烟丝全封闭均温均湿方法及设备

技术领域

本发明属于烟草行业，更具体地说，涉及一种烟丝气流干燥后的全封闭均温均湿的方法和设备。

背景技术

气流干燥后，一般烟丝含水率指标11.5～14％，允许偏差±0.5％，标准偏差≤0.17％；温度指标55～75℃，允许偏差±3℃。一般情况下，气流干燥后烟丝的平均温湿度能达到指标要求，但经常会出现烟丝局部水分波动情况，严重时水分会超出工艺要求，影响烟丝的物理性状，造成下游生产线工艺加工困难。

烟丝局部水分波动情况与气流干燥的特性有关。常规的气流干燥整个干燥过程一般在10秒钟左右就完成，且干燥过程中一般没有翻炒和搅拌等均温均湿的常用手段，所以气流干燥后的烟丝水分和温度并不均匀，往往有波动。相对而言，温度指标的范围更宽，不容易超标，但水分指标范围要求相对严格，在经过气流干燥后容易超标。

中国专利(公开号CN201750706U)公开了一种烘叶丝干头干尾间歇式处理系统，该系统采用旁线滚筒间歇式回潮，实现干头干尾烟丝同批回掺，但滚筒的抛洒运动对干头干尾烟丝造碎较大。中国专利(公告号CN204409556U)公开了一种烘叶丝干头干尾恒温恒湿静态回潮系统，通过设置恒温恒湿回潮箱使干头干尾烟丝在恒温恒湿回潮箱内以静态方式回潮，但烟丝混合不充分，烟丝的温度和湿度不均匀的问题没有得到解决。

一般情况下，气流干燥后的烟丝平均水分指标能控制在工艺要求范围内，但由于局部水分波动导致局部水分超标，所以在气流干燥后需要添加一种设备通过翻炒或搅拌等方式，实现烟丝的均温均湿。甚至在气流干燥不达标的情况下，该设备能在温度指标范围内，对烟丝水分进行自动修正，以达到水分指标要求。

发明内容

本发明提供一种烟丝全封闭均温均湿方法及设备，能够实现烟丝的均温均湿，解决了烟丝气流干燥后水分超标的问题。

本发明的烟丝全封闭均温均湿方法，将气流干燥后的烟丝送入烟丝全封闭均温均湿设备内，烟丝自所述烟丝全封闭均温均湿设备的进料口到达出料口的过程中被搅拌松散，所述烟丝全封闭均温均湿设备的加湿系统对烟丝进行加湿回潮，所述烟丝全封闭均温均湿设备的加热系统对设备内的温度进行调节。

优选的，检测所述设备输出的烟丝的实际湿度和实际温度，根据烟丝的实际温、湿度与设定温、湿度的差值大小来调节所述设备内的加湿量和温度。

优选的，烟丝进入设备前先把烟丝中的热风滤去。

本发明的烟丝全封闭均温均湿设备，包括主轴、加湿系统、加热系统、出料气锁和设备壳体，所述设备壳体的两端分别设置有进料口和出料口，所述进料口与气流干燥设备的气料分离器的出料口连接，所述出料口与所述出料气锁连接；所述加湿系统设置在靠近所述进料口的一端，所述加热系统设置在所述设备壳体上，所述主轴设置在所述设备壳体内，所述主轴的外壁上螺旋分布有松散辊。

本发明将烟丝全封闭均温均湿设备的进料口与气流干燥设备的气料分离器的出料口连接，使气流干燥后的烟丝直接进入全封闭均温均湿设备中。烟丝在螺旋分布的松散辊的作用下能迅速松散开来，松散后的烟丝有利于湿度和温度的扩散，在松散辊的持续搅拌下，温度和湿度有差异的烟丝迅速混合，并进行温度交换和湿度的相互平衡，以达到均温均湿的目的。本发明采用加热系统和加湿系统对设备内烟丝的温湿度情况实时调节，烟丝水分标准偏差可控制在≤0.13％范围内，以达到工艺指标要求。

