一种具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机的制作方法

1.本实用新型属于烟草加工技术领域，具体涉及一种具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机。


背景技术：

2.烘丝是卷烟制丝过程中的关键工序，烘丝质量直接影响到卷烟产品的内在质量。随着国内烟草行业对气流烘丝方式研究的不断深入，气流烘丝已成为主流烘丝方式之一。
3.气流烘丝机主要采用对流传热方式，以燃烧炉加热后工艺气体为热源，通过烟丝与高温工艺气体的充分接触加热，使烟丝表面积部分细胞内的水分蒸发出来，使之达到工艺要求的烟丝含水率。气流烘丝过程采用高温、快速烘丝模式，工艺气体温度较高，一般在200℃左右，且1～2s即完成烟丝脱水。由于工艺气体风速较高、烘丝时间较短及烟丝在气流管内分布不均等，造成物料出口含水率波动较大，且容易形成“结团”、“湿团”现象，烟丝造碎较大。
4.气流烘丝加工强度是影响烘后烟丝内在质量的关键指标，主要受物料流量、工艺气体温度、工艺气体风速、排潮阀门开度等诸多加工参数的综合影响。显然，气流烘丝加工强度也是影响烘后烟丝含水率的关键因素。现有气流烘丝机仅是单独的对烟草物料起到烘丝干燥控制含水量的作用。其存在的问题是由于烟草物料中的含水率易受制丝车间环境温湿度的影响，进而造成烘丝入口烟丝含水率存在波动，这样直接导致相同加工强度下，不同批次烟丝物料出口处含水率稳定性差。为了解决这个问题，目前卷烟生产企业为保障气流烘丝出口烟丝含水率的稳定控制，一般主要通过烟丝物料流量、工艺气体温度及补偿蒸汽量等方式进行调控，但是烟丝物料流量、工艺气体温度及补偿蒸汽量等这些参数的调节其实是以加工强度波动为代价来进行调控。因此，目前传统气流烘丝机调控方式不能同时保证调控加工强度和出口烟丝含水率的稳定，进而会导致卷烟产品质量存在波动隐患。
5.除此之外，气流烘丝后出口烟丝温度较高(60℃以上)，后续一般会设置冷却环节，而由于烘后烟丝输送过程中受制丝车间环境温湿度变化的影响，导致即便在烘丝出口烟丝含水率一致情况下，输送过程的烟丝含水率会受到制丝车间环境温湿度变化的影响，使进入冷却环节的烟丝含水率产生拨动，从而导致经过冷却工艺后的烟丝含水率的波动，进而也会造成卷烟质量波动。
6.为解决上述问题，提出本实用新型。


技术实现要素：

7.气流烘丝是烟草物料干燥的重要方式之一，开发一种具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机，实现气流烘后烟丝温度迅速冷却，实现气流干燥后烟丝加湿加料机加香等功能，同时在保证气流烘丝加工强度一致的基础上实现出口烟丝含水率的稳定控制，提升气流干燥后烟丝感官质量和含水率稳定性，降低制丝环境温湿度对气流干燥后烟丝含水率的影响，可取消后续的烟丝冷却工序，对提升气流烘丝质量和产品质量稳定具有显著的现实
意义。
8.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机，实现气流烘丝作用后能迅速让烟丝冷却，并具备调节烟丝含水率及加香加料的功能，能有效提升包含烘丝物理质量和内在质量的综合烘丝质量。
9.本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现。
10.本实用新型提供一种具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机，其包括热风产生单元(n1)、进料单元(n2)、气流烘丝单元(n3)、固定床单元(n4)、排风单元(n5)、出料单元(n6)、冷却单元(n7)、加湿加料单元(n8)；
11.所述热风产生单元(n1)和所述进料单元(n2)位于所述气流烘丝单元(n3)的上游，所述热风产生单元(n1)用于产生热风，所述进料单元(n2)用于加入烟草物料，热风和烟草物料均进入下游的所述气流烘丝单元(n3)中进行烘丝工艺；
12.所述固定床单元(n4)位于所述气流烘丝单元(n3)的下游，经烘丝工艺后的烟草物料和热风一起进入所述固定床单元(n4)中；
13.所述排风单元(n5)位于所述固定床单元(n4)顶部，热风经所述排风单元(n5)排出；
