專利名稱：煙梗膨脹處理的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煙梗膨脹處理方法，尤其涉及一種使用蒸汽進行煙梗膨脹制粒的方法。 本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)上述煙梗膨脹處理方法的設備。
背景技術：
梗處理的工藝目的主要有三點一是提高梗絲的填充值；二是改善梗絲的燃燒 性；三是去除或減少梗絲的木質氣味。要達到上述的梗加工工藝目的的關鍵技術是提高煙 梗加工的膨脹率。 傳統(tǒng)的梗絲膨脹處理技術主要有兩種一是高濕梗絲的高溫快速脫水實現(xiàn)梗絲的 膨脹；二是高濕梗絲通過文氏管實施膨脹。這兩種膨脹方法的煙梗膨脹時機均在切絲后實 施，其缺點是(l)對進料水份的均衡性要求高，一般都要達到±1%;(2)膨脹的均勻性差， 造碎率高，由于切梗絲厚度的差別影響，梗絲的膨脹很不均勻，膨后梗絲的造碎率大，梗絲 的利用率低，一般的碎絲率在風選設備前取樣都達到3%左右。(3)梗絲膨脹率不高，一般 來說，最大只能達到60%。 (4)。膨脹率不高直接導致梗絲的可燃性差，木質氣味較大，填充 值也不高， 一般膨化后梗絲的填充值為5. 5cmVg(3Kg壓頭)。 隨著煙梗加工工藝和加工技術的發(fā)展，利用未切絲的煙梗進行膨脹處理成為梗處 理的新方向。煙梗較梗絲具有更多完整的纖維氣室，煙梗的強度和韌性均高于梗絲，因此通 過高壓和高熱技術實施煙梗膨脹，可以獲得更高的膨脹率。目前利用高溫高壓蒸汽和微波 膨脹技術處理的煙梗，其膨脹率可達200%以上。這一技術對于打葉復烤以及制絲生產(chǎn)過程 中產(chǎn)生的碎梗、短梗、梗簽等，也同樣能獲得滿意的膨脹效果。 例如，專利200510048774. 2公布了一種利用微波加熱膨脹煙梗的方法。使用該方 法的煙梗經(jīng)微波膨脹后成為棒狀的膨脹梗，再將膨脹?；爻敝屏：笸ㄟ^微波實現(xiàn)水份定型 成為成品梗粒。微波膨梗的局限性在于(l)微波膨梗技術設備功率大。微波設備的裝機 功率較大，且微波膨梗制粒后需要二次定型和水份平衡，能源消耗較大；(2)微波膨梗技術 對原梗水份要求高。微波加熱是通過水分子在微波場的運動產(chǎn)生熱量，所以微波膨梗要求 的煙梗水份較高；(3)膨脹?；爻彼志鶆蛐圆?。微波膨后的煙梗沒有爆破過程，膨脹過程 中煙梗不破碎，不開裂，回潮過程中煙梗水份很難回透，水份的均衡性較差；(4)火災隱患 難以消除。微波膨梗環(huán)境的氧含量與空氣中的氧含量一致，膨梗過程的煙梗溫升已經(jīng)達到 了煙梗的燃點，雖然在煙梗中攙兌了大量的石英顆粒等阻燃材料，但還是難以從源頭上消 除火災隱患；(5)梗粒的摻兌均勻性差。微波膨脹的梗粒產(chǎn)品完全是通過后續(xù)的機械制粒 形成，顆粒的外形一致，表面較為光滑，梗粒的附著能力差，與煙絲攙兌后的均勻性差。
