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1、第六篇 制叶丝,制叶丝工段的任务,制叶丝工段的工艺任务是将加料回潮并经过配叶贮叶后的叶片，制成纯净度高、整碎度适宜、填充能力强、耐加工性能好、燃吸质量好、水分均匀、适宜于卷制要求的叶丝。制叶丝工段的工艺流程,一、烟片增温（可选）,（一）烟片增温的工艺任务 适当提高烟片温度，疏松叶片，进一步提高叶片的耐加工性。（二）烟片增温的质量要求（1）烟片增温后温度为40.050.0。（2）叶片舒展、松散，无结团现象。（三）烟片增温设备性能 叶片增温多采用滚筒式，并具有热风增温系统。前后端设置蒸汽喷嘴，蒸汽的流量能精确计量，蒸汽的质量（含湿量）稳定，否则会增大烟片水分，影响切丝质量。其结构形式类似于热风润叶
2、机。烟片增温设备如下图所示。,图：烟片增温设备外形,二、切叶丝,（一）切叶丝的工艺任务切叶丝是制丝生产中最主要的生产环节，其任务是改变烟片的形状，将经过加料和配叶贮叶后的烟片切成一定宽度的叶丝。（二）切叶丝的质量要求（1）切后叶丝应符合下列要求：,（2）切后叶丝松散无严重粘连现象。（3）切丝后叶丝颜色不得转深，感官质量不得降低。,（三）切叶丝的质量检测“规范”所定检测项目和方法1、检测项目（1）切叶丝宽度与允差2、检测方法（1）取样方法（2）检测方法,（四）切丝机的性能切丝是制丝设备中的关键机械。按切丝方式可分为上下式切丝机、旋转式切丝机和滚刀式切丝机。上下式切丝机是我国较早使用的切丝设备，后
3、来被旋转式切丝机和滚力式切丝机所取代。目前国内卷烟企业使用较多的是滚刀式切丝机。下图为曲刃水平滚刀式切丝机的结构。各种切丝机的特点见下表。,曲刃水平滚刀式切丝机,切丝工序在生产线中的布局：切丝前“定量喂料”、金属探测（异物剔除）、筛分,异物剔除有金属探测、光谱除杂、毛毡去除麻丝等装置。光谱除杂设备外形见下图。其工位：切丝前（徐州）、加料前（龙岩）,表：不同型号切丝机性能,1、切丝机的工作原理切丝机主要由进料机构和切丝刀头两大部分组成。进料机构包括上、下铜排链和刀门压紧装置，切丝刀头由刀头部分、磨刀系统等组成。不同型号的机型，其结构存在差异，但其工作原理基本相同。下面以SQ35（RC4）型切丝机
4、为例加以说明。下图是SQ35（RC4）型切丝机的工作原理示意图。叶片被输送至料斗1，经过推板2的往复摆动，压实叶片，减少空穴，并将叶片推送到上铜排链8和下铜排链3之间。上、下铜排链运动方向相同，两铜排链之间呈一定夹角，形成一个喇叭口，进料口处较大，便于叶片进入。由于铜排链向前运动，带动叶片往刀门5处输送。叶片一方面向前运动，一方面受到上铜排链向下作用力的逐渐压缩，到达刀门5处时，由于刀门气缸的向下压力作用，叶片形成坚实的“烟饼”，这样就便于刀辊的切削，叶片不至于由于切丝刀的拉扯而漏入烟丝中。,RC4切丝机工作原理图,1、料斗2、推板3、下铜排链4、叶丝出口5、刀门6、刀辊7、砂轮8、上铜排链,
5、刀辊以顺时针方向旋转，刀辊上8把刀片轮流对压实的“烟饼”进行切削，使叶片变成叶丝。当刀辊6转动时，磨刀砂轮7沿着刀辊长度方向不断来回移动，使刀刃始终保持锋利。同时，又控制刀片的伸长，便于刀辊保持恒定的直径。由于刀片能自动进给，因而能及时地补偿磨削掉的长度。磨刀砂轮7在磨削刀片的同时，又受到一只镶有金钢石的砂轮修整器不断修整，使砂轮表面始终保持锋利，而且还使砂轮处于一定位置，从而保证刀辊一定的直径。砂轮得到修整器的修整后，其损耗利用砂轮往刀片方向的进给予以补偿，从而使砂轮和刀片，刀片和刀门之间的相对位置保持不变，这就保证了切丝宽度的一致性，从而保证了切丝的质量。,2、切丝宽度的调整YS11旋转式
6、丝机刀头和铜排链保持固定速比，改变交换齿轮即可改变切丝宽度。YS11旋转式切丝机共有7档烟丝宽度可供选择，主电机有3幅皮带轮可供调换，以改变刀头转速。YS12滚刀式切丝机刀辊转速固定，铜排链线速度无级可调（采用机械式无线变速齿轮）。因此，可通过改变铜排链线速度来改变切丝宽度。SQ35（RC4）滚刀式切丝机刀辊和铜排链保持固定速比，主电机为直流电机，采用SSD可控硅调速，可以任意改变刀辊转速，达到改变产量的目的。切丝宽度的改变可通过调换变速齿轮箱的交换齿轮来实现。SQ25（KTC）和SQ311SQ319（曲刃水平滚刀式）滚刀式切丝机采用电机变频调速，KTC可在0.13.0mm，SQ311SQ31
