過自由膨脹，得到的效果和質(zhì)量是最好的，煙絲在干燥管內(nèi)中處于自由漂浮狀態(tài)，沒有任何的機(jī)械動作施加給煙絲，這會大大減少煙絲表面的硬化現(xiàn)象，煙絲質(zhì)量得到保證。由于是瞬間干燥，所以 要求葉絲是以松散狀態(tài)，均勻的流量進(jìn)入干燥管，可是葉絲較長，且在輸送、暫存過程中極易擠壓造成結(jié)團(tuán)，較長的葉絲在進(jìn)入干燥的設(shè)備時(shí)又纏繞成繩團(tuán)，另外設(shè)備參數(shù)的設(shè)置不當(dāng)進(jìn)而繼而影響了葉絲干燥效果。為了解決此問題在HDT前增設(shè)松散、斷絲裝置，同時(shí)在干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板，使較長的葉絲打短，同時(shí)對結(jié)團(tuán)的葉絲松散，使松散的葉絲在均勻的氣流中順暢運(yùn)行，達(dá)到最佳干燥效果。

1 HDT設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理

經(jīng)過增溫、加料暫存的葉絲，經(jīng)過輸送設(shè)備進(jìn)入計(jì)量管皮帶秤和皮帶機(jī)進(jìn)入喂料口振槽、經(jīng)過氣鎖進(jìn)入揚(yáng)絲器。過熱蒸氣通過揚(yáng)絲器定量噴射到煙絲上，并把煙絲送入干燥管。煙絲在干燥管中經(jīng)過與高溫高速的氣流接觸，迅速干燥膨脹并進(jìn)入旋風(fēng)落料器。旋風(fēng)落料器使氣、物分離，煙絲經(jīng)HDT出料氣鎖進(jìn)入VAS冷卻分離器冷卻定形；工藝氣流一小部分排到室外，大部分則進(jìn)入回風(fēng)管道，通過循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)入燃燒爐的熱交換器，經(jīng)燃燒爐間接加熱后的過熱蒸氣再次進(jìn)入干燥管被循環(huán)使用。

HDT獨(dú)有的蒸氣噴射裝置取代了傳統(tǒng)的葉絲回潮（HT），管道系統(tǒng)簡單，膨脹效果好.工藝控制采用了壓力、氧氣含量、天然氣流量、熱風(fēng)溫度、水分和蒸氣流量6大控制系統(tǒng)，控制模式簡單，參數(shù)可調(diào)節(jié)性強(qiáng)。

2 設(shè)備目前存在的問題

原設(shè)備沒有松散、斷絲裝置，干燥管內(nèi)的風(fēng)速不均（局部管道積料說明了這一點(diǎn)），再有成團(tuán)葉絲烘后的葉絲中出現(xiàn)例外不均的現(xiàn)象。結(jié)果造成烘后葉絲水分標(biāo)偏較大。

葉絲水分偏差較大原因分析

氣流干燥也稱為瞬間干燥，是使加熱介質(zhì)（既是熱載體也是載濕體，如空氣）與干燥的固體物料直接接觸的過程，物料懸浮于氣流中，加熱介質(zhì)以對流傳熱式將熱量傳給物料，使物料中水分汽化，從而獲得一定含濕量的固體產(chǎn)品。

在此我們可以將葉絲視為固體顆粒對其分析，在干燥物料過程中，物料顆粒在氣流中的運(yùn)動范圍加速運(yùn)動階段和等速運(yùn)動階段，在加速運(yùn)動階段，顆粒受到的拽力逐漸減小，直至3個(gè)力的矢量和為零。顆粒進(jìn)入等速運(yùn)動階段，此時(shí)氣流與顆粒運(yùn)動的相對速度為一常數(shù)。顆粒與氣流的相對運(yùn)動情況對顆粒與氣流之間的傳熱速率影響較大，在初始干燥階段，顆粒剛進(jìn)入干燥管時(shí)上升速度為零，與具有較高速度的熱氣流相遇，獲得向上的速度，此時(shí)兩相間的對流傳熱系數(shù)很大，物料顆粒不斷加速上升，進(jìn)入加速運(yùn)動干燥階段，固體顆粒在加速階段所獲得的熱量占整個(gè)干燥階段獲得熱量的一半以上，在干燥后期，當(dāng)固體物料的上升速度接近乃至達(dá)到氣流速度時(shí)，對流傳熱系數(shù)大大減小，干燥效率降低。在干燥過程中不斷改變氣固兩相得的相對速度，增加顆粒圍邊界層的湍流強(qiáng)度，盡可能擴(kuò)大氣固兩相得接觸面積，增加兩相接觸時(shí)間，是提高干燥效率的有效措施。

