毕业设计论文烟草生产工艺自动化技术应用现状.doc

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1、毕业设计中国矿业大学毕业设计（论文）任务书院（系） 化工学院 专业年级 过控 学生姓名 任务下达日期： 2011年 1月 20日设计日期：2011年 2 月19日至 2011年 6月 15日论文题目：烟草微波干燥工艺控制系统设计论文专题题目：烟草生产工艺自动化技术应用现状 论文主要内容和要求： 主要内容：1 完成烟草微波干燥工艺控制系统设计； 2 撰写一篇专题论文； 3 专题论文翻译。要 求：1 设计内容技术要求（1） （1）了解卷烟厂烟丝生产工艺，了解烟草微波干燥工艺在烟草制丝生产线的作用。（2） （2）掌握烟草微波干燥工艺所需特点及工作原理。（3） （3）针对烟草微波干燥的工艺要求设计合理

2、的控制系统，要求采用PLC设备。（4） （4）控制系统包括：硬件设备选型、PLC机架布置、PLC程序编制等内容。（5） （5）论文符合中国矿业大学本科毕业设计撰写规范要求，计算机打印。 2 专题论文要求(1) (1)论文内容必须与设计内容有关；(2) (2)论文字数在30005000之间；(3)论文格式满足一般科技文献出版要求。 3 资料翻译 完成不少于3000字的规定英文资料翻译； 译文要求能够表达原意，语句通顺，文笔流畅。 4 所有设计文件均采用计算机绘制或打印，同时提供电子文档一份。 5 提交设计说明书、专题论文及专英翻译合订本一册。院长（系主任）签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业

3、设计任务书论文题目：烟草微波干燥工艺控制系统设计学 院：化工学院专 业：过程装备与控制工程年 级：2007级姓 名：指导老师：开题报告一、 选题意义 1、现实意义 随着社会经济、技术的发展，社会文明的进步人们对居住环境的要求越来越高，尤其是对自身的健康问题的关注已不断增多可以说烟草围绕着我们每一个人的生活，它对文明生活的影响是显而易见的怎样才能趋利避害，让我们远离危害戒烟？那是个别人的事，不可能全世界人都能把烟戒掉那么我们只有改变烟来适应我们让烟草朝更加有利的方向发展本课题的现实意义就是研究烟草企业怎样提高产品质量，净化工作环境，节能减排，降低废品率，增加收益，尤其是减少烟丝中所含有害物质对人

4、体的损害让我们人类自身健康、安全、发展得以保障2、理论意义为解决HT和烘丝机在实际应用中存在的不足, 补充HT 的加温加湿功能, 改善制丝质量, 提高烟丝的膨胀效果, 在制丝线中安装了微波干燥机。微波干燥前、后烟丝膨胀效果的对比表明: 利用微波干燥技术可以提高烟丝的填充值, 而且对降焦也有一定效果。对微波干燥膨胀烟丝技术在实际生产应用中存在的问题提出了改进措施,提高和完善微波干燥技术在烟丝生产中的运用，使烟丝制作工艺流程的每一道工序都趋向于理想化模型。同时也为了促进控制技术的高速发展. 二、 论文综述 1、 理论的渊源及演进过程烟草的起源 最早的烟草均起源于美洲，随着烟草产业的发展和西方的战争

5、，烟草普及世界各地。烟草最早进入亚洲的国家是日本，大约是公元1605年左右的事。我国古无烟草，最初传入烟草的是17世纪初年的福建水手，他们从吕宋带回来烟草的种子，再从福建南传到广东，北传到江浙。明末名医张介宾（景岳）在他的著作中，第一次提到烟草的历史和故事十九世纪七十年代后期出现的卷烟机，使英国和美国在卷烟工业技术和产品方面处于世界领先的地位，从而加强是了对外的原料掠夺和商品输出。八十年代以后，帝国主义一方面竭力将洋卷烟输入中国，另一方面积极筹划对华输出资本，就地设立卷烟厂，利用廉价的劳动力和原料，占领当地市场，攫取更大的利润。上海是国外投资设立卷烟厂最早也是最集中的地方。四十年代末卷烟工业概

6、貌.抗战期间，东北、华北、华东、华南等地的卷烟工业受到战火的摧残，不久就被日伪所劫夺。尤其是上海的烟厂，在“八一三”事变爆发后受到的破坏更大，处于虹口一带的南洋、华成、大东、华东等近20家重要烟厂，丧失其生产能力；另一部分幸存的烟厂，又受到日本军国主义的军事管制，实行垄断经营，多数处于维持生计之中。民族卷烟工业面临的有利形势 在二十世纪初的一段时间内，以轻工业为主体的民族工业出现过一个发展高潮，北间爆发的收回利权运动和抵制美货运动对中国近代民族卷烟工业的发展起到了直接推动作用。进入二十世纪，吸烟的普及，产生了为商品流通、竞争的烟标，为烟草文化增添了分支。烟标文化，也为研究、收藏烟标产生了客观的