7、9（曲刃水平滚刀式）可在0.11.0mm的范围内快速地调整切丝宽度。,3、新型切丝机性能简介当前，卷烟企业逐步开始应用SQ311-321型曲刃水平滚刀式切丝机。并且获2001年度国家烟草专卖局科技进步二等奖。SQ311-321型曲刃水平滚刀式切丝机项目1998年1月开始调研和设计工作，第一台SQ321样机于1999年7月1日首次投料试车并获得成功。至今，已完成了整个系列10种机型的开发设计工作，各型号切丝机已先后投入烟厂使用。SQ311-321型系列切丝机在机械结构、控制系统、外观及总体布局设计上都有独到的创新和设计，已获国家授权专利4项。其主要特点有：（1）主传动（刀辊及输送排链的运动）分别
8、采用高性能的交流主轴电机和伺服电机驱动，具有低惯量、响应快、稳定性好、控制精度高的特点。（2）在引进的KTC45/80型切丝机制造技术基础上，对刀辊结构和进刀传动机构作了改进：刀片斜置，刀辊主轴相对下刀门刃口平行设置，切丝动作类似于拉切。,（3）独到的上刀门及上铜排链摆杆滑槽机构设计，上刀门在升降过程中的运动为平动，且与切刀刃口回转轨迹之间的间隙保持不变。（4）上刀门及上铜排链的升降运动采用气压驱动，用一个气缸和机械同步机构来实现，结构简单，运行可靠。（5）首创实验线用切丝机型，填补了切丝机系列的空白，覆盖面更大，适应性更强。（6）控制系统采用全数字变频驱动、伺服控制和闭环矢量控制技术，以及计
9、算机通讯、监控技术和总线技术，具有速度、料位、手动、自动、集控和信息管理等多种控制，故障自诊断及实时显示，三维动画显示和各种参数的显示、调整、设置、输入功能，人机界面友好丰富，功能扩展方便。,（五）影响切丝质量的因素1、工艺条件对切丝质量的影响（1）烟片的水分和温度切丝时烟片水分和温度地高低对切丝后烟丝的色泽、造碎、跑片、宽度等均有影响。当叶片水分过大、温度过高时，叶片发粘，经铜排链和刀门的压力作用后，极易使切出的烟丝颜色转深，形成块状，不易松散，烟垢粘刀。当叶片水分偏小、温度偏低时，烟片的韧性差，脆性大，切丝时容易造碎，而且“跑片”增多，叶丝合格率降低。因此，应根据卷烟产品设计的要求，选择适
10、宜的叶片温度和含水率。由于烟片在经过配叶贮叶后，温度降低较多，水分也稍有散失。为了保证切丝时烟片水分和温度的要求，根据各厂的实际，可在切丝之前设置“烟片增温”工序，适当增加烟片的温度，增强其机械加工性能，并通过此环节，进一步松散贮存后的叶片。,（2）叶片所吸收的水分和料液的均匀性水分均匀和料液被充分吸收的烟片切丝质量好，造碎少。因为水分均匀可使烟片获得较高的韧性；而料液被烟片充分吸收既可保证烟丝的质量，又可获得较好的切丝效果。否则，料液没有被烟叶组织内部充分吸收而仍附着在烟叶表面，这些料液在切丝时易粘连在铜排链和刀片上，使铜排链在向前输送烟片时的稳定性差，造成烟丝宽度不均，粘连在刀片上（粘刀）
11、易使切后烟丝发生造碎和跑片。因此，在切丝之前，加料后的烟片必须要有一定时间的工艺贮存时间，以达到烟片能均匀吸收水分和料液的目的。目前，不少厂的贮叶柜能力小，贮柜台数少，牌号多，造成贮叶时间不够。,（3）烟片的纯净度切后叶丝中，往往有一定数量的梗签、梗块等，直接影响叶丝的纯净度，叶丝之所以会存在梗签和梗块，主要是因为打后叶片含有烟梗的缘故。试验表明叶丝纯净度与叶中含梗率呈负相关，即叶中含梗率高，切后叶丝梗签、梗块多，纯净度低。因此，在保证一定规格的前提下，应尽量减少叶中含梗率，以便提高叶丝纯净度。,2、设备性能对切丝质量的影响切丝设备对切丝质量的影响因素主要有：（1）进料的均匀性对于老式的切丝机
12、，它的铜排链和刀门都是固定的。当进料量不均匀时，对烟片的压力就不同，因而对烟片的造碎和切丝质量都有影响。若进料量过多，压力过大，烟片易产生结饼现象，切后烟丝不易进行松散。结饼时输送速度比正常输送速度要慢，造成切丝宽度过小。且压力大，烟片颜色易转深，幷易发生造碎。若进料量过小，烟片压不紧，易产生跑片，也影响切丝质量。对于现行的切丝机，它的刀门和铜排链对烟片的压力是恒定的。但它的调节能力也是有限的，所以烟片在进入切丝机时要有定量或限量装置（如喂料机、光电管），使烟片的流量保持基本稳定。所以“规范”要求：供料均衡，铺料均匀、不脱节、刀门四角勿空松。（2）铜排链和刀门对烟片的压力铜排链和刀门对烟片的压
