论文部分内容阅读
摘 要 卷烟制造企业制丝车间在生产混合型卷烟料液施加过程中，一定比例的可可粉或甘草粉中含有大量的水不溶物或醇不溶物，且颗粒较大，把它添加到卷烟料液配方中时，它与卷烟料液中的其它组分在溶解性、密度、颗粒大小方面都存在一定的差距，容易形成一个不稳定的分散体系，制备的卷烟料液在贮存过程中大量的可可粉或甘草粉会逐渐从体系中沉淀出来，在料液施加的过程中易造成过滤器堵塞。通过对现状进行分析，并提出解决方案，设备改进后，产品口味更加柔和、细腻，产品质量得到了进一步改善。
关键词 混合型料液不溶物堵塞解决方案
中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0161-01
卷烟精细化生产是烟草行业工艺研究的重点，加料是卷烟生产制丝过程中关键工序之一，料液、香液施加的均匀性与否对烟支内在质量的稳定性起着决定性作用，通过加料可达到调味、增香、保润、防霉、助燃等作用。
1 原因分析
香料厨房贮存罐中的搅拌系统为两叶斜叶浆式搅拌器，所用的减速电机输出转速为136rpm，该搅拌器具有轴向、径向和环向分流的作用，适用于低粘度调和、均相、溶解的作用。该搅拌装置仅具有搅拌的作用，而且仅在对料液加温时，为了防止加温不一致才开启搅拌系统，且搅拌过程中由于低速的搅拌，对于料液的进一步剪切、细化基本不起作用。当把这些低速搅拌下的料液向现场加料时，既容易造成过滤器、喷嘴的堵塞，给连续化生产造成不便，达不到均匀性加料的目的，同时也会造成卷烟产品质量的不稳定。目前国内很多卷烟厂多采取提前过滤大颗粒物质的方法，这样一定程度上改变了料液配方，降低产品的口味，产品特征会受影响。如果将过滤泵滤网目数变大，颗粒较大的料液成分加入到烟丝中，产品口味同样会受到影响。
特别是在发时达里料中，含有可可粉、甘草粉等颗粒物质，有利于提高白肋烟的香味和甜味。但是，由于处理过程中不够精密，造成颗粒较大，从而在经过滤泵时，堵塞滤网。生产也因此造成中断，重新清理滤网后方能开机，给连续生产带来很大的不便。如果能够在向现场加料前对里料进一步处理、细化，将能有效保证连续化生产，提高产品的稳定性。
2 解决思路
2.1 反馈厂家
反馈供料厂家，提高里料的细度，达到过滤泵生产工艺要求。此问题已向厂家反馈，有一定的改善，但不是很理想。
2.2 加料泵前增加过滤装置
在香料厨房加料罐之前加装一台过滤泵，提前将可可粉、甘草粉等这些大颗粒物质过滤。由于可可粉、甘草粉等，这些物质可以提高白肋烟的香味和甜味，可以将大颗粒物质提前过滤，将会造成加料量减少，影响产品的口味。
2.3 改进加料罐中的搅拌系统
现行的加料罐中的搅拌系统为两叶斜叶浆式搅拌器，该搅拌器具有轴向、径向和环向分流的作用，适用于低粘度匀质、调和、均相、溶解的作用，所用的SEW减速电机（RF37DM80N4）输出转速为136rpm。该搅拌装置仅具有搅拌的作用，在搅拌过程中对于料液的进一步剪切、细化效果较差。为此，如果设计一套搅拌和剪切同时作用的涡流式匀料装置，在搅拌的同时，对料液进一步剪切、细化，从而顺利通过过滤器，保证生产的连续性。
此匀料装置也可安装于加料罐之前，在线、离线进行匀料均可。
从上述三套方案可见，第三种方案比较可行。
3 改进方案