7、条件。在社会发展的今天，科学的进步使人们认识到吸烟的危害性。2、 国外有关研究的综述 世界卷烟主要类型的特征（1）历史形成的四种类型卷烟 19世纪末，国际上卷烟工业开始发展，由于各地过去所消费烟草的品种、产地不同，吸食烟草的方式不同，形成了各自不同的传统习惯，因此各国的卷烟品质风格是不同的。受帝国主义列强军事、政治、经济的殖民影响，在20世纪中期逐渐形成了四种比重较大的卷烟类型，即英式烤烟型卷烟、美式混合型卷烟、法式深色晾烟型卷烟和中东香料型卷烟。英式烤烟型卷烟是从英国发展起来的。受英帝国殖民影响的国家和地区很广，都发展成英式烤烟型卷烟。法式深色晾烟型卷烟是以法国为主发展起来的。法国过去殖民地

8、也很多，在法国势力范围内消费者都吸食此类卷烟。香料型卷烟的流行与荷兰、西班牙等国的殖民影响有关，范围也较宽，在中东地区、东欧、南美洲都被吸烟者普遍吸食。美式混合型卷烟是以美国为主，于二次世界大战后随着美国军事和经济的扩展才发展起来的。（2）各类型卷烟的特征 、在20世纪中期，这四种世界主要卷烟类型的区别主要是由于所采用的烟叶和加工技术不同。各种类型卷烟所用的原料特征为：英式烤烟型卷烟是以烤烟作为配方的主要原料；美式混合型卷烟配方原料采用烤烟、相当大比例的白肋烟和少量香料烟与马里兰晾烟；法式深色晾烟型卷烟以法国及南美所产的深色晾晒烟及雪茄烟叶为配方主要原料；香料型卷烟是以中东地带所产的香料烟为主

9、要配方原料，掺配一些晾晒烟。加工技术的不同在于：英式烤烟型卷烟是突显烤烟香气，不加香或少加香料；美式混合型卷烟则利用白肋烟烟叶组织结构疏松、吸收性强的特点，大量加料加香，使用特殊的烘焙工艺，改变香味；法式晾烟型卷烟的烟叶经堆积发酵、加工过程，经一种高温烘焙处理；香料型卷烟中的香料烟不抽梗，加工过程不用较高的温度，来保持其特殊香气不受损失。、各类型卷烟香味风格特征 英式烤烟型卷烟着重香气（aroma），鼻腔有优美怡人的香气，喉部冲击力小，讲究入喉和醇，余味舒适。代表品牌为“555”。美式混合型卷烟着重香味（flavor），在感官上的特点是：对喉部有一定的冲击感（impact），重在口腔特别是与鼻

10、腔接近部位的香味感受，但鼻腔的香气感不多，要求避免对鼻腔的刺激，口感丰满，余味舒适。以“骆驼”牌和“好彩”牌为代表。法式深色晾烟型卷烟感官特点是：显示晒烟及雪茄烟等混合香气，但冲击力较大、刺激性较强，非习惯于此的人难以接受。以法国所产的主要品牌GAVLOISE、GITANE为代表。香料型卷烟的感官特点是：香料烟的香气特征较突出，支流香气很浓，入喉和顺，喜好这种香气的消费者都可接受。以当时埃及产的“福禄加”及苏联、阿尔巴尼亚所产的卷烟为代表。、各类型卷烟的理化特征物理特性方面，颜色：英式烤烟型的颜色为柠檬黄色，美式混合型为桔黄色，香料型为黄褐色，而晒烟型为深褐色。外形：多数为圆柱形，但香料型卷烟

11、部分为椭圆柱形，在东欧多是“大白杆”，在烟支末端有一个空心纸嘴。化学特性方面，各类型卷烟香味品质各有差异，其本质原因是各类型卷烟所用原料不同。烤烟碳水化合物含量较高，在燃吸时焦糖化，形成糠醛，取代呋喃和吡喃（如麦芽酚）等，具有焦糖香味化合物，赋予烤烟型卷烟特征香韵。而白肋烟、雪茄烟、马里兰烟中的含氮化合物明显高于烤烟和香料烟。在燃吸过程中，由于烤烟和香料烟中的碳水化合物的参与，易发生非酶棕色化反应，形成诸如吡嗪、吡咯和吡啶类含氮杂环化合物，从而形成混合型卷烟的特征香韵。烤烟型卷烟的糖氮比大于混合型卷烟。香料烟中低级脂肪酸明显高于其它类型烟叶，如异戊酸和甲基戊酸，另外还有极少量的吲哚类物质，基本

12、构成香料烟的香味特征。香料烟的香味主要来源是类赖百当化合物的降解。诸如降龙涎醚、冷杉醇等都是赖百当的降解物。赖百当仅存在于香料烟中，烤烟、白肋烟中均不存在。烤烟和白肋烟的香味主要来源是西柏烷类化合物的降解产物，诸如茄酮、降茄二酮、二氢猕猴桃内酯等。 各类卷烟烟气的pH相差较大，但烟气pH的测定目前没有统一的方法，各种报道的数据差别非常大，以下的pH范围只能供参考，但也能看出不同类别烟叶烟气pH的高低走向。 烤烟型卷烟烟气pH 3.54.5混合型卷烟烟气pH 5.05.5晾烟型卷烟烟气pH 5.57.5小雪茄烟烟气pH 6.59.0 （）各类型卷烟的消长和演变趋势 20世纪50年代以后，“吸烟与