13、力过大，切后烟丝不易松散，烟丝的颜色容易转深。压力过小，容易跑片。在实际操作过程中，在不产生跑片的前提下，尽可能降低铜排链和刀门的压力。正常工作时应保证稳定，压力调整适宜，一般在0.3MPa以下。,（3）铜排链输送和刀辊转速的稳定性铜排链向前输送烟片和刀辊旋转的密切配合是保证切丝宽度稳定的关键，如果传动系统配合不妥、运行不稳，将影响切丝宽度的稳定性。（4）刀门和切刀之间的间隙刀门和切刀之间的间隙越大，越容易产生造碎和跑片。所以要求在切丝时，刀门应平整并与刀片平行，刀门与刀片的间隙调整适当。以刀片不磨擦或不切割刀门为准，一般为0.080.12mm。所以“规范”要求，刀片进给系统应保持工作正常，进
14、刀和磨削距离一致。（5）刀片的锋利程度刀口应锋利，不卷刀，不缺口。否则，容易生产造碎、跑片。当前国产切丝机性能不稳，刀片及砂轮质量较差的问题已严重影响切丝质量的提高，有关方面正在组织攻关。（6）切丝刀的绝对速度和切削力切丝刀切削速度的快慢，对生产效率和切丝质量都有影响。在一定范围内，随着切割速度的增大，刀片和烟叶之间的摩擦力减小，,所以生产效率和切丝质量均提高。但切割速度过大，切割后的烟丝下落紊乱，易于高速的加刀板发生冲撞，从而增大烟丝的造碎程度。YS11旋转式切丝机刀片与刀门有较大的夹角，切削时刀片宽度方向各点不同参与切削。因此，切削力小。YS12滚刀式切丝机刀辊的轴心线与刀门有5夹角，即刀
15、片与“烟饼”有5夹角。在切削时，刀片在宽度方向上各点逐渐切削“烟饼”，由点到线，减小了切削力。SQ35（RC4）滚刀式切丝机刀辊的轴心线与刀门平行，即刀片与“烟饼”平行，刀片在宽度方向上各点同时参与切削。但SQ35（RC4）滚刀式切丝机刀门系统与其它类型有不同的设计，上刀门和下刀门两个雾件设计成两边上翘，中间下凹，压紧后的“烟饼”也是两边上翘，中间下凹，这样刀片两边首先进入切削状态，减少了刀片进行切削的阻力，并避免了切削初期的冲击力。SQ311-321型曲刃水平滚刀式切丝机，对刀辊结构和进刀传动机构作了改进：刀片斜置，刀辊主轴相对下刀门刃口平行设置，切丝动作类似于拉切。,（六）质量故障及诊断1
16、、切丝宽度不均匀（1）现象及后果：宽度适宜的烟丝可以保证卷烟的内外在质量，有利于提高烟丝的填充能力；如果宽度过宽，在卷制时容易造成烟支空头和切口不平齐，虽燃吸速度会有所加快，但烟气碱性增强，杂气和刺激性均会增大；若烟丝过窄，又会使烟支透气性减小，抽吸阻力增大，烟丝燃烧不完全，从而导致卷烟的香气不能得到充分得发挥。因此，适宜的烟丝宽度，对于降低消耗和焦油量，提高卷烟的内外在质量都是至关重要的。（2）原因及改进措施：烟丝宽度不均匀的原因主要是由于设备方面的故障造成的。主要有：A：铜排链输送和刀辊转速的稳定性；铜排链向前输送烟叶和刀辊旋转的密切配合是保证切丝宽度稳定的关键，如果铜排链运行不正常，短时
17、有输叶间断现象或传动系统配合不妥、运行不稳，将会切丝宽度的稳定性。B：刀口不锋利，有卷口、缺口现象等。C：进刀丝杆及推板磨损，装配不严，刀片停滞不出，产生切丝跳刀现象。D:无机变速链条已磨损严重。E：切丝刀没有装齐或没有修磨一致。F：切丝刀走斜，刀口与刀门不平行或间隙不正确。改进的措施是针对上述原因加强对切丝机的维护和保养，使设备处于最佳的运行状态。,2、烟丝合格率低，有跑片现象（1）现象及后果：烟丝合格率是指由切丝机切出的全部烟丝中，扣除宽度明显不合格的烟丝、跑片、杂物等之后的烟丝量所占全部烟丝量的比率，通常要求烟丝合格率大于99。烟丝的合格率低，亦即烟丝中有较多的宽度超过正常宽度的烟丝或跑
18、片，对卷制的质量和燃吸质量均会造成不良影响。（2）原因及改进措施：造成此现象的原因既有来料方面又有切丝设备方面的原因。A：来料方面的原因：（A）来料水分太低。应加强车间车间温湿度的控制或在切丝之前设置“叶片增温”工序，适量地提高叶片的温度。（B）进料量不均匀。尽管铜排链和刀门对叶片的压力可进行控制，但它的调节能力是有限的，若进料量过小或刚进行切丝时刀门对叶片压不实，极易产生跑片现象。改进的措施是叶片在输送给切丝机时要有定量喂料装置或保持切丝机进料部分的光电控制器工作正常；若切丝机刚开始进料，刀门中无烟叶，喂料部分应先进料，而后再开启切丝机，切出的料头由于跑片较多，应从出料振槽上卸出，返回重切。
19、,B：切刀与刀门之间的距离过大。此间隙越大，越易产生造碎和跑片，因此，在设备检修时，应注意检查切刀与刀门是否平行、切刀与刀门之间的间隙，间隙越小越好，以切刀不磨擦或不切割刀门为准，一般为0.080.12mm为宜。C：刀门四周各零件磨损过大，致使刀门与切刀的间隙不均匀，仅靠切刀的调整难以实现。D：刀刃缺口或磨刀系统调整不恰当，致使切刀不锋利。,3、切丝结块，烟丝颜色偏深（1）现象及后果：切后烟丝颜色转深，形成块状；既影响烟丝的外观和内在质量，又使烟丝不易松散，致使烟丝在工序的烟丝膨胀过程中水分不均匀，造成烘后烟丝水分不均匀，烟丝的膨胀率降低。（2）原因及改进措施：造成烟丝结块，烟丝颜色转深的现象