为达到既可搅拌又可细化的作用，该装置应同时具备搅拌和剪切的作用，为此提出以下设计思路：该装置是由一转子和一定子组成，定子为一个周围布有槽型出口的工作腔，转子和定子之间有一合理的狭窄间隙，间隙大小视生产实际要求而定。其工作过程主要是电机带动转子高速、平稳的旋转，使罐内液体及可可粉、甘草粉等不溶性颗粒物质在高频、高速的圆周切线速度、角向速度等综合动能效能作用下，定子、转子在设计需要的狭窄间隙中形成高强、循环的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合作用力，罐内液体及可可粉、甘草粉等不溶性颗粒物质在料罐内循环往复上述工作过程，最终达到搅拌和细化的作用（如下图所示）。
其步骤分步如下：
1）转子以15 m/s-40 m/s线速度的作用下，料液从工作腔的四周从轴向进入工作腔内。
2）强劲的离心力将料液从径向抛入定子、转子之间狭窄精密的间隙中，同时受到离心挤压、撞击等作用力，将料液初步分散细化。
3）在高速旋转的转子外端产生极高的线速度，并形成剧烈的机械及液力剪切、液层摩擦、撞击撕裂，迫使物料中不容物质充分的搅拌、破碎、细化，同时通过定子槽射出。
4）料液连续不断、高速地从径向射出，在料液本身和料罐壁的阻力下改变了方向，同时在转子内产生的上轴、下轴向抽吸力的作用下，又形成上、下两股剧烈的翻动湍流。料液经过多次往复循环，最终完成搅拌、破碎、细化的过程。
该装置在现有加料罐基础上即可进行改进，具有较好的可行性。
此装置在搅拌过程中可能会形成较大的湍流，电机转速应该控制在合理的范围内，搅拌罐应注意密封良好。
料液细化后是否对产品的口味产生影响，需要进一步评析确认。
4 改进效果
料液经过高速涡流式匀料装置处理后，混合更加均匀，细度更小，过滤器堵塞现象减少甚至消除，生产连续性提高。通过加料后，产品口味更加柔和、细腻，进一步改善了产品质量。
参考文献
[1]赵磊.提高远程加香系统瞬时精度的技术改进[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2010，25（5）：57-60.
[2]庞哲忠.改进加料系统过滤装置提高加料稳定性[J].中国化工贸易，2012，4（2）：54-54，112.
关键词 混合型料液不溶物堵塞解决方案
中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0161-01
卷烟精细化生产是烟草行业工艺研究的重点，加料是卷烟生产制丝过程中关键工序之一，料液、香液施加的均匀性与否对烟支内在质量的稳定性起着决定性作用，通过加料可达到调味、增香、保润、防霉、助燃等作用。
1 原因分析
香料厨房贮存罐中的搅拌系统为两叶斜叶浆式搅拌器，所用的减速电机输出转速为136rpm，该搅拌器具有轴向、径向和环向分流的作用，适用于低粘度调和、均相、溶解的作用。该搅拌装置仅具有搅拌的作用，而且仅在对料液加温时，为了防止加温不一致才开启搅拌系统，且搅拌过程中由于低速的搅拌，对于料液的进一步剪切、细化基本不起作用。当把这些低速搅拌下的料液向现场加料时，既容易造成过滤器、喷嘴的堵塞，给连续化生产造成不便，达不到均匀性加料的目的，同时也会造成卷烟产品质量的不稳定。目前国内很多卷烟厂多采取提前过滤大颗粒物质的方法，这样一定程度上改变了料液配方，降低产品的口味，产品特征会受影响。如果将过滤泵滤网目数变大，颗粒较大的料液成分加入到烟丝中，产品口味同样会受到影响。
特别是在发时达里料中，含有可可粉、甘草粉等颗粒物质，有利于提高白肋烟的香味和甜味。但是，由于处理过程中不够精密，造成颗粒较大，从而在经过滤泵时，堵塞滤网。生产也因此造成中断，重新清理滤网后方能开机，给连续生产带来很大的不便。如果能够在向现场加料前对里料进一步处理、细化，将能有效保证连续化生产，提高产品的稳定性。
