叶丝气流干燥技术解读

《叶丝气流干燥技术解读》由会员分享，可在线阅读，更多相关《叶丝气流干燥技术解读（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、叶丝气流干燥技术,郑州烟草研究院 席年生 2003.10,内 容,1.气流干燥工作原理 2.气流干燥国内使用现状 3.HXD等气流干燥设备介绍 4.HXD气流干燥技术研究,1.气流干燥工作原理,气流干燥技术目前广泛应用于食品、医药等行业，在烟草行业已有应用，如CO2膨胀、梗丝塔式膨胀等，应用于叶丝干燥尚属首次。气流干燥也称“瞬间干燥”，主要是利用高温介质和待干燥的固体物料在悬浮输送过程中直接的快速传热传质而完成。,气流干燥特点,（1）气固物料间传热传质表面积大，因此干燥速度较快； （2）热效率高，处理量大，热效率一般达60-70%。干燥管一般为10-20m，流速为20-40m/s，其中下端风速

2、40m/s，上端风速1520m/s，干燥时间为0.5-10s，气料比34：1； （3）循环操作，使用方便； （4）系统阻力大，动力消耗较大；,气流干燥过程分析,干燥可分为加速运动段干燥和等速运动段干燥。 加速运动段干燥段特点： A：加速运动段干燥，叶丝速度较小，而单位体积内物料密度大，传热传质面积大； B：加速运动段干燥，处于热风进口，传热温度差较大。,系统组成,气流干燥一般由空气加热器、风机、气锁、干燥管、旋风分离器、除尘器等主要部分组成。,控制方式,物料状态（固）：水分、温度 热风状态（气）：热风风量、温度、湿度、气料比例 （Q气/Q固）来控制。,气流干燥叶丝膨胀原理,主要利用叶丝在气流中

3、快速加热，使细胞内水分气化量远大于逃逸量而产生压力差，而使组织膨胀，当细胞失水后，由于细胞组织不是弹性材料而使组织产生可塑形变而保留下来。 压力差=P内-P外足够大，使大量蒸汽从叶丝组织气孔逃逸而膨胀。 条件： （1）叶丝中要有足够的自由液态水； （2）水分迅速汽化，快速脱水干燥（1-10s）；,叶丝气流干燥与烘丝机干燥对比,1.干燥方式不同 2.物料状态不同 3.干燥介质不同 4.出料状态不同,2.气流干燥国内使用现状,按采用气流干燥设备不同可分为3种，分别是: 1.英国Dickson-Legg公司的HXD（6进口4国产） 徐州、南京、龙岩、厦门、常德、济南、许昌、柳州、青岛、长沙等 2.德

4、国Hauni公司的HDT 成都、兰州、红河、柳州（试验线） 3.常州智思Sh9 合肥、延吉、南宁、什邡、潜江、郑州、哈尔滨等,使用效果,从10月在上海召开的气流干燥研讨会得到信息，目前使用气流干燥设备的烟厂其卷烟产品均实现平稳过渡，卷烟内在稳定提高。这些厂家主要采用气流干燥或与烘丝机并用的方式。 从评吸结果看，气流干燥对减少杂气，改善吃味，增强烟气透发性作用明显。同时香气容易损失，干燥干增加。气流干燥对低档卷烟效果较好，对中高档卷烟有一定副作用。因此需从工艺、配方、加香料改进。,HXD等气流干燥设备介绍,1.英国Dickson-Legg公司的HXD 2.德国Hauni公司的HDT 3.常州智思

5、Sh9,HXD设备介绍,公司简介 1886年Legg公司成立 1969年Dickinson公司成立 1998年两公司合并 合并前Legg公司主要生产制丝线部分设备Dickinson主要生产Co2膨胀线的热端 1993年首台叶丝HXD在新加坡英美烟草公司使用 目前50HXD在中国使用,HXD工艺流程,叶丝超级回潮筒增温增湿（水分2535，温度6075 ）HXD热气流干躁 该系统由再循环加湿系统、热风系统、进料系统、膨胀管道、分离塔和尾气循环系统组成。,热空气来源 （1）直接（直燃式） （2）间接（非直燃式） HXD控制方式 固：叶丝流量、水分、温度 气：热风速度、温度、湿度、气料比例 来控制膨胀