20、，既有工艺方面的原因，又有设备方面的原因。A：工艺方面的原因：（A）切丝来料烟片的含水率过大、温度过高，致使烟片在铜排链和刀门的压力作用下产生结块，且由于水分大、温度高，烟叶内部的氧化还原反应进行得非常剧烈，又经切丝刀的切削摩擦，致使切后烟丝颜色转深。改进的措施是控制切丝来料烟片得水分和温度，尤其是切丝前设置有“烟片增温”工序时，应根据不同来料烟叶等级，设定不同的回潮水分和温度，因为等级越高，韧性越强的烟叶，越容易出现结块和颜色转身现象，因此，高档烟叶在切丝前可不增加或少增加其水分和温度，水分不易超过20、温度宜不超过45，尤其湿度大、温度高的天气，烟片加料后水分不易散失，甚至吸潮，常会造成结
21、块，烟丝颜色转深。（B）烟叶所吸收的水分和料液的均匀性；因为水分均匀和料液,被内部充分吸收的烟叶，韧性强、切丝质量好，切丝过程中造碎少。在此情况下，可适当降低切丝的水分、温度、铜排链和刀门的压力就可保证切丝的质量，从而防止了结块和烟丝颜色转现象的发生。因此，在切丝之前，加料后的烟叶必须要经过一定时间的工艺贮存，以达到烟叶能均匀吸收水分和料液的要求。B:设备方面的原因：（A）进料的均匀性。尽管切丝机的铜排链和刀门对烟片所施加的压力是可调的，但它的调节能力是有限的，所以烟叶在进入切丝机时要有定量喂料装置，切丝机后身上的光电控制器工作应正常。（B）铜排链和刀门对叶片的压力大小。在保证切丝质量（尤其是
22、不产生跑片）的前提下，可通过调节铜排链和刀门对烟片的压力来达到防止烟丝结块和烟丝颜色转深的目的，降低刀门压力，基本上无跑片即可，高等级烟片刀门压力应低一些，小于0.25MPa。,三、叶丝增温增湿,（一）叶丝增温增湿的工艺任务 1、提高叶丝的温度和含水率。2、改善和提高叶丝的感观质量。（二）叶丝增温增湿的质量要求 1、增温增湿后叶丝应达到下列指标要求：,2、叶丝柔软、松散，无结团、湿团现象。,（三）叶丝增温增湿的质量检测1、检测项目（1）叶丝含水率。（2）叶丝温度。2、检测方法（1）取样方法（2）检测方法,（四）叶丝增温增湿设备性能叶丝增温增湿设备当前各厂采用隧道振槽式（HT），也有采用滚筒式。
23、当前与滚筒式烘丝机配套的多为HT。采用滚筒式增温增湿机有两种形式，一种是过去与英国烘丝机配套的超级回潮筒，滚筒式设备增湿能力较大，但增温能力不足，因此烟丝含水率增加较大，但膨胀效果不甚理想，因此，现在采用滚筒式干燥设备时，增温增湿多采用HT。另一种是气流干燥（HXD）之前的叶丝增温增湿机，采用的是滚筒式设备（DCC）。因气流干燥过程中温度很高（最高可达380400），要求叶丝的水分大（最高可达40），隧道式增温增湿机难以达到增加含水率的要求，因此采用滚筒式设备（DCC）。叶丝增温增湿前定量喂料如下图。HT、DCC设备的外形及结构如下图所示。,叶丝增温增湿前的“定量喂料”,图：定量喂料机的组合形
24、式,定量管的结构,在计量管上设置有4对光电管。料位堵塞光电管：报警、停机。高位光电管：控制提升输送带起闭。中位光电管：控制喂料机提升输送带的速度（无机变速）。低位光电管：控制电子秤起闭。,图：HT设备外形,DCC循环热风式回潮筒,图：DCC在生产中的设置,蒸汽,蒸汽,蒸汽,水,风机,0C,出料罩,筛网,自动筛网清扫器,热交换器,循环热风式 回潮筒工作原理图,（五）影响叶丝增温增湿质量的因素1、叶丝流量均匀稳定在蒸汽、水施加量一定的前提下，叶丝流量的波动将造成其吸收的水分和热量产生波动，从而影响叶丝增温增湿后的含水率、温度的大小、高低及允差的大小。要求流量波动1.0。2、蒸汽、水工作压力的大小及
25、稳定性和蒸汽、水流量计的计量精度。蒸汽、水流量计的计量精度0.5。3、增温增湿系统的控制精度。4、水、汽管道及喷孔畅通，无阻塞现象，喷射角度合适。无跑、冒、滴、漏现象。排气罩的滤网清洁畅通，完好无损。排潮系统工作正常，出口端无冷凝水下滴。,四、叶丝干燥,（一）叶丝干燥的工艺任务1、去除叶丝中的部分水分，满足后工序加工要求。叶丝增温增湿后含水率在22以上，须经干燥去湿，使其含水率降低至1214,才能适应卷制的工艺要求。2、改善和提高叶丝的感官质量。由于烟丝的表面积较大，在烟叶的干燥过程中，烟丝受高温的处理，部分游离的烟碱和氨类物质挥发，烟气的刺激性会有减轻，同时还可以去除部分杂气。烟气的透发性增
