專利名稱：以低壓蒸汽為介質的煙梗膨脹方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煙梗膨脹方法，尤其涉及以蒸汽為處理介質進行煙梗膨脹的方法。 本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)上述煙梗膨脹方法的設備。
背景技術：
煙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。 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1. 0MPa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，必須消耗適量的蒸汽。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器，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。中國專利200720035196. 3、200710065891. 9、
200520132011. 1、200720038533. 4及200810195056. 1等所提供的煙梗膨脹方法都是通過
文氏管實施煙梗膨脹，其基本的工作原理和存在缺陷也是基本一致的。 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
3續(xù)處理，在提高處理效率的同時也節(jié)約了蒸汽能源。 但上述專利均采用了高溫高壓蒸汽作為煙梗的膨脹介質，如果利用煙廠提供的常 規(guī)壓力蒸汽，以上述方法實施煙梗膨脹，常常會因為蒸汽壓力過低而難以達到滿意的膨脹 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能夠利用煙廠常規(guī)壓力的蒸汽實現(xiàn)煙梗 膨脹，并基本達到高壓蒸汽實施煙梗膨脹的膨脹率的煙梗膨脹方法。 本發(fā)明所述的煙梗膨脹方法，包括以蒸汽為介質對煙梗實施升溫處理并進行膨 脹，所述蒸汽介質為常規(guī)壓力的飽和蒸汽或過熱蒸汽；煙梗先由蒸汽介質加溫，先通過第一 膨脹裝置實現(xiàn)一次膨脹，再通過第二膨脹裝置實現(xiàn)二次膨脹。通過對煙梗實施多級膨脹，保 證在常規(guī)壓力蒸汽介質作用下獲得理想的煙梗膨脹效果。 現(xiàn)有煙廠提供的蒸汽一般是壓力為0. 8-1. 2MPa的飽和蒸汽或過熱蒸汽，本發(fā)明 所采用的蒸汽介質，可為壓力為0. 8-1. 2MPa，溫度為200-35(TC的過熱蒸汽，以利用煙廠可 提供的現(xiàn)有常規(guī)壓力蒸汽，而不增加蒸汽鍋爐或蒸汽加壓等輔助設備。
本發(fā)明優(yōu)選方法是煙梗先由蒸汽介質加溫，并通過汽鎖轉子旋轉釋放到常壓環(huán) 境，實現(xiàn)一次膨脹，一次膨脹后的煙梗再由蒸汽介質吹過文氏管，實現(xiàn)二次膨脹。由于帶壓 蒸汽介質以一定速度吹過文氏管時，會在文氏管的進料口一端形成負壓，產(chǎn)生足夠的抽吸 力，這可以使二次膨脹處理的進出料更為順暢；同時，也只需要更少量的蒸汽介質進行煙梗 膨脹處理。 當然，在本發(fā)明中，可以將汽鎖釋放膨脹和文氏管膨脹的兩種方法任意組合實現(xiàn)
兩次膨脹，來達到煙梗高膨脹率要求，即其一、二次膨脹可以分別是汽鎖釋放膨脹和文氏管
膨脹，或者是文氏管膨脹和汽鎖釋放膨脹，也可以均是汽鎖釋放膨脹或文氏管膨脹。 另外，在進行一次膨脹前，可先將煙梗打短為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。 在已有的利用蒸汽膨脹煙梗的過程中，均采用了高溫高壓蒸汽作為煙梗的膨脹介 質，煙梗膨脹所需要的實際蒸汽壓力要大于1. 2MPa，煙廠常規(guī)的供汽不能滿足這一要求，所 以現(xiàn)有的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。
