烘道干燥技术在造纸法再造烟叶生产中的应用

2016-10-17蓝建斌

华东纸业 2016年4期

关键词：热风烟叶感官

蓝建斌　李　晓

（1.郑州轻工业学院，　河南　郑州　450002；2.金闽再造烟叶发展有限公司，　福建　罗源　350600）

烘道干燥技术在造纸法再造烟叶生产中的应用

蓝建斌1、2李晓1

（1.郑州轻工业学院，河南郑州450002；2.金闽再造烟叶发展有限公司，福建罗源350600）

造纸法再造烟叶的生产过程中，涂布后的干燥工序对后续的加工处理及成品的感官品质起着至关重要的作用。目前国内造纸法再造烟叶生产过程中，涂布后一般采用热风烘道进行干燥。热风烘道的结构、运行温度、热风风速及控制形式等不但影响产品干燥的速率和生产的效率，而且其干燥的速度和温度还将影响烟草薄片的感官品质。通过对热风烘道工作原理介绍、在再造烟叶生产过程中的工艺流程和生产应用等方面的分析探讨，阐述了热风干燥技术在造纸法再造烟叶生产过程中的使用，为设备的优化及生产过程的控制提供参考。

热风烘道造纸法再造烟叶干燥应用

0　前言

造纸法再造烟叶是国内最近几年迅速发展的一种新型烟草制造技术。它主要以废弃的烟梗、烟末、纸浆纤维以及部分低档次烟叶等烟草物质为原料，经过浸提、磨浆、抄纸、浸涂、烘干等加工处理，制成形状接近甚至优于天然烟叶的烟草薄片，并用于卷烟生产。在造纸法再造烟叶的生产过程中，涂布后的干燥工序对后续的加工处理及成品的感官品质起着至关重要的作用。目前国内造纸法再造烟叶生产过程中，涂布后一般采用热风烘道进行干燥。热风烘道的结构、运行温度、热风风速及控制的形式等不但影响产品干燥的速率和生产的效率，而且其干燥的速度和温度还将影响烟草薄片的感官品质。

1　原理

烘道干燥技术，主要是利用呼吸式循环热风穿透技术对产品实现干燥而达到产品要求的干度。烘道干燥技术主要应用在涂布或者施胶以后的无接触式气浮干燥。由于再造烟叶产品和通常的纸页相比较，片基的抗张强度小，如果采用无接触式气浮干燥极易断纸和堵塞；采用双层夹网运载方式进行，又将影响其干燥效率；因此通常采用单层干网运载的方式运行。

在生产过程中，再造烟叶在热风烘道干燥过程受到主要包括原料、入烘道温度、烘道热风温度、烘道热风速度等多个因素的影响。

1.1原料

再造烟叶原料主要来源于烟叶打叶复烤附属产品（烟梗、烤机烟叶碎片）、卷烟企业筛选烟末、除尘系统产生的烟尘、卷烟残丝等，原料形态具有较为复杂而又难以控制的多样性和不稳定性。但总体可以分为三大类：烟梗和碎叶片及烟末。三类原料不管从物理特性还是化学特性都存在明显差异。烟梗、碎叶片及烟末类原料的物理化学特性的不同，其所生产的片基的强度和脱水性能均不同。片基的强度和保水性还将受到原料的产地、年份的影响。在实际生产过程中将根据原料的不同而调整设备的运行参数，以保证片基高效稳定地干燥。

1.2产品入烘道的温度

再造烟叶片基入烘道的温度将影响其在烘道中的脱水干燥。当进入烘道的产品温度较高时，则减少片基在烘道中预热升温时间，进而加快其干燥脱水。同时也有利于涂布液在片基上的渗透吸收，减少薄片表面涂布的可能。产品进入烘道时温度较低则将延长其在烘道中升温的时间，降低产品在烘道中蒸发效率，增加烘道的负荷。然而入烘道时的温度取决于进涂布前片基温度和涂布液温度，受制于片基抄造工序和涂布液制备工序工艺。