26、强。此外，由于高温的作用使糖、酚类物质与氨基酸化合生成棕色化发应产物，以改善吃味、减轻刺激性、去除杂气。尤其是低档卷烟的烟丝，经过叶丝干燥以后，刺激性和杂气得到明显的减轻或去除。下表为某C类卷烟叶丝干燥前后化学成分的变化。,表：叶丝干燥前后化学成分的变化,从上表中可以看出，叶丝干燥前后化学成分变化较大的是游离烟碱，它的降低，有利于改善烟质。而石油醚提取物也下降较大，表明烟草的香气物质有所损失，尤其是对高档烟在较高的温度条件下干燥（HXD）更是如此。但由于挥发碱和产生杂气、刺激性物质的降低，是干燥后叶丝的总体质量得到提高，烟气变得醇和，口感变好，香气更加纯正和显露。,另外，通过烟气分析和卷烟评吸
27、结果表明，叶丝干燥过程可以提高卷烟的质量。把相同规格的同牌号卷烟在梗丝掺配量一定的条件下，叶丝经过膨胀处理的烟支燃烧性增强，抽吸口数减少，焦油量平均降低2mg/支左右，烟碱含量略有减少，见下表。表：叶丝干燥前后卷烟烟气分析结果对比,注：照样烟（叶丝未在膨胀），处理样烟（烟丝在线膨胀）。,其卷烟综合评吸得分比对照高13分，见下表。主要表现在颜色稍加深，色泽均匀，杂气减少，香气纯正，浓度和劲头略有减少。由于色泽深浅不一致的配方叶丝在加温加湿膨胀过程中，颜色浅的转色快，颜色深的转色慢相对缩小了叶丝颜色差异，从而使之更为协调均匀。在烘线过程中，随着干燥脱水量的增加，虽然烟丝香气会有损失。但由于杂气的去
28、除程度更大，相对来说突出了卷烟香气，从而达到了改善卷烟内外在质量的目的。表：叶丝干燥前后卷烟感官质量的变化（分）,注：对照样烟（叶丝未在线膨胀），处理样烟（烟丝在线膨胀）。,3、提高叶丝填充能力和耐加工性，达到二者的协调。与未进行在线膨胀的烘后叶丝相比，其填充值可增加5%15%。由于叶丝填充能力的提高，使烟支质量（重量）下降，见下表。在硬度、圆周相同的条件下，叶丝经过在线膨胀后，A牌号和B牌号烟支质量（重量）分别比对照降低0.035g和0.038g，即单籍耗丝量A牌号降低1.75kg，B牌号降低1.9kg。表：卷烟物理指标比较,（二）叶丝干燥的质量要求 1、干燥后叶丝应达到下列指标要求：,2、
29、干燥后叶丝松散，手感柔软，感观质量得到提高。3、干头干尾量每批不超过0.6%。,（三）叶丝干燥的质量检测1、检测项目（1）叶丝含水率及标偏。（2）叶丝温度。（3）叶丝结构。（4）叶丝填充值。（5）叶丝弹性。2、检测方法（1）取样方法（2）检测方法,（四）叶丝干燥设备性能叶丝干燥设备目前应用较多的有滚筒式和气流式两种。滚筒式（烘丝机）以 蒸 汽 为 加 热 能 源，采 用 复 合 干 燥 方 式，烘 丝 过 程 采 用 自 动 控 制。热风温度、风速、筒壁温度可自动控制。排潮能力可调，配合恰当，排潮口无结露。筒体转速可调。气流式（HXD）以燃油或燃气为加热能源，采用对流的干燥方式，干燥过程采用自
30、动控制。热风风温、风速、设备内湿度和排潮量可自动控制。热风循环系统密封性良好，否则，造成能量损失，温度、湿度、风速等也难以得到可靠控制。喷汽和喷水量可连续调整，满足干燥气流的湿度要求。具有烟火探测、报警和自动处理功能。具有废气排除及处理功能。滚筒式和气流式干燥设备外形结构见下图。,图：滚筒式叶丝干燥设备（烘丝机）设备外形,HXD：工作原理：燃油加热器提供热量给工艺气体，使工艺气温度最大升高到460oC。烟丝通过进料气锁和文丘里管被喂进HXD，工艺气流将烟丝引入干燥管内，管内输送风速约为15.5m/s。烟丝再被输送到旋风分离器的入口，通过离心作用，从工艺气体中分离出来。烟丝从分离器底部的旋转气锁
31、处落下，工艺气通过蜗型腔和螺旋管从旋风分离器顶部离开回到装在低处的主工艺风机。工艺气流通过安装在旋风落料器和主风机进口之间的带有温度补偿的文丘里管时，通过压差测量工艺气的流量。工艺气流通过风机后，立刻分为两部分，一部分作为废气排出，另一部分直接返回工艺加热器重新加热升温至所需的工艺温度循环使用。设备性能：其主要结构有以下几部分组成：进料管、进料气锁、垂直干燥管、旋风分离器、出料气锁、回流气体管道、工艺风机、热交换器、蒸汽喷射、排料槽、自动灭火系统和清洗系统等组成。,HXD加热系统,1、进料管：进料管与垂直文丘里管成300角，文丘里管的缩口截面约为干燥立管截面的33%。与干燥管连接处的进料管倾斜