14.所述冷却单元(n7)和所述加湿加料单元(n8)连通至所述固定床单元(n4)上，且所述冷却单元(n7)和所述加湿加料单元(n8)位于所述气流烘丝单元(n3)的下游；所述冷却单元(n7)对烘丝工艺后的烟草物料进行冷却，所述加湿加料单元(n8)对烘丝工艺后的烟草物料进行加湿加料；
15.所述出料单元(n6)位于所述固定床单元(n4)底部，完成烘丝、冷却、加湿加料工艺后的烟草物料经所述出料单元(n6)排出。
16.优选地，所述冷却单元(n7)位于所述加湿加料单元(n8)的上游。
17.优选地，热风产生单元(n1)包括燃烧炉(29)、热风管道(28)和热风阀门(27)，所述热风管道(28)连接至所述燃烧炉(29)和所述气流烘丝单元(n3)，以将所述燃烧炉(29)产生的热风输送至所述气流烘丝单元(n3)中，所述热风阀门(27)位于所述热风管道(28)上，以控制热风的通过量；
18.所述进料单元(n2)包括物料进料仓(24)、进料气锁(25)和进料管(26)，所述进料管(26)连接至所述物料进料仓(24)和所述气流烘丝单元(n3)，以将所述物料进料仓(24)中的烟草物料输送至所述气流烘丝单元(n3)中，所述进料气锁(25)位于所述进料管(26)上，以控制进料量。
19.所述气流烘丝单元(n3)包括气流输送烘丝管(17)，其连通至上游的热风产生单元(n1)、进料单元(n2)和下游的所述固定床单元(n4)，所述气流输送烘丝管(17)伸入所述固定床单元(n4)中的一段为气流物料出口段(5)。
20.固定床单元(n4)包括固定床(6)、出风口(4)和物料出口(13)，出风口(4)位于所述固定床(6)顶部，所述物料出口(13)位于所述固定床(6)底部；
21.所述排风单元(n5)包括除尘器(1)、排潮风管(3)、排潮阀门(2)，排潮风管(3)连通至所述除尘器(1)和所述固定床单元(n4)，以将所述固定床单元(n4)中的利用后的热风输送至所述除尘器(1)，所述排潮风管(3)上具有排潮阀门(2)，以控制排风量；
22.所述出料单元(n6)包括出料气锁(14)、出料管(15)和出料输送装置(16)，所述出
料管(15)连通至所述出料输送装置(16)和所述固定床单元(n4)，以将所述固定床单元(n4)中的完成烘丝、冷却、加湿加料工艺后的烟草物料输送至所述出料输送装置(16)；所述出料管(15)上具有出料气锁(14)，以控制出料量；
23.所述冷却单元(n7)包括压缩空气源(7，20)、压缩空气风管(9，18)和压缩空气阀门(8，19)，所述压缩空气风管(9，18)连通至所述压缩空气源(7，20)和所述固定床单元(n4)，以将冷空气输送至所述固定床单元(n4)；所述压缩空气风管(9，18)上具有压缩空气阀门(8，19)，以控制冷空气量；
24.所述加湿加料单元(n8)包括料液喷嘴(21，12)、料液阀门(22，11)和料液仓(23，10)；所述料液喷嘴(21，12)连通至所述料液仓(23，10)和所述固定床单元(n4)，以将料液输送至所述固定床单元(n4)；所述料液喷嘴(21，12)上具有料液阀门(22，11)，以控制料液加入量。
25.优选地，所述冷却单元(n7)为两组，位于两侧。
26.优选地，所述加湿加料单元(n8)为两组，位于两侧。
27.优选地，所述气流物料出口段(5)水平从固定床(6)上部穿入至固定床(6)中心轴向位置，然后垂直向上延伸至固定床(6)顶部。
28.优选地，所述压缩空气风管(9，18)分别从固定床(6)的上游两侧对称穿入，且进入固定床(6)的向上角度范围为45
°
～60
°
，压缩空气风速范围为0～3m/s；所述料液喷嘴(21，12)分别从固定床(6)的中下游两侧对称穿入，且进入固定床(6)的向下角度范围为30
°
～45
°
，料液流量范围为0～30kg/h。
29.优选地，所述经燃烧炉(29)进入气流输送烘丝管(17)中热风的温度范围为150℃～200℃，热风风速范围为15～25m/s；所述经物料进料仓(24)进入的烟草物料可以是烟叶、烟丝、烟梗、梗丝、薄片、薄片丝等中的一种或几种混合物。
30.优选地，所述料液仓(23，10)中的料液可以是水、糖料、香精中的一种，如果是水，就可以起到加湿的作用，如果是糖料或香精就可以起到加湿加料的作用。
31.所述的具有冷却和加湿功能气流烘丝机的操作方法，包括以下步骤：