13、健康”问题引起各国重视，降焦减害成为世界烟草行业的共同目标，加之世界经济一体化趋势的影响，各种类型的卷烟也都随之悄然改变。英国的英美烟草公司早已向世界各地，包括中国在内拓展市场。“菲莫”和“雷诺”等美国的大烟草公司后起直追，向世界各地扩展。由于混合型卷烟在降焦方面的优势而发展更快。在美式混合型卷烟发展的同时，法式深色晾烟型卷烟和香料型卷烟急剧萎缩，逐步被混合型卷烟代替。 英式烤烟型卷烟有些已由当初的纯烤烟配方，改为配方中掺入少量香气浓的香料烟或白肋烟以帮助提高香气和劲头，以适应降焦，乃至颜色有所加深，渐变为桔黄色。美式混合型卷烟在国外地区发展时也重视改变叶组配方结构适应当地的消费习惯。现在各地

14、的混合型卷烟还都带有本地的特点，与典型的美式混合型卷烟有一定的区别。例如菲莫公司，虽各国都有其“万宝路”产品，但各国的“万宝路”也都根据当地的吸食习惯做了相应的调整。总的来说各卷烟类型的香味风格变化趋势具有以下两个特点：一是不管哪种类型的卷烟，都要降焦、减害。二是卷烟的香味风格是长期形成的习惯，尽管要改变，但还要尽量保留一部分原来的风格特点。 3、 国内研究的综述中国卷烟香味风格的形成和发展过程 （）中国卷烟的萌芽阶段 19世纪末20世纪初，英美等国卷烟工业开始进入我国，英美烟公司在我国设厂，同时在豫、鲁、皖发展烤烟，就地产销卷烟，垄断了中国卷烟的原料、生产和销售。由于卷烟和烤烟生产都是英国人

15、开发的，所以中国烤烟重颜色，轻成熟度，中国卷烟类型基本是英式烤烟型卷烟。特点是配方中高档烟原料以进口美国烤烟为主，中低档卷烟配方掺用不同比重的河南、山东、安徽等省的烤烟。（）中国卷烟的成长阶段 中国卷烟工业借助风起云涌的民族爱国运动与英美烟公司展开了激烈的竞争，历经艰难曲折，逐步形成了原始的民族工业基础。新中国成立后，英美烟公司撤出，中国开始发展自己的卷烟生产体系，并沿袭以前的习惯，保持了原有的卷烟风格。但是由于烟叶不能进口，只能逐步改用国内烟叶。于是大力开发了云南、贵州、福建等地具有不同香味风格的烟区以保证卷烟的香味品质。当时的烤烟供应不足，陈烟缺乏，卷烟配方中的烤烟需要用自然陈化1年以上的

16、烟叶，原料不能满足工业需要，于是采取人工发酵来加快烟叶发酵，以保证卷烟质量。这样以来已不同于原来的英式烤烟型，形成了自己的品质风格。 （）制丝工艺的发展介绍从历史上看，制丝工艺的发展及进展基本经历四个阶段。以满足卷制和包装为主要目的粗放型制丝工艺阶段。在这个阶段中，制丝工艺的目的主要是满足卷制和包装的技术要求，因而对制丝工艺的技术要求主要体现在水份和温度上，这从当初的制丝工艺规范要求中可以明显看出来。此阶段，工艺人员对各工序所发生的物理和化学变化基本不了解，更谈不上什么工艺研究，其工作职责主要是对各工序进行检查和监督，致使卷烟的内在质量极不稳定。以满足降低烟叶单耗为主要目的的物理加工阶段。在这

17、个阶段中，制丝工艺的目的主要是围绕如何降低消耗开展工艺研究，其关注的重点是制丝过程的物理变化，如大中片率、烟丝整丝率、烟丝含沫率、烟丝填充值等。通过研究，最大程度地提高烟丝的填充性能，使烟叶消耗大幅度降低。这个阶段虽然较上一阶段前进一步，但始终没有解决制丝工艺加工的主要目的。以满足卷烟吸味特征个性表达为主要目的精细加工阶段。这个阶段是以如何表达和彰显叶组配方中烟叶吸味特征为主要目的加工阶段，它更注重对烟叶的合理使用，根据不同地区、等级烟叶的加工特性和化学特性进行个性化处理，使烟叶的缺陷得到抑制，使优点得以彰显，较好地提高烟叶资源的利用效率，使企业从拼资源、拼消耗的粗放型增长向以创新为主的内涵式