32、侧面上有螺栓联接的检修门。2、进料气锁：转子叶片和轴用不锈钢制造，轴上焊有10个径向叶片，叶片顶部装有青铜材料的调节板。壳体用铸铁制造。气锁顶部和底部均有联接法兰，可与矩形接管联接。气锁装在文丘里入料管的顶部，中间装有膨胀节，气锁的轨道支撑在平台构架上。驱动部分装有转速传感器，用于速度监测并与设备联锁。3、垂直干燥管是外部有加强筋的矩形管。矩形管顶部是90o弯头，并保证与旋风分离器平滑过渡，在弯头处有一个带插销的检查门。4、旋风分离器：旋风分离器用3.0mm厚不锈钢板制作，由两个对接的壳体组成，一个锥形，一个蜗形。旋风分离器的的出风口为圆形管道。管道上装有回流工艺气温度计和管道壁温度传感器。,
33、5、出料气锁此气锁与进料气锁的结构类似，但略有不同，转轴的轴承为耐高温滑动轴承。气锁装于旋风分离器下部，由平台构架支撑。驱动部分安装转速传感器，用于速度监测并与设备联锁。6、回流气体管道为圆形，包括一个带有压差变送器的文氏管和一个带有电-气执行装置的平衡式风门的工艺气体流量控制环路。7、工艺风机装有不锈钢制造的反向倾斜的叶轮，叶轮轴用滚珠轴承、铸铁轴承座支撑。在轴承和风机壳体间装有冷却盘。风机壳体的结构可使叶轮从驱动端拆出，风机出口处装有压力开关用于检测风机性能。从主工艺风机到热交换器的回风管道分为两部分，一部分连通热交换器，另一部分连通工艺废气排放口，并装有电-气控制的排放风门。,8、热交换
34、器热交换器的热风出口为一段矩形管道，此管道后段倒U形的圆形管道上带有模拟物料负荷的雾化水喷射装置和一膨胀节，用于吸收热交换器的热量和管道的热膨胀，此管道连接到干燥管道的烟丝入口的下方。管道中联接的工艺元件包括：工艺气体温度传感器和温度指示器、进料点压力传感器，螺栓联接的控制板，管道底部有一个4”的排放口和气动球阀，用于排放清洗水和冷却水。9、工艺加热器工艺加热器由水平燃烧室、燃烧器和热交换器组成。燃烧器装在燃烧室的一端，带有可观察的火焰观察窗。来自热交换器的烟气在高温风机的作用下进入一分支管道，一定比例的烟气排入烟道，剩余的返回燃烧室循环。（见下图）10、蒸汽喷射蒸汽喷射包括：孔板式压差变送器
35、、电磁流量计和截止阀、疏水阀、过滤器、蒸汽减压阀等。,11、排料槽和自动灭火系统：烟丝从出料气锁进入排料槽，在出料气锁的下部装有火花探测器，探测器下方有一个快速排料翻板，排料翻板下面装有两个水喷嘴，正常过烟丝时翻板打向后，烟丝进入下道设备出料振槽。当火花探测器探测到有小火星时，排料翻板立刻动作，同时排料槽处的水喷嘴喷水并持续2秒时间，此时火星熄灭就恢复工作。只要火焰探测器发出的信号存在，这个过程就重复下去，同时干燥器停止进料并发出警报12、清洗系统：HXD设有一套清洗和设备冷却的水管路系统，在进料管上设有两个喷嘴，在干燥立管顶部装有两个喷嘴，在旋风分离器蜗壳的顶部装有八个水喷嘴。,HXD的控制
36、系统：HXD有六个闭环控制回路。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（B10）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（B1）。平衡式风门有两个作用：一是控制气体流量；二是使风机电机冷启动。在启动程序开始时，风门处于关位状态，这时风机电机的负荷最小，当循环风达到所需温度时，温度传感器反馈其温度值，这时风门逐渐打开，即可调节工艺气流。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（B9）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（B2），如果
37、干燥管内的静压高到正值，在烟丝进料口会有工艺气溢出，这时废气排放风门会进一步打开，增加排气量。如果进料口处静压下降（负压更大），会造成在进料气锁和出料气锁处吸进更多的空气，使工艺气温度下降，这时废气风门会关闭一些。,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。由模拟负载流量控制阀（B15）发出信号调节水流量控制阀（B17）。4、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（B13）