32.a、热风在所述燃烧炉(29)加热后通过热风管道(28)进入所述气流输送烘丝管(17)中，然后沿所述气流输送烘丝管(17)快速向前游走并从所述气流输送烘丝管(17)出口进入所述固定床(6)顶部，最后经所述排潮风管(3)和所述除尘器(1)排出所述固定床(6)；
33.b、烟草物料通过所述物料进料仓(24)进入所述进料气锁(25)，并经所述进料管(26)进入所述气流输送烘丝管(17)内部，在所述气流输送烘丝管(17)中热风作用下沿所述气流输送烘丝管(17)向前输送至所述气流输送烘丝管(17)出口并进入所述固定床(6)顶部，由于烟草物料在所述固定床(6)中自身重力大于受向上作用的浮力，烟草物料沿所述固定床(6)缓慢向下落体运动，经所述物料出口(13)进入所述出料气锁(14)，最后经所述出料管(15)和所述出料输送装置(16)排出；
34.c、压缩空气通过所述压缩空气源(7)和(20)经所述压缩空气管(9)和(18)进入所述固定床(6)中，然后沿所述固定床(6)向上游走，经所述出风口(4)进入所述排潮风管(3)，最后经所述除尘器(1)排出；
35.d、料液通过所述料液仓(23,10)经所述料液喷嘴(21，12)进入所述固定床(6)中，并喷洒和附着在烟草物料上，然后随烟草物料经所述物料出口(13)、所述出料气锁(14)和
所述出料管(15)排出；
36.e、烟草物料在所述出料输送装置(16)上的烟草物料含水率和温度，在所述气流输送烘丝管(17)中热风温度和热风速度恒定不变的情况下，根据烟草物料入口含水率和流量情况，选择适宜的压缩空气风速和料液流量进行匹配，最终达到气流烘丝加工强度和出口物料含水率协同稳定控制的烘丝效果和相应工艺要求。
37.本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
38.1.本实用新型为具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机，其包括热风产生单元(n1)、进料单元(n2)、气流烘丝单元(n3)、固定床单元(n4)、排风单元(n5)、出料单元(n6)、冷却单元(n7)、加湿加料单元(n8)；所述热风产生单元(n1)和所述进料单元(n2)位于所述气流烘丝单元(n3)的上游，所述固定床单元(n4)位于所述气流烘丝单元(n3)的下游，所述排风单元(n5)位于所述固定床单元(n4)顶部，所述冷却单元(n7)和所述加湿加料单元(n8)连通至所述固定床单元(n4)上，且所述冷却单元(n7)和所述加湿加料单元(n8)位于所述气流烘丝单元(n3)的下游，所述出料单元(n6)位于所述固定床单元(n4)底部。本实用新型将冷却工艺、气流烘丝工艺、加湿加料工艺直接集合到一起，这样一方面可以避免由于烟草进料含水量不同引起的波动，另一方面也可以保证经冷却后的烟丝含水率稳定控制，降低车间环境温湿度对烟丝含水率的影响程度。
39.2.本实用新型的具有冷却和加湿功能气流烘丝机，烟丝经气流输送管烘丝后进入固定床上方，并在自身重力的作用下松散下落至固定床中上部时，高温烟丝在压缩空气作用下迅速冷却至常温，有效降低了后续烟丝输送过程中制丝环境温湿度对烟丝含水率的影响，提升烟丝物理质量的稳定性，同时可去除后续的烟丝冷却工序，起到简化制丝工艺流程和降低加工成本的作用。
40.3.本实用新型的具有冷却和加湿功能气流烘丝机，烟丝经气流输送管烘丝后进入固定床上方，并在自身重力的作用下松散向下落至固定床中下部时，料液喷嘴组对松散下落烟丝加湿至工艺要求的含水率，可有效提升气流烘丝后烟丝含水率的稳定性，同时可有效解决气流烘丝入口烟丝含水率波动时需通过调节加工强度的方式控制烟丝含水率稳定带来的烟丝内在质量波动的隐患；进而能有效提升烟丝物理和内在质量稳定性。
41.4.本实用新型的具有冷却和加湿功能气流烘丝机，烟丝经气流输送管烘丝后进入固定床上方，烟丝在气流输送管中形成一定的“结团”或“湿团”烟丝量在固定床中由于自身重力和一定浮力的作用下自然松散开，可有效降低烟丝物料损耗。
42.5.本实用新型的具有冷却和加湿功能气流烘丝机，还具备加香加料功能，可有效简化后续工序的加工工艺流程和设备，节约加工成本。
附图说明
43.图1是本实用新型具有冷却和加湿功能气流烘丝机整体结构示意图。