利用高溫高壓蒸汽實施煙梗膨脹處理的技術主要有兩類，首先是專利 200510118934. 6公開的一種制備煙梗膨脹的方法及采用的設備。該方法是將煙梗與溫度 為200°C -35(TC壓力大于l.OMPa的高壓過熱蒸汽混合，經(jīng)過適當時間的熱質交換后，將 煙梗和蒸汽混合物通過文氏管，實施煙梗膨脹。該煙梗膨脹設備通過過渡倉將煙梗送入高溫高壓處理室，煙梗通過文氏管釋放到常壓環(huán)境并獲得膨脹，其每次進料的過程中必須 要排空過渡倉的高壓蒸汽，必須消耗大量的蒸汽。文氏管連接壓力大于l.OMPa的高壓蒸 汽室與常壓的旋風料氣分離室，其生產(chǎn)過程中的高壓蒸汽不間斷的通過文氏管的銳孔噴 嘴泄漏，其蒸汽耗量較大，煙梗的加工成本較高。專利200720035196. 3、200710065891. 9、 200520132011. 1、200720038533. 4及200810195056. 1等所公開的煙梗膨脹方法都是通過 文氏管實施煙梗膨脹，其基本的原理一致，存在的缺陷也基本相同。 專利200610098314. 5公開了一種使用飽和或過熱蒸汽連續(xù)進行煙梗膨脹處理的 設備以及使用該煙梗在線膨脹設備進行煙梗切絲前處理的方法。該煙梗在線膨脹處理設 備，包括進料倉、出料倉和尾部呈略向上傾斜放置的加壓處理倉，加壓處理倉內部設置有螺 旋輸送裝置；加壓處理倉設置有若干個蒸汽噴入噴嘴，在加壓蒸汽處理裝置入口處和出口 處分別設置蒸汽氣鎖。該設備無需因進料需要排空處理倉內蒸汽，可實現(xiàn)煙梗原料在線連 續(xù)處理，在提高處理效率的同時也節(jié)約了蒸汽能源。使用該煙梗在線膨脹設備進行煙梗切 絲前處理時，可簡化處理工序，省略將篩分出的長梗再切分工序。但該處理工藝無法獲得足 夠理想的煙梗膨脹處理效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可有效降低蒸汽能源消耗，同時實現(xiàn)較好 膨脹效果的煙梗膨脹處理方法。 本發(fā)明所述的煙梗膨脹處理方法，先使用常規(guī)壓力的過熱蒸汽對煙梗實施升溫 處理，再將少量的壓力不小于1. 2MPa的過熱蒸汽注入煙梗膨脹釋放的氣鎖腔體內實施煙 梗膨脹。用于對煙梗實施升溫處理的過熱蒸汽，其壓力一般為0.8-1.2MPa，溫度一般為 200-350°C。用于對煙梗實施膨脹處理的過熱蒸汽，其壓力一般為1.2-1.5MPa，溫度一般為 200-350°C。 現(xiàn)有的利用蒸汽進行煙梗膨脹處理工藝，均將煙梗的升溫和增壓在同一過程中完
成，采用高壓過熱蒸汽加溫煙梗后直接實施膨脹，這種工序大量地消耗了蒸汽能源，提高了
煙梗加工的單位能耗。同時，煙梗膨脹所需要的實際蒸汽壓力通常要達到1. 2MPa以上，常 規(guī)的煙廠供汽不能達到這一要求，所以利用蒸汽作為介質的煙梗膨脹設備需要配備專門的 鍋爐設施供汽，這一條件也限制了許多煙廠的煙梗膨脹設備的使用。 我們考慮物料膨脹的三個條件一是汽化劑在膨脹發(fā)生以前，物料內部必須含 有均勻安全的汽化劑。煙梗一般都含有12%左右的水份，滿足汽化劑條件；二是彈性小室 未切絲的煙梗內部具有大量完整的相對密閉的彈性纖維氣室。第三個就是能量外界要提 供足以完成膨脹全過程的能量，包括相變段的水份升溫需能、汽化需能、膨脹需能和干燥需 能。通過將煙梗內部的水分迅速升溫氣化、增壓膨脹，并依靠高壓蒸汽的膨脹力，帶動煙梗 內部纖維結構變性，從而使之具有海綿狀組織結構特征的過程就是煙梗膨脹的過程。