38、来测量，此信号反馈给控制回路调节蒸汽喷射流量控制阀（B14）。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。,5、温度控制回路设备启动后，在燃烧炉点火之前，系统要进行一系列的检查，一旦燃烧炉被点燃以后，就以20/分速度上升，直至旋风分离器出口工艺气的温度（B6）达到空转模式的温度120；进入空载状态，此时的温度已经能够避免形成冷凝水了，模拟负载启动，喷水装置就会喷水用以平衡工艺气温度，此时HXD继续升温到待料状态。当烘干机达到“待料”状态，就可启动电子秤进料了，一旦由光电开关检测到有烟丝进入HXD时，模拟负载喷水就逐渐减少，当在出料口探测到有烟丝时，模拟负载就关闭，HXD进入烘干状态，
39、烟丝水分由水分控制回路控制。回流工艺气温度由喷水流量控制阀(B18)来调节，它能对烟丝水分和流量变化作快速反映。关机时先转到空载或待料状态，这时启动模拟负载喷水，燃烧器中气体温度以20/分速度下降，直到燃烧器气体温度下降到300，燃烧器关闭。当管道中温度下降到100时，关闭模拟负载，关闭主循环风机。,6、水分控制回路 若HXD出料水分偏低，水流量控制阀（B16）就发出信号，逐步打开雾化水控制阀（B18），打开幅度由出料水分决定。相反就逐步关小水控制阀（B18）。HXD在线膨胀系统基本参数（用于6000kg/h制丝线）工艺气流量：13420 kg/h（在最大脱水状态下）工艺气体温度：最大 460
40、工艺加热器额定功率：10200 MJ/hr燃料（0号柴油）：热值 46.4 MJ/kg 最大燃料消耗：220 kg/h工艺废气流量：10033 m3/h，180工艺蒸汽注入：2600 kg/h，0.6MPa工艺水 控制用水 270kg/h，0.8MPa 用于模拟负载：1700 kg/h最大，0.4MPa,DICKINSON LEGG公司与BAT公司合作开 发研制的叶丝处理新技术。技术独特，处理叶丝效果好，目前国内已有七家烟厂引进了该项技术。国家局以技贸结合方式引进了该设备的制造技术。秦皇岛烟机厂已完成了对该技术的消化、吸收工作。系统组成：循环热风式回潮筒燃油管道式烘丝机,HXD叶丝在线膨胀系统
41、,技术概况,HXD 典 型 布 置,HXD结构组成,HXD工作原理图,HXD型号规格和主要参数,进 料 条 件,进料含水率偏差：1%,进 料 连 续,进料含水率：22%35%,HXD非直燃式叶丝在线膨胀设备具有下列优点,膨胀率高。表面硬化最小自然膨胀定型不合格烟草最少良好的水份控制高生产能力膨胀烟丝用量减少使复合配方具有更大的适用性通过控制膨胀率以匹配已有配方,HXD非直燃式叶丝在线膨胀设备具有下列优点,使复合配方具有更大的适用性通过控制膨胀率以匹配已有配方干燥膨胀在低氧环境内进行，能够减少物料化学变化，降低物料内有益成份的损失，从而保护烟丝固有的香气。全自动控制和保护系统，保证烟丝质量和设备
42、的可靠性。完善的清洁系统，降低了劳动强度。,（五）影响叶丝干燥质量效果的因素1、叶丝水分大小及均匀性（1）现象及后果：叶丝干燥后的水分应根据不同卷烟进行设定。干燥后总体水分已达到设定要求，但水分不均匀，允差和标准偏差过大。由于烟丝的水分不均匀，一方面烟丝的总体韧性降低，造成在以后的工序的加香和配丝贮丝等工序时有部分烟丝会发生造碎；另一方面烟丝的填充值因在贮丝过程中水分的变化而降低；此外，由于烟丝水分不均匀，烟丝的松散、分散性差，卷制过程中烟丝易结团，给卷制造成困难，并出现空头、竹节等残次烟支，烟支重量、吸阻、硬度指标等稳定性降低，影响卷制的质量和卷烟机的工作效率。（2）原因及改进措施：产生叶丝
43、水分不均匀的原因及改进措施主要有：A：切丝结块，经增温增湿后的叶丝松散性差，水分不均匀，改进的措施是在切丝工序中的“切丝结块，烟丝颜色转深”。B：叶丝流量的控制精度差，水分仪的控制精度差或水分仪的控制滞后。由于叶丝进料流量不均匀和水分仪的控制精度差或控制,滞后，造成叶丝干燥机的脱水量不能跟随叶丝流量和出口叶丝水分的大小而进行快速地调节叶丝干燥机的有关参数（亦即实际脱水量与要求脱水量不符），造成叶丝水分不均。改进的措施是提高叶丝增温增湿前的定量喂料机的控制精度，使叶丝的流量波动控制在1.0%。采用带纵、横分配行车的喂料机和既有定量管的体积定量又有电子秤的重量定量的三组合式的定量喂料控制方式来提高
44、叶丝流量的控制精度。C：叶丝干燥机所使用的蒸汽压力稳定，蒸汽流量计的计量控制准确，蒸汽和水等流量计量精度0.5%。使叶丝干燥机的蒸汽压力、流量、筒壁温度、热风温度（HXD热风温度高，水分波动大）、热风速度、干燥时间（HXD时间短、水分波动大）、滚筒转速等参数控制准确稳定；否则，上述参数中的任意一个发生波动控制不稳定，会均使叶丝的脱水速度和脱水量不均匀，从而引起叶丝干燥后水分不均匀现象。D：叶丝干燥筒内有结垢、蒸汽排管有阻塞或有跑、冒、滴、漏现象，造成叶丝干燥后水分不均匀。改进的措施是加强对设备、管道等的维护和保养，及时对设备进行清理和检修。,E：在叶丝干燥后的冷却筛分工序中，叶丝的冷却应均匀，