优选的，所述加湿系统包括加湿管和加湿喷嘴，所述主轴靠近所述进料口的一端设置有相互连通的轴向孔和径向孔，所述加湿喷嘴安装在所述径向孔内，所述加湿管位于设备壳体外，且与所述轴向孔连通。

优选的，所述径向孔为多个，多个径向孔沿所述主轴的周向均匀分布，各径向孔内均安装有加湿喷嘴。以4个加湿喷嘴为例，其沿主轴分布成十字型排列。

优选的，所述加热系统包括加热半管和加热水箱，所述加热半管螺旋分布在所述设备壳体的外壁上，所述加热半管的进、出水口与所述加热水箱连接形成热水循环回路，所述加热半管的进水口与所述加热水箱之间安装有热水循环泵，所述加热水箱的内部还安装有加热器。

优选的，所述加热半管的进水口附近设置有温度传感器，所述加热器与所述温度传感器联动来控制循环水温；还包括加湿流量计和温湿度仪，所述加湿流量计设置在所述加湿管上，所述温湿度仪用于检测所述出料气锁排出的烟丝的温度和湿度，所述温湿度仪与所述温度传感器和加湿流量计联动来调节烟丝的温度和湿度。加湿流量计用于控制均温均湿设备内的加湿量，温湿度仪可以与温度传感器和加湿流量计联动，可根据烟丝的温湿度自动调节热水循环温度和加湿量，以保证烟丝的温湿度在正常波动范围内。

优选的，所述设备壳体和加热半管的外面还设置有保温层，所述加热半管由多组半管并联组成，加热效率更高。

优选的，所述加热水箱的内部安装有液位计，所述加热水箱还设置有气动补水阀，所述液位计与气动补水阀联动来实现自动补水；所述加热水箱的底部还设置有排水口，在该排水口上安装有气动排水阀。气动排水阀开启后能排放加热水箱中的循环水。

相比于现有技术，本发明先对烟丝进行松散，再通过加湿方式将水分不达标的烟丝进行微量回潮，最后通过提高加热温度的方式将水分过高的烟丝进行快速蒸发，有效地解决了气流干燥后烟丝的温度和湿度不均衡的现象；本发明还采用柔性松散装置翻炒或搅拌烟丝，对烟丝造碎小。

附图说明

图1为本发明设备的结构示意图；

图2为本发明的加湿喷嘴分布示意图。

附图标记：1.加湿流量计、2.加湿管、3.旋转接头、4.保温层、5.加热半管、6.主轴、7.柔性松散辊、8.出料气锁、9.轴承座、10.减速电机、11.辅连设备、12.温湿度仪、13.均温均湿器外壳、14.气动补水阀、15.电加热器、16.加热水箱、17.气动排水阀、18.液位计、19.均温均湿器内壳、20.热水循环泵、21.加湿喷嘴、22.温度传感器、23.气料分离器、24.轴承座。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。

结合图1描述本发明的烟丝全封闭均温均湿设备的结构。本发明的烟丝全封闭均温均湿设备设置有加湿系统和加热系统，其中，加湿系统采用设备壳体外的加湿管2与安装在主轴6上的加湿喷嘴21来实现对烟丝湿度的调节，加湿管2与加湿喷嘴21则通过主轴6的轴向孔和径向孔连通起来。而加热系统则采用加热水箱16和螺旋分布在设备壳体外壁上的加热半管5来实现对烟丝温度的调节，为了更好地维持设备内温度稳定，本发明还在设备壳体和加热半管的外面设置有保温层，因此设备壳体也相应地分成了均温均湿器外壳13和均温均湿器内壳19。