可見物料在氣流干燥時(shí)，在干燥管內(nèi)松散程度.干燥氣流在管內(nèi)的分布均勻程度都是直接影響產(chǎn)品質(zhì)量因素。

再有，來料流量、含水量波動大大小及控制參數(shù)的設(shè)置是否與該品牌吻合也是造成影響烘后葉絲含水率不穩(wěn)的原因。

3 解決烘后葉絲標(biāo)偏大方法探討

在HDT烘絲機(jī)前增設(shè)松散、斷絲裝置

（1）松散功能

切后葉絲在儲柜內(nèi)結(jié)團(tuán)、在輸送過程送中結(jié)團(tuán)。斷絲松散裝置可以將其松散開。

（2）斷絲功能

葉絲過長容易纏繞，不利于氣流干燥，也影響滾筒烘絲機(jī)干燥。之前技術(shù)中心欲借鑒定長切絲。增設(shè)斷絲、松散設(shè)施可以達(dá)到將長絲打短目的。

（3）斷絲裝置安裝具體位置

進(jìn)HDT烘絲機(jī)前的皮帶機(jī)下料口處，進(jìn)HDT前的輸送振槽前。

（4）斷絲裝置結(jié)構(gòu)原理

結(jié)構(gòu)是由直徑不同的兩輥，大輥的表面軸向裝15片“刀片”，小輥表面裝有14片斷絲、松散刀片，兩組斷絲、松散刀片上分別加工有不同形狀的齒狀，裝有兩個(gè)不同直徑裝有刀片的打輥，以不同速度相向而轉(zhuǎn)，利用兩輥相向而轉(zhuǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的速度差而形成的相對運(yùn)動，將降落在打輥刀片上的長葉絲打斷，成團(tuán)的葉絲打散。

為了保證斷絲和松散效果，動輥（小輥）支撐軸承固定在直線導(dǎo)軌上，并由伺服電機(jī)作動力對動輥進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)兩輥間距可調(diào)，兩輥轉(zhuǎn)動速度可調(diào)，該速度是通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)頻率來實(shí)現(xiàn)。兩輥間距離由設(shè)在裝置上面的激光測距器件檢測，松散斷絲輥的轉(zhuǎn)速及兩輥間距里兩組數(shù)據(jù)并可在控制面板上顯示、控制。通過對打滾的轉(zhuǎn)速，距離調(diào)整改變該裝置對葉絲的加工強(qiáng)度，找到松散斷絲裝置適合該品牌葉絲最佳的加工方法。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（5）斷絲、松散“刀片”的設(shè)計(jì)與布置

4.2 速度確定與控制

速度控制：

兩個(gè)打輥各自有一個(gè)減速機(jī)帶動，速度的調(diào)節(jié)靠電機(jī)變頻器控制。

兩輥間距調(diào)節(jié)：

兩輥間距靠動輥的一組調(diào)節(jié)組件組成，這個(gè)組件由支撐軸承、直線導(dǎo)軌組成，調(diào)節(jié)絲桿、伺服電機(jī)，激光測距等組成，調(diào)節(jié)時(shí)在控制面板上輸入兩輥距離，伺服電機(jī)帶動調(diào)節(jié)絲桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動直線導(dǎo)軌上的支撐軸承移動，移動距離由激光測距測得PLC控制，并在顯示屏上顯示。endprint

4.3 在斷絲松散裝置前增設(shè)勻料裝置

由于皮帶秤上物料是以一定厚度運(yùn)行的，其目的就是為了滿足單位時(shí)間流量，且運(yùn)行速度只有0.07 m/s，這部分物料落到其下一級設(shè)備（皮帶機(jī)）上基本上是以團(tuán)狀出現(xiàn)，當(dāng)這部分煙絲由于“厚度”大，落到斷絲裝置以后，給松散和斷絲帶來了困難。因此在皮帶秤落料處增設(shè)預(yù)松散裝置，將這部分煙絲進(jìn)行預(yù)松散，這樣減輕斷絲、松散裝置減輕的負(fù)擔(dān)。