在本發(fā)明中，通過直接利用煙廠提供的常規(guī)壓力的飽和蒸汽，或將其加熱成常規(guī) 壓力的過熱蒸汽對煙梗實施升溫處理，連續(xù)實現(xiàn)兩次煙梗膨脹，在達到膨脹要求的同時， 省略了對煙廠常規(guī)壓力蒸汽進行加壓設備的設置，也同時省略了高壓鍋爐設備的采購和維 護，同時，由于使用常規(guī)壓力蒸汽，降低了的設備壓力等級和設備的復雜程度，提高了生產(chǎn)
4設備的安全性，減少了設備的制造成本和安全維護成本。 本發(fā)明要解決的第二個技術問題，是提供一種實現(xiàn)上述煙梗膨脹方法的設備。
本發(fā)明所述的煙梗膨脹設備，包括相互之間連通的進料汽鎖及煙梗加熱裝置，煙 梗加熱裝置與蒸汽介質通道連通；煙梗加熱裝置的出料端與第一膨脹裝置和第二膨脹裝置 依次串聯(lián)；所述第二膨脹裝置設置有通入蒸汽介質的補汽口。 所述第一膨脹裝置和第二膨脹裝置可分別為出料汽鎖和文氏管膨脹裝置，或者均 為出料汽鎖或文氏管膨脹裝置。 對應于本發(fā)明所述的優(yōu)選膨脹處理方法，本發(fā)明所述的膨脹設備，包括依次連通 的進料汽鎖、煙梗加熱裝置及出料汽鎖，煙梗加熱裝置與蒸汽介質通道連通；出料汽鎖的出 口端與一文氏管膨脹裝置相連通；所述文氏管膨脹裝置遠離出料銳嘴噴孔的一端與蒸汽介 質通道連通。 另外，還可在與煙梗加熱裝置連通的蒸汽介質通道的前端增設蒸汽加熱裝置，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。
同時，煙梗加熱裝置的蒸汽接入口可設在其進料口前端；進料汽鎖在其進料口右 側設置排汽口 ，以利于煙梗進料。 本發(fā)明直接利用煙廠提供的飽和蒸汽經(jīng)加熱對煙梗實施膨脹處理，煙梗膨脹處理 設備結構簡單；由于膨脹過程沒有用到高壓蒸汽，不需要巻煙廠另外配備高壓高溫鍋爐，減 少了設備配置成本，提高了設備的安全性能，同時降低了安全維護成本；經(jīng)過熱蒸汽加熱后 的煙梗經(jīng)兩次膨脹后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。


圖1是本發(fā)明所述煙梗膨脹方法工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明所述煙梗膨脹設備總體結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明所述優(yōu)選煙梗膨脹方法可依次包括以下工藝流程煙梗備料 后通過除雜去除煙梗中的麻絲、金屬等雜物；再將煙梗打短到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；截短后煙 梗進行加溫，加溫介質為壓力為0. 8-1. 2MPa，溫度為200-35(TC的過熱蒸汽；混合后的煙梗 與蒸汽混合物，通過汽鎖轉子旋轉釋放到常壓環(huán)境實施煙梗一次膨脹；一次膨脹后煙梗進 入文氏管，再次由壓力為0. 8-1.2MPa，溫度為200-35(TC的過熱蒸汽降煙梗快速吹過文氏 管的銳空噴嘴，實施煙梗的二次膨脹，這里以文氏管膨脹做為二次膨脹，所需要蒸汽消耗量 較小，按1200kg/h產(chǎn)能計算，正常工況下約為500kg/h左右；二次膨脹后的煙梗在熱風定型 過程中溫度逐漸降低，實現(xiàn)膨脹后的定型；定型后的膨脹煙梗和梗粒回潮到11_13%的水 份；再篩分出粒徑l-3mm的梗粒作為成品進行攙兌，粒徑> 3mm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2所示，作為本發(fā)明涉及的煙梗膨脹設備的優(yōu)選方案，其包括進料汽鎖1、煙 梗加熱裝置2、出料汽鎖3、文氏管膨脹裝置4，進料汽鎖1、煙梗加熱裝置2、出料汽鎖3及文氏管膨脹裝置4依次連通；煙梗加熱裝置2的進料口前端，及文氏管膨脹裝置4遠離出料銳 嘴噴孔的一端，分別與蒸汽介質通道連通(圖中未畫出)；進料汽鎖1在進料口右側設置排 汽口 6，煙梗加熱裝置2的蒸汽接入口 5設在進料口前端。 