6、率,HXD 典 型 布 置,叶丝回潮DCC,DCC工作原理图,叶丝HXD(高膨胀干燥系统),HXD工作原理示意图,设备构成,1.进料管： 2.进料气锁： 3.垂直干燥管： 4.旋风分离器： 5.出料气锁：,6.回流气体管道 7.工艺风机 8.工艺加热器： 9.蒸汽喷射： 10.自动灭火系统,HXD控制系统,1 、工艺气流量控制回路： 循环工艺气流量是由旋风分离器出口的文丘里管和压差变送器来测量文丘里管前后的压差，此信号反馈给控制回路，来调节工艺气回流平衡式调节风门.流量、压差和工艺气温度之间的关系是： 其 Q ：工艺气质量流量 P：压差 （百帕） T ：温度（0C） K：系数=61475 平衡

7、式风门有两个作用：一是控制气体流量；二是使风机电机冷启动。,(,),273,+,=,T,P,K,Q,2、进料口负压控制回路： 由于水汽的蒸发，干燥器中的压力平衡受到破坏。因此在烟丝入口处有一压力传感器测量压力，这个信号被反馈给压力控制回路，来调节电-气控制的废气排放风门开度大小，以确保回路保持一定负压。 3.模拟负载水量控制回路： 模拟负载（Dummy load）用来降低在空载时工艺气的温度，吸收热交换器的热量，减少管道的热膨胀。当有烟丝进入HXD时，模拟负载就减少。当烟丝流量在一个稳定状态时，模拟负载关闭，减少了干头干尾现象。,4、温度控制回路 a.空载状态 b. 待料状态 c. 工作状态,

8、5.蒸汽喷射流量控制回路：蒸汽喷射是用来提高工艺气体的湿度。其流量是由孔板和差压变送器来测量，此信号反馈给控制回路调节蒸汽喷射流量控制阀。蒸汽喷射流量是一个可变量，取决于某一种工艺配方的要求。 6、水分控制回路： 水分工作风温 -控制喷水量-炉温 水分工作风温出口炉温（经验设定）-控制喷水量 水分工作风温-热、冷风参配比,HXD膨胀特点,1.较高的膨胀率（1225） 2.单支重量降低（512） 3.卷烟焦油有一定下降 4.膨胀率随配方要求可调 5.较短的处理时间 6.设备生产能力大,最高可达20000Kg/h 7.卷烟配方内在质量有一定改善 8.采用模拟负载热风系统,干头干未少且造碎少 9.设

9、备投资高，占地大,HXD型号规格和主要参数,HDT (Superheated steam Dryer) 热蒸汽干燥机介绍,该设备由德国Hauni公司研制生产，目前内即将有3家企业准备采用该设备。 工艺流程 叶丝HT增温增湿（水分25，温度8090 ）HDT热气流干躁,HDT结构示意图,HDT工作原理,工作原理是烟丝在湿热蒸汽的作用下通过转鼓喂料器进入文丘里管，经压缩喷射后进入Z型椭圆管道内释压膨胀，最后由分离塔分离出膨胀烟丝。气体温度为340-370 ，管道内相对湿度大于90，气料比811：1，物料表面温度100120 。,HDT系统组成,系统包括烟丝增温增湿、喂料器、气塔、 Z型管道、热交换

10、器和分离塔。 该系统的最大特点就是所有的管道和连接处均采用圆角化设计，同时采用扁椭圆型管道以有效的分散烟丝，使烟丝膨胀更迅速、彻底。,HDT特点,膨胀率2025 单支重量有一定降低 烟碱及焦油均有一定下降 干燥时间短(1s) 采用低氧高温空气,香气损失相对较少 国内尚无该设备,常州智思Sh9,Sh9设备特点,1.采用管塔脉冲组合的气流干燥，热利用率高 ，出口水分相对稳定。 2. 膨化和干燥过程发生在几乎无氧的200300C的过热蒸气中进行，不会因氧化而改变叶丝色泽。 3. 膨化效果好，叶丝膨胀率可达到20%。 4. 膨化和干燥过程不超过10秒，任一时刻在膨化干燥机内的烟丝总量只相当滚筒烘丝机内

11、的2%左右，所以干头干尾很少，香气损失较少。 5. 适合老线技术改造，卧式结构，适合6米左右高度较低厂房的技术改造，能与老线设备进行灵活的匹配。,4.HXD气流干燥技术研究,本专题重点研究叶丝状态、热风状态参数变化对设备运行参数、叶丝加工质量及卷烟内在质量的变化规律进行分析交流,研究内容,1.试验材料与检测仪器,2.试验方案,3.试验结果及分析,3.1DCC出口物料含水率对HXD运行条件及物料加工质量、感官质量的影响 3.2RCC出口温度变化对HXD运行条件及物料加工质量、感官质量的影响,3.3HXD工作风温对HXD运行条件及物料加工质量、感官质量的影响,3.4物料流量对HXD运行条件及物料加