5 干燥管氣流的分布不均勻分析及措施

5.1 從工藝氣流管堆料狀況分析

工作過程中曾出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，堆料位置在揚(yáng)絲器下方，沿氣流流動方向左側(cè)，平時(shí)在不堵料情況下，在做清洗時(shí)發(fā)現(xiàn)該位置也是有粘煙垢的痕跡，其他位置管壁都較光滑。這說明該處風(fēng)速較慢。進(jìn)料所落下的 物料不能迅速被風(fēng)帶走，而造成煙絲的滯留。

5.2 改變氣流分不均措施——干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板

生產(chǎn)中常出現(xiàn)揚(yáng)絲器下方干燥管內(nèi)積料，在干燥管初始端水平段末端至觀察窗附近前增設(shè)導(dǎo)流板，使該區(qū)域的風(fēng)速盡量均勻，并用風(fēng)速儀進(jìn)行檢驗(yàn)。

6 調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行修改

（1）對防纏繞蒸汽壓力進(jìn)行修改、將原來壓力3bar調(diào)整為3.2 bar

（2）將工藝風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)提高到1700r/min，以提高工藝管道風(fēng)速減多少葉絲滯留于管道機(jī)會。

7 結(jié)語

通過在氣流干燥設(shè)備HDT前增設(shè)葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板等措施，能有效解決HDT工藝管道集料，烘后葉絲水分波動大問題，輔以控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，穩(wěn)定烘后葉絲水分，提高了加工精度將烘后葉絲標(biāo)偏控制在0.17以內(nèi)，水分偏差指標(biāo)較好完成，如果能將葉絲中的的梗簽之類雜物徹底剔除，減少物料中的雜質(zhì)，進(jìn)步提高煙絲質(zhì)量，還有很多需要研究的課題?？傊萍嫉倪M(jìn)步都是在不斷創(chuàng)新的過程中完成，所以我們的感悟是方法總比問題多。

參考文獻(xiàn)

[1] 王保義.卷煙生產(chǎn)工藝[M].國家煙草專賣局，2004.

[2] 王智德.卷煙制絲設(shè)備[M].國家煙草專賣局，2004.

[3] 孫寶鈞.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4] 張夢欣.機(jī)械基礎(chǔ)[M].4版.北京：中國勞動社會保障出版，2007.endprint

4.3 在斷絲松散裝置前增設(shè)勻料裝置

由于皮帶秤上物料是以一定厚度運(yùn)行的，其目的就是為了滿足單位時(shí)間流量，且運(yùn)行速度只有0.07 m/s，這部分物料落到其下一級設(shè)備（皮帶機(jī)）上基本上是以團(tuán)狀出現(xiàn)，當(dāng)這部分煙絲由于“厚度”大，落到斷絲裝置以后，給松散和斷絲帶來了困難。因此在皮帶秤落料處增設(shè)預(yù)松散裝置，將這部分煙絲進(jìn)行預(yù)松散，這樣減輕斷絲、松散裝置減輕的負(fù)擔(dān)。

5 干燥管氣流的分布不均勻分析及措施

5.1 從工藝氣流管堆料狀況分析

工作過程中曾出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，堆料位置在揚(yáng)絲器下方，沿氣流流動方向左側(cè)，平時(shí)在不堵料情況下，在做清洗時(shí)發(fā)現(xiàn)該位置也是有粘煙垢的痕跡，其他位置管壁都較光滑。這說明該處風(fēng)速較慢。進(jìn)料所落下的 物料不能迅速被風(fēng)帶走，而造成煙絲的滯留。

5.2 改變氣流分不均措施——干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板

生產(chǎn)中常出現(xiàn)揚(yáng)絲器下方干燥管內(nèi)積料，在干燥管初始端水平段末端至觀察窗附近前增設(shè)導(dǎo)流板，使該區(qū)域的風(fēng)速盡量均勻，并用風(fēng)速儀進(jìn)行檢驗(yàn)。