1.3烘道热风温度

烘道热风温度是影响干燥能力和产品质量最主要的因素。热风的温度较高时，产品将较快速的脱水干燥，但是其会影响涂布液在片基上的渗透吸收，同时影响再造烟叶的色泽，更重要的将影响烟草的感官品质。为了保证产品感官品质，目前行业内多采用“低温慢烤”的烘道干燥理念：即在较低的热风温度下适当延长烘道的长度，提高热风的速度等方式来满足烘道内的脱水干燥能力；并获得较好的烘干曲线的控制手段，以利于根据不同的产品特性和工艺要求进行调整热风温度曲线，从而保证再造烟叶具有较好的的感官品质。如福建金闽再造烟叶目前生产线热风烘道即由原6 m×4组改造成6 m×8组。在建的“七匹狼”烟叶专用线则将采用6 m×12组共72 m有效干燥烘道的热风干燥系统进行干燥。

1.4烘道热风速度

热风速度也是影响烘道干燥效率的一个重要因素。当产品在烘道中受到高温的热风高速冲击，甚至被热风所穿透，则将大大加快产品的干燥速度。根据模拟计算，如果在其他条件不变的情况下，当热风温度升高10℃所获得的额外蒸发能力相当于升高6.5 m/s送风速度所获取额外干燥能力，而将热风速度提高6.5 m/s所耗的能耗将远高于提高温度的能耗，因此通常先调节温度来增减设备干燥能力。另外由于薄片产品本身的纤维结构及强度，为了保证生产的稳定进行，热风的速度也会受此限制。由于目前多数生产线均采用单托网的形式传递再造烟叶，因此在调节风量时，必须满足不使薄片被吹起的要求，避免导致产品堵塞断裂的可能。在此前提下，通常调节温度不容易使生产过程中产生不必要的问题。

1.5排风湿度

如果只是将水分蒸发出来，而不将其带走，则烘道干燥效率将受到非常大的影响，因此在烘道干燥过程中必须设定一个比较适宜的送风速度和湿度排风主要用来控制循环风的湿度，从而避免在循环中的热空气趋近饱和状态，对干燥产生抑制作用。但是如果不是湿度趋近饱和情况下，其湿度对烘道干燥效率的影响较小，通常不通过调节湿度来控制干燥能力。

1.6其他

烘道传输网带的材质结构将影响热风的穿透能力，进而影响烘道的干燥效率。生产车间环境的温湿度、操作控制等均将影响烘道干燥的效率。

在上述各影响因素中，为了在达到高效、经济、安全、快捷的控制烘道干燥，进而保证良好的产品质量，通常，在生产过程中，调节的优先级为温度＞风速。生产过程中主要通过调整各组烘道的热风温度，即通常说的控制良好的温度曲线来实现对生产过程和产品质量的控制。

2　工艺流程和主要设备

目前造纸法再造烟叶生产过程中采用的烘道干燥为呼吸式循环热风穿透干燥的形式［1］。也是目前为止被证明在实现干燥的同时还能良好地控制再造烟叶产品品质和有效降低能耗的一种干燥方式。其一组热风箱系统的基本流程和主要设备、仪表，见图1。

图1　烘道干燥示意图

烘道干燥的基本元件包括：热风箱本体、新风过滤器、新风风机、热回收装置、废气排风机、新鲜蒸汽加热器、循环风机、管道格栅、管路系统及控制系统。

此系统在运行中，将在确保该工序工艺参数要求的情况下，尽可能采用回风从而使能耗降低到更低的水平；同时补充部分新风以达到风量及湿度的平衡。烘道干燥系统的运行主要通过上述这些设备及控制系统来实现。

3　生产应用

在设备选型和设计时，为了便于维护及节约综合投资，通常将各组烘箱都选择相同的通风组件。实际生产中，将根据原料特性、片基结构、进烘道时片基的水分等情况，选择合适的烘道温度曲线，以构筑出符合生产质量要求的蒸发曲线。在生产过程中前段工序的工艺实现情况和烘道温度设定及各烘道风量分配显得非常重要［2］。烘道设计计算模型中各段蒸发曲线见图2。

图2　烘道设计制造厂商计算模型中理论的各段蒸发曲线

图2为烘道的湿度、热风温度、薄片温度和蒸发量的曲线图。在图2中可以看到，由于造纸生产过程中纸机车速和产量均较低，蒸发段在前面约80%的烘道长度即已完成，但总的烘干趋势依旧是比较明显的。但是实际上在再造烟叶生产过程中为了更好地提高产品的质量，实际运行过程中在烘道的前段采用较低的温度，中间阶段较高温度，后段较低温度，以保证涂布液更好的渗透和产品有较好感官品质，见表1、表2。