12、工质量、感官质量的影响,3.5工艺气流量对HXD运行条件及物料加工质量、感官质量的影响,3.6HXD加蒸汽量对运行条件及物料加工质量、感官质量的影响,3.7HXD排潮风门开度对运行条件及物料加工质量、感官质量的影响,3.8HXD控制喷水量对运行条件及物料加工质量、感官质量的影响,4.结论,1.试验材料与检测仪器 试验材料 选定 “A”牌号的中档配方叶丝及卷烟做为试验材料。 检测仪器 DD60填充仪、烟丝振动分选筛、烘箱、红外含水率、恒温恒湿箱、秒表、卷烟机、综合测试台等。,2. 试验方案 2.1 物料状态对设备运行条件、叶丝加工质量、感官质量的影响 物料状态指DCC出口物料含水率、温度及流量；

13、叶丝加工质量包括叶丝填充值、叶丝整丝率、单支重量等。 2.2热风工作状态对设备运行条件、叶丝加工质量、感官质量的影响 热风工作状态指热风温度、排潮开度，蒸汽施加量，热风风量等。,2.3取样点位置如图所示,叶丝,DCC回潮,HXD气流干燥,卷 制,取样点1,取样点2,取样点3,取样点1#：含水率、温度 取样点2#：含水率、温度、填充值、整丝率 取样点3#：跑条叶丝整丝率、卷制质量（硬度，单支重量）、感官 质量等。,2.4试验原则及取样方法,（1）所有试验均应保证HXD干燥后含水率在13.5左右为原则。单一参数确定后，其它参数均应围绕保证出口含水率不变的条件进行相应的调整。 （2）试验取样时应统一

14、指挥，样品编号清楚，取样应在含水率相对稳定5分钟后进行，尽量对应每个取样点同时取样。 （3）设备运行条件应记录炉温设置，工作风温，排潮风温，热风流量，蒸汽施加量，控制喷水量，物料流量等条件。每组试验应记录不少于10次，平均值为该项试验的运行条件。 （4）含水率、温度、填充值、整丝率等指标的测定，取样次数不少于3次；上卷烟机进行跑条及卷制试验的叶（烟）丝等取样不少于3次。 （5）含水率、填充值、整丝率检测按卷烟工艺规范的要求进行；评吸样；需上卷烟机进行卷制的烟丝取样10 kg15kg，卷烟样品10条。 （6）进行卷制、填充值测定的样品均应放在贮丝房进行含水率平衡（24小时以上），以消除不同含水率

15、带来的试验误差.,3.试验结果及分析 见下页,3.1DCC出料含水率对叶丝综合加工质量的影响 3.1.1 DCC出料含水率对HXD运行参数影响,随着DCC出口物料含水率的增加，HXD工作风温相应上升，物料含水率每增加一个百分点，工作风温大约增加12。 HXD排潮风温与工作风温成线性关系，工作风温大增加10，排潮风温约增加3。 随着DCC出口物料含水率的增加，HXD工作风温与排潮风温的差值（温差）相应增大，物料含水率每增加一个百分点，温差大约增加8。 HXD出口物料温度与排潮风温成线性关系，排潮风温大增加10，出口物料温度约增加1.5。,3.1.2DCC出口物料含水率对HXD加工质量的影响,HX

16、D出口物料温度与DCC出口含水率成线性关系，DCC出口物料含水率增加一个百分点，出口物料温度增加0.6左右。 试验结果表明DCC出口含水率对干燥后整丝率和跑条整丝率影响不大，即对生产过程造碎影响不大。 叶丝干燥后填充值和跑条填充值均与DCC出口物料含水率成明显的线性关系，DCC出口物料含水率增加一个百分点，干燥后填充值增加0.05cm3/g左右，跑条填充值大约增加0.02 cm3/g左右。 卷烟单支重随着DCC出口含水率的增大而减小。,3.1.3DCC出口物料含水对感官质量的影响,试验项目： DCC出口物料含水率 牌号：“A“牌号 评吸日期：2003年5月20日,DCC出料含水率对叶丝加工质量的综合影响,1 .DCC出口物料含水率的变化，直接影响HXD工作风温的改变。一般情况下，含水率增加一个百分点需提高工作风温12左右。 2. HXD出口物料温度与DCC出口物料含水率成线性关系，D