18、增长转变。以满足实现产品系统化设计为主要目的化学加工阶段。这个阶段主要是利用现代化分析手段，研究各工序化学变化、物理变化对卷烟吃味的影响规律，提示各工序化学变化的实质，提出物理变化的适宜条件，使卷烟的感官质量、化学指标得以稳定，使制丝各工序的技术要求由经验型向理性化转变，从而实现产品设计的系统化。精细化加工、系统化设计提出的背景制丝工艺精细加工是目前烟草行业的热门话题，之所以提出精细加工、系统化设计，主要基于下面几个原因：烟叶尤其是优质烟叶空前紧张与部分烟叶不能被充分利用。目前，卷烟企业对烟叶的选择还存在着一定的局限性。一方面，一些副组烟叶不能在卷烟配方中得到合理利用（这一情况在卷烟结构较高的

19、企业中更为明显），使得企业不得不积压或不收购这类烟叶。另一方面，由于卷烟结构调整，主组烟叶的供给不足，造成了卷烟企业对烟叶原料的恶性竞争，加剧了企业成本的上升。卷烟同质化问题严重。由于各企业设备工艺大同小异，加工工艺参数相对固定，加工精细程度不高，加工原料类同等，造成了卷烟的同质化。从全国抽检的情况看，卷烟感官质量得分差异并不明显，卷烟的风格趋于一致，在一定程度上削弱了对品牌个性化的塑造。叶组配方中的加工特性和化学特性不同，客观要求其加工的强弱程度不同。我们知道，一个叶组配方可能使用许多地区和等级的烟叶，这些烟叶的加工特性和化学特性受地区、品种等级的影响。不同的地区，其两性的差异较大，即使同一

20、地区，不同部位烟叶的两性差异也很大。因此，原料本身的两性决定了同一叶组中的烟叶必须分开处理，单独加工。另外，随着“多地区、小比例”配方模式的发展，叶组配方中烟叶的种类和地区不断扩充，烟叶之间的差异性不断加大，更要求对这些烟叶原料进行分类处理。原料分组加工的目的就是要以突出中式卷烟香气风格和口味特征，提高烟叶使用价值，实现产品“个性化、差异化”为目标，在卷烟原料特征，分组原则、分组加料相关技术，控制因素等共性研究的基础上，卷烟企业根据自身的原料和产品特点，品牌规模，生产方式等实际情况，确定企业最适合的产品工艺路线，实现产品设计系统化、加工精细化、控制智能化、生产集约化，提升产品感官质量及稳定性，

21、突出产品个性化和差异化，充分发挥卷烟原料的使用价值，拓宽卷烟原料的使用范围，降低卷烟成本，形成自主知识产权。原料分组加工的进展情况为实施原料分组加工，目前34家卷烟厂对原有的制丝线进行了改造。从改造的情况看，主要有3个类型：一是以重点工序分类加工的改造，即根据配方中烟叶的加工特性和化学特性，将烟叶分成若干组别，分别进行不同强度的处理，从而达到发挥烟叶潜质，赋予产品个性的目的。代表企业有原许昌卷烟总厂、龙岩卷烟厂等；二是以配方烟叶功能性的分类加工改造，主要基于标准化烟叶的制备，即根据配方中烟叶的功能性，将其分成若干组别，在打叶复烤时，将烟叶原料进行混配，制成标准烟叶，然后通过制丝过程制成标准烟丝

22、，而后根据不同的产品，对烟丝进行配比，形成最终产品。代表企业是原红河卷烟厂、昆明卷烟厂；三是以配方烟叶化学特性分组的改造。它主要是根据所加工烟叶的化学特性，进行分别加料处理，然后制成产品，目前这一改造正在实施。总体上看，这3种改造，各有优缺，选择时应根据各企业的产品情况和风格进行。原料分组判据确定中式卷烟特色工艺技术的重要内容之一，就是原料分组加工技术。如何将原料在加工过程中进行科学分组，是分组加工技术研究的关键。在这项研究过程中我们发现，产地和部位对其适宜的处理方式呈现较强的规律性。各烟叶产区的地质条件、地理环境、气候条件的差异，导致烟叶化学成本差异，这种差异对选择适宜的处理方式有较强的逻辑

23、关系。为进一步探讨不同化学成本与适宜处理方式之间的关系，我们借助SPSS对这一问题进行分析和研究，找出不同化学成分与适宜处理方式之间的逻辑关系强弱顺序。采用SPSS中的逻辑回归分析进行分析的结果由表中可以看出，常数constant与烟碱之间的相关性最大，其次是糖碱比和钾含量。由于烟叶成分的复杂性，仅用烟碱、糖碱比和钾含量仍不能真实反映其适宜处理的方式（表现为判别分析的正确率较低），后在研究的过程中增加了挥发碱、总比内标（除烟碱的总色谱峰面积比内标峰面积）、烟碱比内标（烟碱峰面积比内标峰面积）三项指标参与判别。经SPSS处理后，与实际结果的符合程度达到了73%以上。烟叶处理方式与化学成分判别函数

