SH93气流烘丝新工艺的应用研究

汪建伟++胡晓军

摘 要：针对SH93气流烘丝工艺使用中存在的烘丝冷却后叶丝含水率稳定性偏低和含水率控制精度偏低、干头干尾偏高的问题，对其运行状态和控制模式进行了分析，并从SH93气流烘丝机上、下游衔接工艺流程和工艺参数两方面进行了优化改进、采用高含水率切丝等新型加工设备。运行结果表明，改造后和改造前相比，SH93气流烘丝的烘后叶丝含水率稳定性及控制精度大幅度提高，加工AA品牌烘丝冷却后叶丝含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，烘丝机产生的干头干尾量由25.06 kg/批降低到15.05 kg/批，填充值由5.81 cm3/g提高到6.01 cm3/g，叶丝切丝质量也符合卷烟工艺规范。

关键词：气流烘丝机 烘丝工艺 水分控制 干头干尾

中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0062-03

在目前烟叶资源紧缺的大环境下，如何提高烟叶资源的利用效率，成为各卷烟制造企业的一大课题。气流干燥[1]作为叶丝加工的一种主要手段，在烟草行业内得以普遍应用，以提高烟叶的利用率。早在1959年，Anderson[2]就提出了用热空气干燥烟草的方法，并设计出一套由干燥管和圆柱形干燥室间隔组成的脉冲管式烟丝干燥系统[3]，江苏智思机械集团公司生产的SH93型气流式烘丝机[4]就是基于此原理设计生产的一种通过高温气流对烟丝进行干燥的新型烘丝机，主要特点[5]：一是叶丝的膨胀率可控制在20%～30%；二是能去除青杂气味和游离烟碱，烟丝香气更为醇和；三是使叶丝具有良好的卷曲度和松散性。杭州卷烟厂在“十一五”易地技改之前的5000 kg/h制叶丝线上使用了1台江苏智思机械集团公司生产的SH93气流烘丝机，使用效果尚好，从烘后叶丝填充值的提高和降焦减害的目标来说，得到了很好的实现；但气流烘丝与并联的滚筒薄板烘丝对比发现，SH93气流烘丝烘后叶丝含水率[6]控制精度偏低、含水率的稳定性较差、干头干尾量相对偏高。因此，杭州卷烟厂在进行“十一五”易地技改之初，就将如何提高SH93气流烘丝的含水率控制精度和稳定性作为一个重要课题，开展了一系列相关的研究，并对SH93气流烘丝的上、下游衔接工艺流程和工艺参数两方面做出改进，实现了SH93气流烘丝含水率控制精度的提高以及干头干尾量的明显减少，同时适当地提高了叶丝填充值，提高了烟叶的利用率。

1 改造前SH93气流烘丝工艺流程缺陷分析

改造前SH93气流烘丝工段工艺流程见图1。实际生产中发现使用该工艺的SH93气流烘丝烘后叶丝含水率控制精度偏低、含水率的稳定性较差、干头干尾量相对偏高，详见表1、表2。

表1是2010年1～12月，SH93气流烘丝生产AA品牌卷烟叶丝烘丝冷却后含水率批合格率[7]统计表，表2是生产AA品牌卷烟叶丝烘丝冷却后干头干尾量统计表，由此两表可发现传统的加工工艺生产的烘丝冷却后叶丝含水率的稳定性偏低和烘后叶丝干头干尾的重量偏大。

表1中所示的批合格率均值为每月所有批次产品的含水率合格率的平均值。合格率计算公式为：

公式中：P是批合格率，Tu是允差上限；Tl是允差下限，M是设定值，F是正态分布函数（积分），，是6个在一分钟内含水率仪测得数据的平均值（n=6）（短期平均值），是6个在一分钟内含水率仪测得数据的标准偏差（n=6）（短期标准偏差），是所有的平均值（n～50-60对于1 h运行），是所有的标准偏差（n～50-60对于1 h运行）。

表2中数值是每个季度抽取1批的数据，因为干头干尾需要人工从生产线上取出物料进行称量的。

传统加工工艺流程缺陷分析：如图1所示，该工艺在控制型皮带秤、超级回潮筒、SH93气流烘丝三个工序环节的设置上存在问题：

（1）对SH93气流烘丝加工工艺系统来说，叶丝来料流量、含水率的稳定性是至关重要的，由于烟丝在SH93气流式烘丝机的烘丝管道内的干燥时间只有1～2 s，在如此短的时间内要把烟丝含水率从26%～28%烘干到12%，如果来料烟丝流量或含水率均匀性较差，将直接影响到烘后烟叶丝的含水率的稳定性和精度。

