一体式载香凝胶装置研发

李兴建　宋俊锋　李选祥　罗金星　郭佳乐　普恒　胡志强

摘要：结合国内载香凝脂（简称凝胶）施胶在液态凝胶分层及加工工序多的问题，对其一次、二次搅拌装置及施加泵，从熔化温度、搅拌速度、胶泵供给等方面进行了分析，并根据分析结果采取了一体式凝胶施加装置研发，最终很好地解决了凝胶含量凝胶分层及加工工序多的问题，提高了生产效率。

关键词：载香凝脂;凝胶;密度控制;搅拌

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0   引言

凝胶是按照密度1：19重量比，70%的酒精水溶液溶比混合而成，常以固化成块状存放。凝胶施加应用到烟用滤棒成形中，首先要融化固态凝胶成液化状态，并充分搅拌防止液态状态下的凝胶分层;其次凝胶易融化、易凝固（融程：40～60℃），因此在输送的过程中要确保凝胶处于液态。香烟滤棒成形过程中，需要的凝胶密度为1.2g/ml，由于载香凝胶滤棒中的凝胶含量直接影响着香烟口感的差异，所以实现对滤棒凝胶密度的精确控制有着极为重要的意义。

1   凝胶施加的工艺流程

目前载香凝胶施加装置的工艺流程：

2   现有人工方式凝胶熔化搅拌、二次搅拌采样调研及实验验证：

（1） 一次熔化搅拌情况调查

人工加至独立帶搅拌的熔化装置中，待固态胶熔化之后，取液态胶在同等温度下，通过科氏力流量计检测其密度：

（2） 二次搅拌情况调查

人工装至容器中二次搅拌之后，取液态胶在同等温度下，通过科氏力流量计检测其密度：

3   人工方式凝胶熔化搅拌、二次搅拌存在的问题

（1） 目前凝胶装置在施加过程中，需要人工参与的工序有人工粉碎、人工加至独立带搅拌融化装置、人工搬运液态凝胶、人工装至二次搅拌工序，人工参与工序较多，增加了人工成本。

（2） 通过实地情况调查研究发现一次搅拌平均密度1.00g/ml，在人工搬运至二次搅拌装置中时，平均密度为0.87g/ml，相比标准密度1.2g/ml相比，说明两次搅拌均不均匀，液态状态下的凝胶出现分层，并且在人工搬运后的凝胶密度变差值更加增大。

（3） 凝胶内的香精比重较少，在多次搬运的过程中，香精挥发，导致凝脂变质。

（4） 液态胶在搬运的过程中无保温，导致凝胶需要多次加热（变质温度为：80℃）。凝胶在多次加热的过程中温度爬升时间较难控制，通过质量检测凝胶出现不合格项。

4   设计方案

（1） 针对凝胶原料为块状固体，具有易融化，易凝固的特点，明确在输送全过程的恒温控制，采用自控温并带有保温层的输胶管，避免出现凝胶融化不均匀、温度过高导致的凝胶变质。

（2） 增设两桶融化，根据凝胶实际供给需求，调整融化桶溶剂，确实满足生产需求、提高生产率。

（3） 通过两次实验，凝胶在温度为60℃时密度≤1.2g/ml。通过多次实验搅拌器设计为S型叶片，在搅拌过程中S型叶片带动中心胶液向下运动，在胶液向下运动过程中挤压胶液促使胶桶边沿胶液向上运动，实现胶液内循环回流，使胶液在储胶桶内部达到充分混合均匀，密度达到1.2g/ml。同时胶液搅拌桶处于密封状态，内循环回流胶液向上产生的气体得到及时处理。原理如图二：

（4） 整合分离式施加方式，采用自上而下的设计结构，优化工艺路线、降低人工成本。原理如图三：

5   结语

一体式凝胶施加装置的设计验证，很好地解决了凝胶含量凝胶分层及加工工序多的问题，实现了凝胶液化密度达到精准控制的要求，较大的减少人工干预，同时也减少了人工成本，实现全自动化生产。

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