6 調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行修改

（1）對防纏繞蒸汽壓力進(jìn)行修改、將原來壓力3bar調(diào)整為3.2 bar

（2）將工藝風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)提高到1700r/min，以提高工藝管道風(fēng)速減多少葉絲滯留于管道機(jī)會。

7 結(jié)語

通過在氣流干燥設(shè)備HDT前增設(shè)葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板等措施，能有效解決HDT工藝管道集料，烘后葉絲水分波動大問題，輔以控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，穩(wěn)定烘后葉絲水分，提高了加工精度將烘后葉絲標(biāo)偏控制在0.17以內(nèi)，水分偏差指標(biāo)較好完成，如果能將葉絲中的的梗簽之類雜物徹底剔除，減少物料中的雜質(zhì)，進(jìn)步提高煙絲質(zhì)量，還有很多需要研究的課題?？傊萍嫉倪M(jìn)步都是在不斷創(chuàng)新的過程中完成，所以我們的感悟是方法總比問題多。

參考文獻(xiàn)

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[3] 孫寶鈞.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4] 張夢欣.機(jī)械基礎(chǔ)[M].4版.北京：中國勞動社會保障出版，2007.endprint

4.3 在斷絲松散裝置前增設(shè)勻料裝置

由于皮帶秤上物料是以一定厚度運(yùn)行的，其目的就是為了滿足單位時(shí)間流量，且運(yùn)行速度只有0.07 m/s，這部分物料落到其下一級設(shè)備（皮帶機(jī)）上基本上是以團(tuán)狀出現(xiàn)，當(dāng)這部分煙絲由于“厚度”大，落到斷絲裝置以后，給松散和斷絲帶來了困難。因此在皮帶秤落料處增設(shè)預(yù)松散裝置，將這部分煙絲進(jìn)行預(yù)松散，這樣減輕斷絲、松散裝置減輕的負(fù)擔(dān)。

5 干燥管氣流的分布不均勻分析及措施

5.1 從工藝氣流管堆料狀況分析

工作過程中曾出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，堆料位置在揚(yáng)絲器下方，沿氣流流動方向左側(cè)，平時(shí)在不堵料情況下，在做清洗時(shí)發(fā)現(xiàn)該位置也是有粘煙垢的痕跡，其他位置管壁都較光滑。這說明該處風(fēng)速較慢。進(jìn)料所落下的 物料不能迅速被風(fēng)帶走，而造成煙絲的滯留。

5.2 改變氣流分不均措施——干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板

生產(chǎn)中常出現(xiàn)揚(yáng)絲器下方干燥管內(nèi)積料，在干燥管初始端水平段末端至觀察窗附近前增設(shè)導(dǎo)流板，使該區(qū)域的風(fēng)速盡量均勻，并用風(fēng)速儀進(jìn)行檢驗(yàn)。

6 調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行修改

（1）對防纏繞蒸汽壓力進(jìn)行修改、將原來壓力3bar調(diào)整為3.2 bar

（2）將工藝風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)提高到1700r/min，以提高工藝管道風(fēng)速減多少葉絲滯留于管道機(jī)會。

7 結(jié)語

通過在氣流干燥設(shè)備HDT前增設(shè)葉絲松散、斷絲裝置，在干燥管內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板等措施，能有效解決HDT工藝管道集料，烘后葉絲水分波動大問題，輔以控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，穩(wěn)定烘后葉絲水分，提高了加工精度將烘后葉絲標(biāo)偏控制在0.17以內(nèi)，水分偏差指標(biāo)較好完成，如果能將葉絲中的的梗簽之類雜物徹底剔除，減少物料中的雜質(zhì)，進(jìn)步提高煙絲質(zhì)量，還有很多需要研究的課題。總之科技的進(jìn)步都是在不斷創(chuàng)新的過程中完成，所以我們的感悟是方法總比問題多。

參考文獻(xiàn)

[1] 王保義.卷煙生產(chǎn)工藝[M].國家煙草專賣局，2004.

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[3] 孫寶鈞.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4] 張夢欣.機(jī)械基礎(chǔ)[M].4版.北京：中國勞動社會保障出版，2007.endprint