24、利用上述判别函数，可以较方便地对某一地区烟叶进行处理方式的判别，即进行科学的分组。原料分组加工存在的问题是分组加工后，如何保持原卷烟产品风格的稳定，是行业今后一个时期的主要研究课题之一。原料分组加工后，烟叶的潜质可以得到充分彰显，卷烟配方的成本有所降低，但在实际生产过程中，亦存在着亟需解决的问题。一是需要利用分组判据（判别函数），对每个地区等级的烟叶进行化学分析，分析的烟叶繁杂，周期较长，且分析误差影响对分组结果的判别，这就需要建立一套快捷、准确的分析方法。这是今后亟待解决的问题；二是由于同一年份、同一地区、同一等级的烟叶化学成分不稳定，使得烟叶在使用前，要对每一个批次必须进行定量分析，致使工

25、作量剧增，分析的成本有所上升。这个问题虽然可以通过配方打叶和标准化种植进行不同程度的解决，但分析成本却不能得到有效控制，这需要研究探讨；三是由于加工方式和处理强度的不同，必须对加香加料进行相应调整，即针对处理前后的烟叶和烟丝分别添加不同的料液，料液的调配原则应根据处理强度和处理后烟叶的缺陷分别对香原料进行重新定位，导致卷烟风格发生变化。4、 本人对以上综述的评价 以上主要介绍烟草的产生和传播以及随之兴起的技术三、论文提纲前言一、微波技术、干燥理论的发展介绍微波是一种波长为 1mm 1m、频率为 300MHz300GHz 的高频电磁波, 具有很强的热效应和化学效应, 是一种很好的热源。微波是一种

26、能量形式, 在电介质中可以转化为热量。其加热的基本原理是：利用它所产生的交变电磁场的快速变化, 使被加热物质的极性分子随电磁场的极性变换而变换。在此过程中, 分子相互摩擦而生热, 同时由于非极性分子的阻碍和干扰, 从而产生类似于摩擦的效应, 使这一部分能量转换为热能, 使被加热物料的温度迅速升高。将可吸收微波能量的物料置于高频交变电场中,物料中的粒子会发生反复的变向运动, 致使碰撞加剧,产生耗散热( 或焦耳热) , 发生能量转化。因此微波干燥是一种介电干燥, 在介电干燥过程中, 物料内部产生热量, 传质推动力主要是物料内部迅速产生的蒸气压力梯度。与用热风、蒸气加热的普通干燥相比, 微波干燥的主

27、要优点是：微波加热具有穿透能力强、升温速度快、加热均匀, 热惯性小等特点。用微波干燥叶丝, 可以使叶丝中的水分从组织内部快速、均匀地气化、蒸发出来, 达到叶丝膨胀的效果。能量的有效利用率高、对物料无破坏性( 在较低的环境温度下进行干燥, 不需要高的表面温度) 、其它易挥发性物质的损失量少且作用均匀( 能形成更加均匀的湿度场和湿度分布) 、干燥迅速( 干燥时间可缩短 50%以上) , 有利于提高制丝质量( 如避免烟丝表面硬化等)。微波烘丝机的原理是高温高湿处理后的叶丝经微波烘丝机的进料机构进入微波加热工作段，输送机构使叶丝在箱体内均匀平稳地前进。在微波的作用下叶丝得到均匀加热，随着温度的迅速升高

28、，叶丝开始失去水份，经由出料机构进入真空系统。叶丝进入真空箱体的瞬间，内部所含气体急速膨胀，所含水份急速蒸发，游离烟碱、氨基化合物等低沸点物质急速挥发，在极短的时间内即完成了对叶丝的干燥、膨化和冷却。 二、 叶丝微波干燥技术 三、干燥设备 烘丝机的发展与演变 随着制丝产量问题的解决，提高卷烟内在质量就成了卷烟制丝要解决的重大问题。由于决定卷烟内在质量的关键是烘丝机，因此烘丝机就进入了高速发展阶段。早期的烘丝机是旋转式烘丝机，这种烘丝机用托轮支撑旋转滚筒，通过控制滚筒加热管内的蒸汽压力来改变筒内温度，从而控制烟丝水分波动。另外，还将烟丝加热与排湿分开，在滚筒的出料口处进行抽气排湿。烟丝由热筒内安

29、装的6组或8组蒸汽排管通过热传导的方式加热、蒸发水分，然后由冷筒对干燥后的烟丝进行排湿，这种烘丝机很难保证制丝工艺对烟丝水分的要求。为了实现烘后烟丝的水分、温度和均匀性的要求，近代烘丝机问世。近代烘丝机将热筒与冷筒结合起来，并用热空气的循环系统和排湿系统代替冷筒，除利用排管和滚筒内壁加热烟丝外，同时还利用热空气顺着或逆着烟丝流动方向吹风，通过对流的方式对烟丝进行加热。这种烘丝机虽然有了很大进步，但是却未与烟丝本身的干燥特性结合起来，因此，这种烘丝机仍不够理想。现代烘丝机充分考虑烟丝本身的干燥特性，根据新进入烘丝机的烟丝水分较大、温度较低、吸收热量能力较大的特点，将输出烘丝机的烟丝用“联箱式”散