45、否则，既影响叶丝卷曲定型的效果和叶丝温度的均匀性，又使冷却设备表面的叶丝与内部的叶丝水分产生不均匀现象。F：来料叶丝水分的波动较大，检查来料水分和前面工序的生产情况。G：排潮管道有结露现象，热风风速波动大，排潮风速过低，排潮效果差，或风速不稳定。对排潮系统进行保温，检查热风、排潮系统的风速、风压、风机电流等，稳定热风风速、排潮效果，减少波动。H：叶丝在干燥机中停留时间过短。专题研究之八：烘丝流量与烘丝水分关系研究,2、叶丝温度过低或不能满足工艺要求（1）现象及后果：在叶丝干燥过程时，应针对不同卷烟设定叶丝干燥的温度，因为叶丝温度过低，刺激性、杂气不能得到有效地去除，余味不能得到有效地改善，尤其
46、是对于低档卷烟或有明显质量缺陷的卷烟，叶丝干燥的温度对改善卷烟感官质量的作用效果就显得非常重要。温度过高，高档卷烟的香气物质损失过大，颜色转深越明显。（2）原因及改进措施：A：蒸汽压力、筒壁温度、热风温度、热风风速、排潮风机风速或排潮风门开度过大或过小。改进的措施是，若干燥后叶丝温度过低，在出口叶丝水分达到设定要求的前提下，联合调整筒壁温度、热风温度、排潮风机风速或排潮风门开度。提高筒壁温度和热风温度，减小排潮风机风速或排潮风门开度，增大筒内相对湿度，以保持干燥后叶丝水分不变，提高叶丝温度。若干燥后叶丝温度过高，调整的方法与前面相反。B:根据叶丝流量大小，保持蒸汽压力、蒸汽流量、筒壁温度、热风
47、温度、热风风速、滚筒转速、排潮风门开度等烘丝参数的协调和稳定。使叶丝温度既达到设定要求，又保持稳定。,3、干燥后叶丝的填充值低（1）现象及后果：干燥后叶丝填充值低，造成卷制过程中烟丝的消耗量增大，烟支重量增大，烟支吸阻增大，影响卷烟质量。由于烟支密度大，致使烟支的燃烧性差，香气物质不能充分显露，刺激性、杂气不能得到有效去除，烟支抽吸口数增大，焦油量升高。（2）原因及改进措施：干燥后叶丝的填充值低，既有来料叶丝的结构、叶丝宽度不合理方面的原因，也有增温增湿效果差，叶丝干燥不合理等多方面的因素。在此，重点探讨叶丝膨胀（增温增湿效果和叶丝干燥）方面的原因及改进措施：A：叶丝增温增湿后的温度过低，水分
48、偏小。在切后叶丝含水率和物料流量稳定的条件下，改变叶丝增温增湿的工作蒸汽压，可影响其出口叶丝温度和含水率，进而改变烘后叶丝填充值。工作蒸汽压力越大，出口叶丝温度和含水率越高，烘后叶丝填充值也相应增加。因为叶丝干燥前叶丝的温度低，叶丝中的水分蒸发汽化速度慢，叶丝需要在干燥过程中先升温而后水分汽化。而由于叶丝干燥前水分偏小，在叶丝干燥后水分一定前提下，叶丝中的脱水量减小。下表位叶丝增温增湿机的工作压力与叶丝膨胀效果之间的关系。,表 叶丝增温增湿机工作压力与叶丝膨胀效果之间的关系,从上表中可以看出：通过增加叶丝膨胀机工作蒸汽压和提高烘前叶丝含水率和温度，有利于提高烘丝后叶丝填充值。值得注意的是，虽然
49、烘后叶丝填充值随烘前叶丝含水率和温度的增加而增加，但并不是说烘前叶丝温度和含水率越高越好，因为：（A）叶丝卷曲度有一个最大限度，即当脱水量和脱水速度增加到一定程度后，再增加脱水量和脱水速度，叶丝卷曲度不会有明显的变化；（B）烘前叶丝含水率和温度在一定范围内增加，有利于改善卷烟内在质量（即色、香、味），但含水率过大，温度过高，就可能使卷烟内在质量下降；（C）烘丝脱水能力有一个限度，如果烘前叶丝含水率超过其脱水能力，就会使烘后叶丝含水率不能满足后加工的工艺要求。因差，在确定叶丝膨胀温度和含水率时，应综合考虑以上3个因素。在保证烘后含水率和卷烟内在质量的条件下，提高叶丝填充值。,B：烘丝机热风流向。
50、烘丝机热风流向可分为逆流和顺流。逆流表示与叶丝运动方向相反，顺流表示与叶丝运动方向一致，如下两图所示。图：逆流式烘丝机,H.空气加热器HL.热空气 KL.冷空气 T.叶丝流 WD.加潮隧道,图：顺流式烘丝机,H.空气加热器 HL.热空气 KL.冷空气 T.叶丝流 WD.加潮隧道,就逆流干燥而言，切后叶丝直接烘丝时，在烘丝筒起始端，叶丝与温度较低、湿度较大的热气流接触，其水蒸气就会冷疑于温度较低的叶丝表面，使叶丝温度和含水率增加。随着叶丝向前运动，热气流的温度升高、湿度降低，此时已经增温增湿的叶丝开始脱水，其脱水速度逐渐加快。当叶丝处于烘丝机尾部时，由于叶丝水分已降低许多，所以脱水速度才开始放慢