（2）图1中的控制型皮带秤虽然稳定了进超级回潮筒的叶丝流量，对超级回潮筒增温增湿的控制是有利的，但经过超级回潮筒后，由于回潮筒的旋转，烟丝常常形成波浪式扭曲状态，造成经超级超级回潮筒后直接进入SH93气流烘丝机的叶丝流量不稳定，从而影响烘后叶丝的加工质量；

（3）超级回潮筒后叶丝出料后直接进入SH93气流式烘丝机，因此刚增温增湿的叶丝的含水率的均匀性和充分完全渗透率存在一定的问题，从而影响产品质量。

上述几点是影响SH93气流烘丝机烘丝冷却后叶丝含水率的稳定性和精度的主要因素。

2 改造后的SH93气流烘丝工段流程

基于对上述流程存在问题的分析，杭州卷烟厂“十一五”易地技改对搬迁到新厂的SH93气流烘丝的工艺流程做了改进和实践，改造后SH93气流烘丝新工艺流程见图2。

如图2所示，新的工艺流程改进主要有：

（1）将超级回潮筒增温增湿工序前移到切丝机前，片烟在储叶柜进行含水率平衡，从储叶柜输出的片烟再经增温增湿筒，松散结块烟叶，采用热风温度：80 ℃，控制增温增湿后，出口烟叶水分：18.5～28.5±1.0%，口烟叶温度：45～55±3 ℃。

（2）增温增湿筒前设置仓式喂料机和控制型皮带秤进行精确的流量控制，皮带秤精度要求：≤0.5%。

（3）采用高水分切叶丝工艺。选择能处理高含水率烟叶的进口意大利Garbuio Dickinson公司SD508切丝机，切叶丝水份：26%～28%，切丝宽度：0.8～1.2±0.1 mm，合格率：≥99%，配合烟丝长度控制刀具用以控制切丝长度，有利于减少在气流干燥环节烟丝成团。柔性切丝，低刀门压力，跑片、结块少；尤其是切丝水份最大可到28%，极大的扩大了切丝水份的可调范围，有利于满足气流干燥对进料水分的要求。endprint

（4）切后烟丝通过仓式喂料机和控制型皮带秤进行精确的流量控制后直接进入SH93，使进入SH93气流烘丝机的烟丝流量保持稳定。同时增温增湿后的烟叶经过切前仓式喂料机、切后仓式喂料机等暂存环节的平衡，含水率均匀性和渗透率得到了一定的保证。

3 改造后的实际效果

新工艺的出发点是稳定进入SH93气流烘丝机的叶丝流量和含水率，从而保证烘丝冷却后叶丝的含水率稳定性。安装使用后实际生产证明，新的SH93气流烘丝工艺对烘丝冷却后叶丝的含水率稳定性和精度的提高非常明显，同时还额外地获得了叶丝填充值的提高，切丝质量也符合规范要求，详见表3、表4、表5、表6。

从表3可以看出，改造后2013年全年烘丝冷却后叶丝含水率批合格率均值为0.9983。与改造前相比提高0.0688。

从表4可以看出，改造后每批的干头干尾总重量下降到15.05 kg。与改造前相比每批的干头干尾总重下降了11.01 kg。

从表5可以看出，改造后烘后叶丝填充值为6.01 cm3/g，与改造前相比提高了0.2 cm3/g，烘后叶丝的质量进一步提高。

从表6可以看出SD5切丝机采用28%的高含水率切丝，切丝合格率98.17%，切丝质量可以满足工艺规范要求的。

4 结语

SH93气流烘丝工艺改造前、后相比，生产相同品牌的叶丝测试结果表明，SH93气流烘后烟丝的含水率稳定性提高，加工AA品牌卷烟烘丝冷却后叶丝含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，与改造前相比提高0.0688。每批的干头干尾总量由改造前的25.06 kg降低到改造后的15.05 kg。改造前、后填充值相比提高了0.2 cm3/g，烘丝冷却后叶丝的质量进一步提高，改造后的新工艺效果是明显的。

参考文献

[1] 潘永康，王喜忠.现代干燥技术[M].北京：化学工业出版社，1998.

[2] Anderson H D.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：828619，1959-07-21.

[3] Anderson H D，Wright A H，Ijsselstfin L.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：875684，1961-08-23.

[4] 杜爱详，马铁兵.叶丝快速膨化干燥方法[P].中国专利：1436495A，2003-08-20.

[5] 国家烟草专卖局.叶丝气流干燥技术应用研讨会论文[C].2003.

[6] 国家烟草专卖局，卷烟工艺规范[M].中央文献出版社，2003.