30、热排管散热，烘丝前段排管稍密、后段排管稍稀，实现了烟丝烘干的理想条件。20世纪70年代后期，检测控制技术和微机技术应用于烘丝机，实现了烘丝干燥过程的自动化，使烟丝水分波动的控制取得了满意的结果，从而引发了烘丝机的巨大变革。为了满足烘丝机的工作要求，烘丝机前后的加料、供热、测量和调节等设备也随之问世。现代烘丝机的诞生，使卷烟制丝发生了质的飞跃，同时也使贮丝柜进入了制丝生产线.烟丝膨胀设备的发展 烟丝膨胀设备的历史可以追溯到20世纪30年代，当时有人发现在外加介质的作用下，可使烤烟叶片的组织结构膨胀，从而增大烟叶的体积。如何使投入的烟叶生产出更多的卷烟？这一直是当时卷烟工业企业追求的目标之一。为了

31、实现这一目标，各个卷烟厂采取了许多措施：通过减少造碎，提高长丝率，以提高烟丝的填充能力；通过改进卷烟机供丝部分，减小烟支的重量偏差；通过改进制丝工艺提高烟丝的卷曲度，降低烟丝的含末量，适当降低烟丝的水分，以提高烟丝的填充能力。但是这些措施已经达到了极限，要进一步实现这一目的，惟一的办法就是膨胀烟丝的体积。 20世纪60年代后期，RJ雷诺公司首先研制开发了以氟利昂-11为介质的膨胀设备。该设备利用氟利昂-11将烟丝浸渍，然后将浸渍后的烟丝用蒸汽加热，使烟丝中的氟利昂-11快速挥发，从而达到膨胀烟丝的目的。20世纪70年代后期，美国的菲利浦莫里斯公司研制开发了以液态二氧化碳浸渍烟丝的技术，将浸渍后

32、的烟丝在热气流中加热，使烟丝中的二氧化碳快速挥发，从而达到膨胀烟丝的目的。20世纪80年代，德国瑞姆茨玛公司又研制开发了以氮气（N2）为介质的膨胀设备，该设备是利用高压将氮气渗入烟丝组织结构中，然后快速降压，从而达到膨胀烟丝的目的。3.1、 膨胀原理.2、 设备设计要求3.3、 工艺流程第一节 制丝工艺流程卷烟生产的工艺流程是根据烟叶原料的理化特性，按照一定的程序逐步通过各种加工方法或设备，把原料制成合格卷烟产品所必须经过的加工制造过程。它包括的主要工序有：制丝和卷接、包装。 卷烟生产工艺流程根据生产卷烟产品的类型、产品的等级和规格、使用设备的性能、采用烟叶原料的初加工程度等方面因素的不同而不

33、同。随着我国卷烟生产技术的进步、产品类型和结构的改变、原料物理状态和化学成分的变化，我国卷烟生产的工艺流程在不断地发生改变；主要表现为： 第一，在制丝生产中，制叶生产正处于发展变化当中，尽管有多种形式并存，但均朝着向片烟、烟梗投料的生产工艺过渡；制叶丝生产实现叶丝在线膨胀工艺；梗丝线采用水洗梗、梗丝加料、加香新的生产技术，并且梗丝采用只分等级，不分牌号的生产方法，便于卷烟厂根据不同类别、牌号的卷烟，使用不同等级和比例的梗丝；薄片丝、膨胀烟丝等分别作为配方中的一种组分或小配方，在加香前按设定比例进行掺配。 第二，卷接包由多个车间生产变为一个车间生产，实现了卷接包的联合；一个卷烟厂的卷接机组由不同

34、速度、不同国家制造的多种机型向单一机型过渡，便于对设备进行管理、使用和维护；包装机组尽管有软包和硬合翻盖之分，机器的型号也在逐渐地减少。 制丝生产的工艺流程可分为制叶片、制叶丝、制梗丝和掺配混合四大工段。 一、 制叶片工段的工艺流程 在以片烟为原料的制丝工艺中，制叶片工艺的任务主要是开箱、加料、配叶贮叶等。图1所示是片烟生产工艺制叶段的工艺流程。该流程包括白肋烟处理工艺，因此，可以同时满足烤烟型和混合型等卷烟的加工要求。二、 制叶丝工艺流程 制叶丝工艺任务是将经过配叶贮叶后的叶片，制成整丝率、纯净度、填充值、碎丝率、水分符合标准要求，适宜于卷制要求的叶丝的加工过程，其工艺流程如图2所示。 四、

35、混合掺配生产工艺流程 该段生产是把已制成的薄片丝、膨胀烟丝、卷接包车间的回丝以及梗丝按配方的设定比例自动、均匀地掺配到叶丝中，通过加香后进入配丝贮丝柜进行均匀混合和贮存，以使烟丝的水分更加均匀，所加料液得以在烟丝组织内部均匀渗透。其生产的工艺流程如图5所示。 1、三种输送方式的优缺点及使用场合如表1所示。 2、输送方式的选用原则： 综上所述，三种输送方式各有自己的优点、特点、缺点和使用场合，在选用输送方式和具体设备时，应确保输送设备在完成工艺任务和物料传递的前提下，不损坏或尽可能少的损坏在制品的工艺质量，传递时间尽可能的短。 3、在制丝线上如何选用： （1） 在制丝生产中，滚筒式加潮、干燥、筛