因此，本發(fā)明將煙梗升溫和增壓膨脹作為兩個獨立的過程，采用不同的技術方案 實施，可達到即保證膨脹效果又節(jié)約能耗的目的。采用本發(fā)明，可以直接利用煙廠所提供的 常規(guī)供汽，將煙廠提供的常規(guī)壓力的飽和蒸汽加熱成常規(guī)壓力的過熱蒸汽對煙梗實施升溫 處理，當然，也可以通過電加熱等手段對煙梗實施升溫處理。在增壓膨脹過程中，再將少量 過熱蒸汽通過蒸汽增壓設備增壓到1. 2MPa以上的壓力，注入煙梗膨脹釋放的氣鎖腔體實
4施煙梗膨脹。因氣鎖腔體的空間較小，所需要的高壓蒸汽的量極大減少，達到節(jié)約蒸汽耗量 的目的，也省略了高壓鍋爐的采購和維護。同時，由于加溫過程使用了低壓蒸汽或電熱為加 熱手段，降低了加溫過程的設備壓力等級或設備的復雜程度，減少了設備的制造成本和安 全維護成本。 另外，在對煙梗實施升溫處理前，可先將煙梗打短到5-30mm的短梗，以利于后續(xù)
的煙梗加熱過程的熱傳遞，也有利于煙梗膨脹過程的煙梗爆破為梗粒。 本發(fā)明要解決的另一個技術問題是提供一種實現(xiàn)上述煙梗膨脹處理方法的設備。 本發(fā)明所述煙梗膨脹處理設備，包括依次連通的進料汽鎖、煙梗加熱裝置和出料
膨脹汽鎖，所述出料汽鎖增設了用于補入高壓過熱蒸汽的補汽管道；所述煙梗加熱裝置靠
近其進料口處連接有常規(guī)壓力過熱蒸汽管道。 為了便于利用煙廠所提供的常規(guī)壓力飽和蒸汽，可以在所述常規(guī)壓力過熱蒸 汽管道前端設置蒸汽加熱器，將來源于煙廠的O. 8-1.2MPa飽和蒸汽，加熱為壓力為 0.8-1. 2MPa，溫度為200-350 °C的過熱蒸汽，供煙梗加熱使用；所述補汽管道前端設置 有蒸汽加壓泵，少量的過熱蒸汽通入蒸汽增壓泵加壓成為壓力為1. 2-1. 5MPa，溫度為 200-350°C的高壓過熱蒸汽，通入出料汽鎖腔體供煙梗膨脹使用。 本發(fā)明所采用的出料膨脹汽鎖包括進料口、殼體、補汽口、出料口及由若干個旋轉
輻板組成的汽鎖轉子，所述旋轉輻板的頂端設置有活動密封片；在汽鎖轉子旋轉的過程中，
始終保持補汽口和進料口、補汽口和出料口之間至少有一個或一個以上的輻板實現(xiàn)出料膨
脹汽鎖腔體的密封，以更利于膨脹用過壓氣體壓力的保持，保證膨脹汽鎖在出料口釋放氣
體、煙絲混合物的瞬間能夠提供足夠的煙絲膨脹所需要的壓力。 本發(fā)明的主要優(yōu)點在于 1、將煙梗膨脹過程的加溫和加壓分開實施，利用較低壓力的過熱蒸汽實施煙梗加 溫，達到了煙梗升溫的要求，再利用高壓過熱蒸汽提供煙梗膨脹的膨脹需能，避免了傳統(tǒng)煙 梗加溫和膨脹采用同一壓力溫度的介質蒸汽所產(chǎn)生的缺陷，減少了蒸汽的消耗，提高了蒸 汽的利用率。 2、利用蒸汽增壓泵實現(xiàn)蒸汽的增壓，去除了煙梗膨脹裝備的鍋爐配置，減少了設 備配置成本和安全維護成本。 3、通過向汽鎖腔體直接通入高壓過熱蒸汽，實施煙梗爆破膨脹，減少了高壓設備 的配置，提高了設備的安全性能，降低了安全維護成本。 本發(fā)明的煙梗膨脹處理設備結構簡單；由于高壓高熱蒸汽需求量少，不需要巻煙 廠另外配備高壓高溫鍋爐；經(jīng)過熱蒸汽加熱后的煙梗與高壓高熱蒸汽混合后瞬時釋壓，達 到了很好的膨脹效果。既為巻煙廠降低了能耗，又得到了高膨脹度的煙梗，達到了巻煙廠降 能耗、高填充率的需求性。
具體實施例方式
如

圖1所示，本發(fā)明所述煙梗膨脹處理方法，其工藝流程可以依次包括以下步驟