2 解决思路
2.1 反馈厂家
反馈供料厂家，提高里料的细度，达到过滤泵生产工艺要求。此问题已向厂家反馈，有一定的改善，但不是很理想。
2.2 加料泵前增加过滤装置
在香料厨房加料罐之前加装一台过滤泵，提前将可可粉、甘草粉等这些大颗粒物质过滤。由于可可粉、甘草粉等，这些物质可以提高白肋烟的香味和甜味，可以将大颗粒物质提前过滤，将会造成加料量减少，影响产品的口味。
2.3 改进加料罐中的搅拌系统
现行的加料罐中的搅拌系统为两叶斜叶浆式搅拌器，该搅拌器具有轴向、径向和环向分流的作用，适用于低粘度匀质、调和、均相、溶解的作用，所用的SEW减速电机（RF37DM80N4）输出转速为136rpm。该搅拌装置仅具有搅拌的作用，在搅拌过程中对于料液的进一步剪切、细化效果较差。为此，如果设计一套搅拌和剪切同时作用的涡流式匀料装置，在搅拌的同时，对料液进一步剪切、细化，从而顺利通过过滤器，保证生产的连续性。
此匀料装置也可安装于加料罐之前，在线、离线进行匀料均可。
从上述三套方案可见，第三种方案比较可行。
3 改进方案
为达到既可搅拌又可细化的作用，该装置应同时具备搅拌和剪切的作用，为此提出以下设计思路：该装置是由一转子和一定子组成，定子为一个周围布有槽型出口的工作腔，转子和定子之间有一合理的狭窄间隙，间隙大小视生产实际要求而定。其工作过程主要是电机带动转子高速、平稳的旋转，使罐内液体及可可粉、甘草粉等不溶性颗粒物质在高频、高速的圆周切线速度、角向速度等综合动能效能作用下，定子、转子在设计需要的狭窄间隙中形成高强、循环的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合作用力，罐内液体及可可粉、甘草粉等不溶性颗粒物质在料罐内循环往复上述工作过程，最终达到搅拌和细化的作用（如下图所示）。
其步骤分步如下：
1）转子以15 m/s-40 m/s线速度的作用下，料液从工作腔的四周从轴向进入工作腔内。
2）强劲的离心力将料液从径向抛入定子、转子之间狭窄精密的间隙中，同时受到离心挤压、撞击等作用力，将料液初步分散细化。
3）在高速旋转的转子外端产生极高的线速度，并形成剧烈的机械及液力剪切、液层摩擦、撞击撕裂，迫使物料中不容物质充分的搅拌、破碎、细化，同时通过定子槽射出。
4）料液连续不断、高速地从径向射出，在料液本身和料罐壁的阻力下改变了方向，同时在转子内产生的上轴、下轴向抽吸力的作用下，又形成上、下两股剧烈的翻动湍流。料液经过多次往复循环，最终完成搅拌、破碎、细化的过程。
该装置在现有加料罐基础上即可进行改进，具有较好的可行性。
此装置在搅拌过程中可能会形成较大的湍流，电机转速应该控制在合理的范围内，搅拌罐应注意密封良好。
料液细化后是否对产品的口味产生影响，需要进一步评析确认。
4 改进效果
料液经过高速涡流式匀料装置处理后，混合更加均匀，细度更小，过滤器堵塞现象减少甚至消除，生产连续性提高。通过加料后，产品口味更加柔和、细腻，进一步改善了产品质量。
参考文献
[1]赵磊.提高远程加香系统瞬时精度的技术改进[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2010，25（5）：57-60.
[2]庞哲忠.改进加料系统过滤装置提高加料稳定性[J].中国化工贸易，2012，4（2）：54-54，112.