36、分、加料、加香、冷却等加工环节的进出料方式宜采用振动输送。 （2） 切丝或切梗丝工序的物料出料应采用振动输送。 （3） 加香后叶丝不宜采用风力输送。 （4） 梗丝线的加工多采用振动输送。 （5） 烟梗从打叶机出口到梗丝加工线的输送多采用风力输送。 （6） 烘丝机出口至贮梗丝柜采用风力输送。 制丝生产的其他场合均可根据加工的要求和生产场所的具体布局来选用适宜的输送方式。 制丝生产与卷接机组的连接可通过风力送丝和小车送丝两种方式来实现；风力送丝由于对烟丝的水分、温度、香气、造碎程度等工艺品质影响较大，因此，有条件的卷烟厂已采用了小车送丝。 卷接与包装多数厂已实现了联合，所用设备主要采用OSCAR、

37、玛旗等自动装盘、卸盘机。 三、工序间的信号联络及控制 尤其是在当今制丝生产的连续化和自动化生产中，工序间的信号连络和控制尤为重要。我国卷烟生产多采用“分段集中控制”的方式，在每一段设置集中控制柜，使被控设备设置在控制中心附近，便于生产的控制和管理，同时也可使整线的生产能力得以充分的发挥。通过工序间的信号联络和控制使各工序的加工做到有机的配合。 四、各工序在具体生产场所的空间布局 在制丝生产中，各工序在具体生产场所的空间布局是否合理，对提高卷烟产品的质量，降低能耗，紧缩生产周期，简便工人的操作、维修等都有直接或间接的影响。 1、 车间空间布局的总体要求 (1)各工序的空间布局要满足生产工艺的要求

38、 (2)各工序的空间布局要占地面积小、物料在工序间传递时间短，耗能低，工人操作维修方便。 (3)车间运输通畅，具有良好的工作环境。 2、 车间空间布局的原则 根据空间布局的总体要求，无论主厂房（制丝车间和卷接包车间共用的厂房）是单层建筑还是多层建筑，各工序在空间布局时应遵循以下原则： （1） 各工序的空间布局应满足生产工艺的要求。例如：真空回潮机布局时，除了要考虑设备本身的占地面积和空间布局外，还要考虑到烟叶的备料场所以适应生产的需要。再如：复烤叶片、烟草薄片、回收烟丝的备料搀兑场所等。对于全部使用复烤叶片和烟梗的企业，虽然取消了真空回潮工序，复烤叶片用抱车送入传送带，经切割后直接送入热风润叶

39、机进行加温加湿，它仍然需要考虑叶片和烟梗的堆料场所以及抱车在车间的运行场地。 （2） 各工序应按制丝工艺流程的加工顺序进行排列，使在制品能在前道工序加工之后，顺利的进入后道工序进行加工。这样做，可是工序间的传送距离缩短，减少了连接输送设备的投资，减低能耗、占地面积和物料的损耗。 （3） 应根据设备的性质和特点进行合理安排，以便于与给排水、供电、供汽等公共设施取得协调。如烘丝机和烘梗丝机距离要适宜，便于供汽和给排水。切丝机和切梗丝机距离要近，便于维修、管理和操作。 （5） 一些特大型设备在生产场所布局时，位置要适当。如柜类、白肋烟干燥机、卧式打叶机等，其设备轴线应与车间的纵向定位轴线平行，并靠边

40、或靠角布置，以免影响车间的通风、运输、采光。 （4） 为了合理利用空间，在设备便于安装、维修和不影响操作的条件下，对设备采用“回旋式”布局。因为这种布局占地面积小，便于生产管理，要充分考虑生产运输的通道和消防通道，保证安全文明生产。 （6） 设备布局时，还要考虑车间生产环境的要求。如噪音、震动、粉尘、高温、高湿的治理和改善。 （7） 为今后技术的进步，生产能力的适当扩大等留有改造的可能性。 总之，各工序在生产场所的空间布局是一项极其复杂的系统工程，涉及经济、技术、艺术等各个领域。 制丝生产中，各个工序在完成一定的任务和产量的前提下，都需要有一定的加工时间。在制丝生产的全过程中，各工序所用时间是

41、否平衡，对加工的质量、设备的利用率、能耗等都有十分密切的关系。制丝生产整个流程所包括的加工时间主要有： 1、 各个工序所必须的加工时间及必要的工艺停留时间。如贮叶、贮梗、贮梗丝、贮丝时间等。 2、 加工工序之间的传送时间。 3、 加工工序或加工线之间必要的配合时间。 4、 生产中正常停顿的间歇时间或生产调度时间。 总之，制丝生产中的一个生产周期所包含的各组成时间，它不是一个简单的算术加和，而是有机的、合理的生产组合。 整个工艺流程中各工序加工时间必须互相配合，紧密衔接，使整个制丝生产按一定的“节拍”有条不紊的进行。工序间的时间安排原则上是在保证工艺质量的前提下，尽可能的缩短加工时间。六、各工序