其中，進料汽鎖1和出料汽鎖3可采用專利CN200720044702. 5所述的汽鎖閥結 構，煙梗加熱裝置2結構可參照采用專利200710135135. 9所述的煙草物料在線膨脹的加壓 處理裝置的結構，前段處理打短后的煙梗經(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200-350°C的過熱蒸汽進行 充分的熱交換，煙梗加熱完成后輸送至出料汽鎖3，隨汽鎖轉子旋轉到出料汽鎖3的出料口 釋放到常壓環(huán)境實施一次膨脹，一次膨脹后的煙梗進入文氏管膨脹裝置4，文氏管膨脹裝置 4一端通煙廠常規(guī)壓力飽和蒸汽，一次膨脹后煙梗在汽流的推力下推向文氏管膨脹裝置另 一端口，并經(jīng)其銳嘴噴孔釋放實現(xiàn)二次膨脹。膨脹后的煙梗梗粒沿熱風管道進行熱風定型， 并完成后續(xù)工序加工過程。
權利要求
一種煙梗膨脹方法，包括以蒸汽為介質對煙梗實施升溫處理并進行膨脹，其特征在于所述蒸汽介質為常規(guī)壓力的飽和蒸汽或過熱蒸汽；煙梗先由蒸汽介質加溫，先通過第一膨脹裝置實現(xiàn)一次膨脹，再通過第二膨脹裝置實現(xiàn)二次膨脹。
2. 根據(jù)權利要求1所述的煙梗膨脹方法，其特征在于經(jīng)由蒸汽介質加溫后的煙梗通 過汽鎖轉子旋轉釋放到常壓環(huán)境，實現(xiàn)一次膨脹，一次膨脹后的煙梗再由蒸汽介質吹過文 氏管膨脹裝置，實現(xiàn)二次膨脹。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的煙梗膨脹方法，其特征在于所述蒸汽介質為壓力為 0. 8-1. 2MPa，溫度為200-35(TC的過熱蒸汽。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的煙梗膨脹方法，其特征在于在進行一次膨脹前，先將煙 梗打短為5-30mm的短梗。
5. —種實現(xiàn)如權利要求1所述煙梗膨脹方法的設備，包括相互連通的進料汽鎖及煙梗 加熱裝置，煙梗加熱裝置與蒸汽介質通道連通，其特征在于煙梗加熱裝置的出料端與第一 膨脹裝置和第二膨脹裝置依次串聯(lián)；所述第二膨脹裝置設置有通入蒸汽介質的補汽口。
6. 根據(jù)權利要求5所述的煙梗膨脹設備，其特征在于所述第一膨脹裝置和第二膨脹 裝置分別為出料汽鎖和文氏管膨脹裝置，或者均為出料汽鎖或文氏管膨脹裝置。
7. 根據(jù)權利要求5所述的煙梗膨脹設備，其特征在于所述第一膨脹裝置為出料汽鎖， 所述第二膨脹裝置為一文氏管膨脹裝置，出料汽鎖的出料端與文氏管膨脹裝置的進料端相 連通；所述文氏管膨脹裝置遠離出料銳嘴噴孔的一端與蒸汽介質通道連通。
8. 根據(jù)權利要求5所述的煙梗膨脹設備，其特征在于在與煙梗加熱裝置連通的蒸汽 介質通道的前端增設蒸汽加熱裝置。
9. 根據(jù)權利要求5所述的煙梗膨脹設備，其特征在于煙梗加熱裝置的蒸汽接入口設 在其進料口前端；進料汽鎖在其進料口右側設置排汽口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠利用煙廠常規(guī)壓力的蒸汽實現(xiàn)煙梗膨脹，并基本達到高壓蒸汽實施煙梗膨脹的膨脹率的煙梗膨脹方法和設備。所述的煙梗膨脹方法，包括以蒸汽為介質對煙梗實施升溫處理并進行膨脹，所述蒸汽介質為常規(guī)壓力的飽和蒸汽或過熱蒸汽；煙梗先由蒸汽介質加溫，并通過第一膨脹裝置實現(xiàn)一次膨脹；一次膨脹后的煙梗再由第二膨脹裝置實現(xiàn)二次膨脹。所述的煙梗膨脹設備，包括依次連通的進料汽鎖、煙梗加熱裝置，煙梗加熱裝置與蒸汽介質通道連通；煙梗加熱裝置的出料端與第一膨脹裝置和第二膨脹裝置依次串聯(lián)；所述第二膨脹裝置設置有通入蒸汽介質的補汽口。本發(fā)明通過對煙梗實施多級膨脹，保證在常規(guī)壓力蒸汽介質作用下獲得理想的煙梗膨脹效果。
文檔編號A24B5/16GK101773290SQ20101902605
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