[7] 全国质量专业技术人员职业资格考试办公室组织编写.质量专业理论与实务[M].中国人事出版社，2011.endprint

（4）切后烟丝通过仓式喂料机和控制型皮带秤进行精确的流量控制后直接进入SH93，使进入SH93气流烘丝机的烟丝流量保持稳定。同时增温增湿后的烟叶经过切前仓式喂料机、切后仓式喂料机等暂存环节的平衡，含水率均匀性和渗透率得到了一定的保证。

3 改造后的实际效果

新工艺的出发点是稳定进入SH93气流烘丝机的叶丝流量和含水率，从而保证烘丝冷却后叶丝的含水率稳定性。安装使用后实际生产证明，新的SH93气流烘丝工艺对烘丝冷却后叶丝的含水率稳定性和精度的提高非常明显，同时还额外地获得了叶丝填充值的提高，切丝质量也符合规范要求，详见表3、表4、表5、表6。

从表3可以看出，改造后2013年全年烘丝冷却后叶丝含水率批合格率均值为0.9983。与改造前相比提高0.0688。

从表4可以看出，改造后每批的干头干尾总重量下降到15.05 kg。与改造前相比每批的干头干尾总重下降了11.01 kg。

从表5可以看出，改造后烘后叶丝填充值为6.01 cm3/g，与改造前相比提高了0.2 cm3/g，烘后叶丝的质量进一步提高。

从表6可以看出SD5切丝机采用28%的高含水率切丝，切丝合格率98.17%，切丝质量可以满足工艺规范要求的。

4 结语

SH93气流烘丝工艺改造前、后相比，生产相同品牌的叶丝测试结果表明，SH93气流烘后烟丝的含水率稳定性提高，加工AA品牌卷烟烘丝冷却后叶丝含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，与改造前相比提高0.0688。每批的干头干尾总量由改造前的25.06 kg降低到改造后的15.05 kg。改造前、后填充值相比提高了0.2 cm3/g，烘丝冷却后叶丝的质量进一步提高，改造后的新工艺效果是明显的。

参考文献

[1] 潘永康，王喜忠.现代干燥技术[M].北京：化学工业出版社，1998.

[2] Anderson H D.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：828619，1959-07-21.

[3] Anderson H D，Wright A H，Ijsselstfin L.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：875684，1961-08-23.

[4] 杜爱详，马铁兵.叶丝快速膨化干燥方法[P].中国专利：1436495A，2003-08-20.

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[6] 国家烟草专卖局，卷烟工艺规范[M].中央文献出版社，2003.

[7] 全国质量专业技术人员职业资格考试办公室组织编写.质量专业理论与实务[M].中国人事出版社，2011.endprint

（4）切后烟丝通过仓式喂料机和控制型皮带秤进行精确的流量控制后直接进入SH93，使进入SH93气流烘丝机的烟丝流量保持稳定。同时增温增湿后的烟叶经过切前仓式喂料机、切后仓式喂料机等暂存环节的平衡，含水率均匀性和渗透率得到了一定的保证。

3 改造后的实际效果

新工艺的出发点是稳定进入SH93气流烘丝机的叶丝流量和含水率，从而保证烘丝冷却后叶丝的含水率稳定性。安装使用后实际生产证明，新的SH93气流烘丝工艺对烘丝冷却后叶丝的含水率稳定性和精度的提高非常明显，同时还额外地获得了叶丝填充值的提高，切丝质量也符合规范要求，详见表3、表4、表5、表6。

从表3可以看出，改造后2013年全年烘丝冷却后叶丝含水率批合格率均值为0.9983。与改造前相比提高0.0688。

从表4可以看出，改造后每批的干头干尾总重量下降到15.05 kg。与改造前相比每批的干头干尾总重下降了11.01 kg。

从表5可以看出，改造后烘后叶丝填充值为6.01 cm3/g，与改造前相比提高了0.2 cm3/g，烘后叶丝的质量进一步提高。

从表6可以看出SD5切丝机采用28%的高含水率切丝，切丝合格率98.17%，切丝质量可以满足工艺规范要求的。

4 结语

SH93气流烘丝工艺改造前、后相比，生产相同品牌的叶丝测试结果表明，SH93气流烘后烟丝的含水率稳定性提高，加工AA品牌卷烟烘丝冷却后叶丝含水率批合格率由0.9295%提高到0.9983%，与改造前相比提高0.0688。每批的干头干尾总量由改造前的25.06 kg降低到改造后的15.05 kg。改造前、后填充值相比提高了0.2 cm3/g，烘丝冷却后叶丝的质量进一步提高，改造后的新工艺效果是明显的。

参考文献

[1] 潘永康，王喜忠.现代干燥技术[M].北京：化学工业出版社，1998.

[2] Anderson H D.Method for drying of tobacco[P].US Pat.：828619，1959-07-21.

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[6] 国家烟草专卖局，卷烟工艺规范[M].中央文献出版社，2003.

[7] 全国质量专业技术人员职业资格考试办公室组织编写.质量专业理论与实务[M].中国人事出版社，2011.endprint