44.附图标记说明：(n1)热风产生单元、(n2)进料单元、(n3)气流烘丝单元、(n4)固定床单元、(n5)排风单元、(n6)出料单元、(n7)冷却单元、(n8)加湿加料单元、1-除尘器；2-排潮阀门；3-排潮风管；4-出风口；5-气流物料出口段；6-固定床；7-压缩空气源；8-压缩空气阀门；9-压缩空气风管；10-料液仓；11-料液阀门；12-料液喷嘴；13-物料出口；14-出料气锁；15-出料管；16-出料输送装置；17-气流输送管；18-压缩空气入口；19-压缩空气阀门；
20-压缩空气源；21-料液喷嘴；22-料液阀门；23-料液仓；24-物料进料装置；25-进料气锁；26-进料管；27-热风阀门；28-热风管道；29-燃烧炉。
具体实施方式
45.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但附图和实施例并不是对本实用新型技术方案的限定，基于本实用新型教导所作的任何变换或改进，均属于本实用新型的保护范围。
46.如图1所示，一种具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机，包括除尘器(1)、排潮风管(3)、固定床(6)、压缩空气风管(9，18)、料液喷嘴(21，12)、出料气锁(14)、出料输送装置(16)、气流输送烘丝管(17)、物料进料装置(18)、进料气锁(25)、燃烧炉(29)；所述物料进料装置(18)下部与进料气锁(25)相连，进料气锁(25)下部与进料管(26)相连，进料管(26)中下游与气流输送烘丝管(17)相连；所述气流输送烘丝管(17)一侧与燃烧炉(29)相连，另一侧贯穿到固定床(6)中并向上延伸至固定床(6)的顶部；所述压缩空气风管(9，18)分别位于固定床(6)上游两侧，料液喷嘴(21，12)分别位于固定床(6)中下游两侧；所述固定床(6)顶部与出风口(4)连接，出风口(4)与排潮风管(3)连接，排潮风管(3)出口与除尘器连接；所述固定床(6)底部与物料出口(13)连接，物料出口(13)与出料气锁(14)连接，出料气锁(14)与出料管(15)连接，出料管(15)与出料输送装置(16)连接。
47.所述排潮风管(3)上具有排潮阀门(2)；所述压缩空气风管(9，18)上分别具有压缩空气阀门(8)和(19)，并分别与压缩空气源(7)和(20)相连；所述料液喷嘴(21，12)上分别具有料液阀门(11)和(22)，并分别与料液仓(23，10)相连；所述气流输送烘丝管(17)上具有热风阀门(27)。
48.所述气流物料出口段(5)水平从固定床(6)上部穿入至固定床(6)中心轴向位置，然后垂直向上延伸至固定床(6)顶部。
49.所述压缩空气风管(9，18)分别从固定床(6)的上游两侧对称穿入，且进入固定床(6)的向上角度范围为45
°
；所述料液喷嘴(21，12)分别从固定床(6)的中下游两侧对称穿入，且进入固定床(6)的向下角度范围为30
°
。
50.所述经燃烧炉(29)进入气流输送烘丝管(17)中热风的温度为180℃，热风风速为20m/s；所述排潮阀门(2)开度为50％；所述经压缩空气风管(9，18)的压缩空气风速为2m/s；所述进入物料进料仓(24)的烟丝流量为2000kg/h；所述固定床直径为2m，高度为4m。
51.实验对象为某卷烟厂制丝生产线切丝后的烟丝6000kg，烟丝含水率为21.0％，烘后烟丝含水率要求为13.0
±
1.0％。将切后烟丝分成两等份，采用传统htd-fx型气流烘丝机和本实用新型分别对烟丝进行烘丝处理，处理后的结果对比分析见表1。
52.表1基于传统htd-fx型气流烘丝机和本实用新型烘丝处理后结果对比分析
[0053][0054]
从表1可以看出，与传统htd-fx型气流烘丝机相比，采用本实用新型具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机处理相同条件的切后烟丝，烘后烟丝含水率的中心值更靠近标准中心值，且允许标偏更小于标准允许标准值，说明烟丝含水率稳定性提升明显；采用本实用新型气流烘丝机的烘后烟丝温度只有28℃左右，与制丝车间环境温湿度较接近，说明本实用新型具有迅速冷却烟丝温度的作用；同时采用本实用新型的批内烟丝感官质量得分波动较小，烘丝过程烟丝损耗较小。因此，本实用新型的具有冷却和加湿加料功能的气流烘丝机，在提升烟丝物理和内在质量稳定性、迅速冷却烟丝及降低过程烟丝损耗等方面具有显著的优势，具有较好的应用前景和推广应用价值。