(1)煙梗備料后通過除雜去除煙梗中的麻絲、金屬等雜物； (2)將煙梗打短到5-30mm的短梗，煙梗打短有利于后續(xù)的煙梗加熱過程的熱傳 遞，也有利于煙梗膨脹過程的煙梗爆破為梗粒；
(3)截短后煙梗進行加溫，加溫介質為壓力為(0. 8_1.力MPa，溫度為(200-350) °C 的過熱蒸汽； (4)加溫后的煙梗送入汽鎖腔體與壓力為(1. 2-1. 5)MPa溫度為(200-350) 。C的高 壓過熱蒸汽混合后，通過汽鎖轉子旋轉釋放到常壓環(huán)境實施煙梗膨脹，膨脹爆破后的煙梗 成為可利用的梗顆粒。 (5)梗顆粒在熱風定型過程中溫度逐漸降低，實現(xiàn)膨脹后的定型； (6)梗?；爻钡?11-13) %的水份；回潮后的煙梗篩分出粒徑l-3mm的梗粒作為成
品進行攙兌，粒徑> 3咖的煙梗經(jīng)制粒機制粒后再返回篩分，粒徑< lmm的少量梗末收集后
作為薄片煙絲的制作原料。 如圖l所示，上述工藝過程中的蒸汽來源于煙廠的0.8-1.2MPa飽和蒸汽，經(jīng)電 加熱或其他加熱方式加熱后，成為壓力為0. 8-1. 2MPa，溫度為200-350°C的過熱蒸汽， 供煙梗加熱使用，少量的過熱蒸汽通入蒸汽增壓泵加壓成為壓力為1.2-1.5MPa，溫度為 200-350°C的高壓過熱蒸汽，通入汽鎖腔體供煙梗膨脹使用。 如圖2所示，本發(fā)明所述的煙梗膨脹處理設備，包括進料汽鎖1、煙梗加熱裝置2、 出料膨脹汽鎖3、蒸汽加熱器4、蒸汽加壓泵5及熱風管道8;進料汽鎖1 、煙梗加熱裝置2 、出 料膨脹汽鎖3及熱風管道8依次連通；蒸汽加熱器4設兩條蒸汽輸出管道，其中蒸汽管道7 與設置在煙梗加熱裝置2靠近其進料口處的進汽口連通，蒸汽管道6與蒸汽加壓泵5的進 汽口連通，蒸汽加壓泵5經(jīng)蒸汽管道9與出料膨脹汽鎖3的補汽口連通。
其中，進料汽鎖可采用專利CN200720044702. 5所述的汽鎖閥結構；出料汽鎖的結 構與進料汽鎖基本一致，主要增加了汽鎖腔體的高壓過熱蒸汽的補汽口 ，其結構可采用專 利200810243226. 9所述的煙絲在線膨脹處理裝置的膨脹汽鎖；煙梗加熱裝置2可采用專利 200710135135. 9所述的煙草物料在線膨脹的加壓處理裝置的結構。 在實際運行時，煙梗經(jīng)進料汽鎖1進入煙梗加熱裝置2，煙梗在煙梗加熱裝置2內 部向前輸送的過程中與壓力為0. 8-1.2MPa，溫度為200-35(TC的過熱蒸汽進行充分的熱 交換，煙梗加熱完成后輸送入出料膨脹汽鎖3，與汽鎖腔體內的壓力為1.2-1.5MPa，溫度 為200-35(TC的高壓過熱蒸汽混合，隨汽鎖轉子旋轉到汽鎖的出料口釋放到常壓環(huán)境實施 膨脹爆破。膨脹后的煙梗梗粒沿熱風管道8進行熱風定型，并完成后續(xù)工序加工過程。同 時，煙廠供給的0. 8-1. 2MPa飽和蒸汽經(jīng)蒸汽加熱器4加熱成壓力為0. 8_1. 2MPa，溫度為 200-350°C的過熱蒸汽，分兩路供汽， 一路經(jīng)管道7輸送至煙梗加熱裝置2的腔體內部，實 施煙梗加熱處理；另一路經(jīng)管道6輸送至蒸汽加壓泵5加壓為壓力為1. 2-1. 5MPa，溫度為 200-35(TC的高壓過熱蒸汽，輸送至煙梗膨脹氣鎖3腔體內部，用于煙梗膨脹爆破處理。