如图1所示，连接在烟丝气流干燥尾部的气料分离器23，在气料分离器23的出料口连接均温均湿器内壳19的进料口a。均温均湿器内壳19两端共设置一进一出2个接口，均温均湿器内壳19左上端设置朝上的进料口a，进料口a与气料分离器23的出料口连接；均温均湿器内壳19右下端设置朝下的出料口b，出料口b与出料气锁8的进料口连接。在均温均湿器内壳19的外壁上螺旋分布加热半管5，加热半管5由3组半管并联组成；加热半管5的三组并联半管在设备的左下端汇合到朝下的热水进水口d，热水进水口d与热水循环泵20连接；加热半管5的三组并联半管在设备的右上端汇合到朝上的热水出水口c，热水出水口c与加热水箱16的回水口连接。在均温均湿器内壳19与均温均湿器外壳13之间填充有保温层4。

在均温均湿器内壳19中心线位置安装有主轴6，主轴6的外壁上螺旋分布有柔性松散辊7，柔性松散辊7用食品级橡胶棒制作而成，表面松软有弹性。主轴6上离进料口a约200mm距离内安装有加湿喷嘴21，加湿喷嘴21根据需求可沿周向均匀分布1-4个，按4个加湿喷嘴为例，其分布如图2所示成十字型排列。加湿喷嘴21通过螺纹与主轴6连接，在螺纹孔下方有连接孔(即径向孔)通向主轴6的中心孔(即轴向孔)，主轴6的中心孔通过旋转接头3与壳体外的加湿管2连通，在加湿管2上安装有加湿流量计1，加湿流量计1用于控制均温均湿器内壳19内的加湿量。主轴6两端安装有轴承座24和轴承座9，在主轴6上的轴承座9外侧安装有减速电机10，减速电机10为主轴6转动提供动力。

加热半管5从进、出水口c、d与加热水箱16连接形成热水循环回路。在进水口d和加热水箱16之间安装有热水循环泵20，热水循环泵20为循环水路提供动力；加热水箱16内部安装有液位计18，液位计18与气动补水阀14联动，实现自动补水功能；加热水箱16内部还安装有电加热器15，电加热器15与进水口d附近的温度传感器22联动，实现自动控制循环水温功能；加热水箱16底部还设置有排水口，在排水口上安装有气动排水阀17，气动排水阀17开启后能排放加热水箱16中的循环水。

在出料口b的下端安装有出料气锁8，出料气锁8下方安装有转运物料的辅连设备11，辅连设备11的上端安装有温湿度仪12，温湿度仪12与温度传感器22和加湿流量计1联动，可根据辅连设备11上的物料的温湿度自动调节热水循环温度和加湿量，以保证所控物料的温湿度在正常波动范围内。本发明的烟丝全封闭均温均湿设备通过气料分离器23和出料气锁8实现整个设备的全封闭，从而将设备内外隔离起来。结合图1，本发明的烟丝全封闭均温均湿方法为：设备开始运行前，需设定好辅连设备11上的物料F1需要维持的湿度H，以及维持温度T所对应的热水循环温度T1，并通过温湿度仪12在线检测物料F1实际温湿度情况。

通常情况下，由于烟丝气流干燥时间非常短，整个干燥过程6-8秒，在极短时间干燥出来的烟丝F其温度和湿度并不均匀。当烟丝F在经过气流干燥后，F经过气料分离器23的分离作用把热风滤去，剩下的带有一定温度和湿度的物料从气料分离器的23的出料口进入均温均湿器内壳19。均温均湿器内壳19中的主轴6以一定的速度旋转，在主轴6上螺旋分布的柔性松散辊7能将结团的烟丝F通过离心作用和敲击作用松散开来，并将温湿度不均匀的烟丝F通过搅拌作用实现烟丝F的均温均湿。烟丝F在进料口a通过主轴6和柔性松散辊7的搅拌推进移动到出料口b，这个移动的时间为t，一般情况下3min≤t≤5min。烟丝F从进料口a移动到出料口b的温差由设定的循环水温T1来平衡。经过全封闭均温均湿处理的烟丝F1从出料口b落入出料气锁8，再经过出料气锁8落到辅连设备11上，烟丝F1在辅连设备11上经过温湿度仪12检测到实际温度T

特别的，加热半管5可以用电加热丝代替，循环热水也可以换为导热油，而为循环热水或者导热油提供热量的可以是电加热器也可以是蒸汽。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。