42、的加工能力及其在全过程中的配合。第三节 卷烟工艺流程的制定一、卷烟工艺流程制定的原则 在制定卷烟工艺流程时，应本着技术上先进、经济上合理、实践中实用可靠的原则进行制定。只有这样，才能使所制定的卷烟工艺流程达到提高卷烟产品的质量，降低原辅材料的消耗，提高生产效率，增加工厂经济效益的目的 二、评价卷烟工艺流程的依据 一个卷烟企业所制定的卷烟工艺流程是否先进、合理、实用和完善，主要从以下几个方面进行评价： 1、 能否满足多品种卷烟产品的生产需要. 首先能否满足不同类型的卷烟产品生产要求。卷烟产品的类型是依据其吸味特点划分的。目前，我国的卷烟产品类型主要有烤烟型、混合型和雪茄型，以及在这些卷烟叶组配方

43、基础上发展起来的外香型和新混合型卷烟产品等。卷烟产品类型不同，其吸食品质和风格特点差异很大。这些差异主要是所使用的烟叶原料和加料加香不同，因此，对不同类型的卷烟，就应当针对其所用原料的化学成分和加工特点进行加工，从而也就导致了工艺流程的不同。例如，烤烟型卷烟所用的原料是烤烟烟叶，它的工艺流程应针对烤烟烟叶理化性能进行加工；而混合型卷烟所使用的烤烟烟叶的加工特点与烤烟型卷烟相同，其中的晾晒烟叶，针对其化学成分和加工性能，需经过重加里料和高温烘配后，才能与烤烟叶片一起混合加工，因此，混合型卷烟的工艺流程必须是在烤烟型卷烟工艺流程的基础上，增加白肋烟处理线，以及贮存和定量配比装置；外香型卷烟依然采用

44、的是烤烟型或混合型卷烟的生产工艺，只是在加料、加香上有所不同，并在生产中注意清洗或单独设置加料加香机和贮柜。 其次，对于同一类型、不同等级的卷烟，制丝的工艺流程是相同的，制造低档卷烟，其工艺流程也不能简化；而不同等级的卷烟，由于其烟支的规格及包装的精美程度不同，卷接包的工艺流程有可能不同。2、 能否满足不同初加工程度的烟叶原料生产要求 烟叶是卷烟加工的原料，其不同的加工物理性状，就要求有与之相适应的工艺流程进行加工。例如，以把烟为原料的工艺流程，要求具有完整的打叶风分及前处理工艺流程；而以片烟为原料的工艺流程，则可省去打叶风分及前处理生产线，但需要增加润片松散和搀配工序。在目前来料既有把烟又有

45、片烟的过度期内，工艺流程既要保留原有的打叶及前处理线，同时又要增加润片松散及掺配工序。 3、 能否满足卷烟加工的工艺要求 这是所制定的卷烟工艺流程是否在技术上先进的关键。主要从以下几个方面进行考虑： （1） 所选设备是否符合卷烟加工原理的要求：如真空回潮、润叶、加料、叶片增温过程所选设备及操作，是否符合烟草吸湿的规律；如何根据烘丝前烟丝的水分和温度，选择烘丝机的热风流向和流速，以达到提高烟丝的填充能力，降低原料消耗的目的等。 （2） 工序的组成和排列：卷烟工艺流程中的每道工序均承担着一定的工艺加工任务。通过每道工序的加工，逐渐改变着烟叶原料的性质、尺寸和形状，从而完成合格在制品的生产。因此，卷

46、烟工艺流程的工序组成和排列顺序是否合理，将会影响在制品的加工质量和原料的损耗。 （3） 工序间的连接方式是否合理。 4、 是否与生产能力相匹配 包括各工序的生产能力和各工段间的生产能力的匹配。工段间的生产能力匹配必须以工序间的生产能力匹配为条件，而工序的生产能力是由全过程的生产能力决定的，只有各工序的生产能力均按全过程衡算的流量进行生产，才能使整个卷烟生产线协调运行。否则，不仅会影响设备的有效作业率的发挥，还会造成在制品质量的波动。 5、 是否具有技术上的先进性 主要表现在新工艺、新技术的应用推广情况以及自动化程度。如是否采用了烟丝膨胀技术、是否采用了“柔打”技术，是否采用了叶丝先冷后混工艺，是否采用了分段集中的的控制方式等。 6 、是否为今后的发展创造了条件 主要体现在空间和时间以及生产能力方面是否考虑到了为今后技术的进一步发展、生产能力的适当扩大、原料形式的变化、产品结构的调整等留下发展的余地和空间。 7、 在生产中的实用性、可行性 工艺流程的制定还应考虑物料的输送是否流畅，设备的操作、维修、调整是否方便，流程布局是否紧凑、协调、美观，各类管线排列是否整齐、清晰等。 微波干燥控制系统流程图（硬件）开机检修风机电机故障检测底带电机故障检测报警报警器功率设定故障检测刷辊电机故障检测磁控管故障检测光电开机延延时底带电机时光电开关延时紧急停机风机电机刷辊电机第一