如圖3所示，本發(fā)明所采用的出料膨脹汽鎖3包括進料口 3-l、殼體3-2、進氣口 3-4、旋轉輻板3-5、出料口 3-6 ;旋轉輻板3-5頂端設置有活動密封片3_3 ;進氣口 3_4與過 壓熱汽體源連通。 其具體的工作過程如下出料膨脹汽鎖3工作時，其旋轉輻板3-5的旋轉方向如圖 3所示，以保證在汽鎖轉子旋轉的過程中，始終保持進氣口 3-4和進料口 3-l、進氣口 3-4和 出料口 3-6之間至少有一個或更多個以上的輻板實現(xiàn)汽鎖腔體的密封，以更利于膨脹用過 壓氣體壓力的保持，保證膨脹汽鎖在出料
權利要求
一種利用蒸汽進行煙梗膨脹處理的方法，其特征在于先對煙梗實施升溫處理，再將少量壓力不小于1.2MPa的過熱蒸汽注入煙梗膨脹釋放的氣鎖腔體內實施煙梗膨脹。
2. 根據(jù)權利要求1所述的煙梗膨脹處理方法，其特征在于使用常規(guī)壓力的過熱蒸汽對煙梗實施升溫處理，該過熱蒸汽的壓力為0. 8-1. 2MPa，溫度為200-350°C。
3. 根據(jù)權利要求1所述的煙梗膨脹處理方法，其特征在于用于對煙梗實施膨脹處理 的過熱蒸汽，其壓力為1. 2-1. 5MPa，溫度為200-350°C。
4. 根據(jù)權利要求1所述的煙梗膨脹處理方法，其特征在于在對煙梗實施升溫處理前， 先將煙梗打短到5-30mm的短梗。
5. —種實現(xiàn)如權利要求1、2、3或4所述煙梗膨脹處理方法的設備，包括依次連通的進 料汽鎖、煙梗加熱裝置和出料膨脹汽鎖，其特征在于所述出料膨脹汽鎖增設了用于補入高 壓過熱蒸汽的補汽口 ；所述煙梗加熱裝置靠近其進料口處連接有常規(guī)壓力過熱蒸汽管道。
6. 根據(jù)權利要求5所述的煙梗膨脹處理設備，其特征在于所述常規(guī)壓力過熱蒸汽管 道前端設置有蒸汽加熱器；所述補汽管道前端設置有蒸汽加壓泵。
7. 根據(jù)權利要求5所述的煙梗膨脹處理設備，其特征在于所述出料膨脹汽鎖包括進 料口 、殼體、補汽口 、出料口及由若干個旋轉輻板組成的汽鎖轉子，所述旋轉輻板的頂端設 置有活動密封片；在汽鎖轉子旋轉的過程中，始終保持補汽口和進料口、補汽口和出料口之 間至少有一個或一個以上的輻板實現(xiàn)出料膨脹汽鎖腔體的密封。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可有效降低蒸汽能源消耗，同時實現(xiàn)較好膨脹效果的煙梗膨脹處理方法和設備，所述的煙梗膨脹處理方法，是先使用常規(guī)壓力的過熱蒸汽對煙梗實施升溫處理，再將少量的壓力不小于1.2MPa的過熱蒸汽注入煙梗膨脹釋放的氣鎖腔體內實施煙梗膨脹；所述設備包括依次連通的進料汽鎖、煙梗加熱裝置和出料膨脹汽鎖，所述出料汽鎖增設了用于補入高壓過熱蒸汽的補汽管道；所述煙梗加熱裝置靠近其進料口處連接有常規(guī)壓力過熱蒸汽管道。本發(fā)明將煙梗升溫和增壓膨脹作為兩個獨立的過程，采用不同的技術方案實施，可達到既保證膨脹效果又節(jié)約能耗的目的，同時還減少了高壓設備的配置，提高了設備的安全性能，降低了安全維護成本。
文檔編號A24B5/16GK101773289SQ20101902604
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權日2010年2月4日
發(fā)明者楊軍峰, 王永金, 陳良元, 陳菊香, 馬鐵兵 申請人:江蘇智思機械集團有限公司