
1 再造烟叶的简介
再造烟叶又称烟草薄片,是20世纪中期在卷烟生产过程中,将此等品和生产废弃的烟梗、烟末等保持自然有效成分的原料,经过再次加工和综合利用,更高效地利用再造烟叶制成品质优良的烟叶产品,从而提高成品卷烟的品质。
2 再造烟叶的加工方法和生产工艺
目前,生产再造烟叶比较成熟的加工技术有三种:辊压法、稠浆法和造纸法。之前我国大多再造烟叶生产企业采用辊压法为主,随着再造烟叶生产技术的发展成熟,造纸法的技术已经为越来越多的生产企业掌握。造纸法再造烟叶是指将再造烟叶的原料烟梗、烟末等用水浸泡然后提取分离,分离出的不溶性物质(烟叶纤维等)用类似于造纸的方法抄造成纸张样的片基,可溶性物质经过进一步浓缩并加入添加剂一起喷涂在片基上,而后干燥加工成再造烟叶。
其中烟叶浆料经过提取后进入固液分离,分离出来的渣相、液相的含固率直接影响下一道工序的提取效率、用水量和功率能耗。在国内多数企业运用于再造纸烟叶工艺的固液分离设备是简单借用或引用,没有根据工艺要求 设计或改进装备,应用较多的有漏液螺杆挤干机,单、双螺杆挤压机等,这些设备工作效率低且挤出物料固相含水率不均衡,不能达到理想的工艺要求。
3 卧螺离心机对烟叶工艺参数的影响
3.1 离心机的构造原理
离心机主要由转鼓、螺旋体、主轴承、差速器、机座、机罩、传动装置及主、副电机等组成。悬浮液进入转鼓,在高速旋转产生的离心力作用下,比重较大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上,与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁上的固相颗粒刮下并推出排渣口。清液经溢流口流出转鼓。螺旋与转鼓之间的相对运动的转速差是通过差速器来实现的,主电机带动转鼓旋转的同时,使差速器能按一定速比将扭矩传递给螺旋,从而实现离心机对物料的连续分离过程。
3.2 离心机的构造型式
离心机是一种结构简单,操作方便,性能稳定,适应范围广泛的分离设备,根据烟叶浆料的特点:纤维长但亲水性好,体积大但比重差距小,易分离但带有少量漂浮物,且渣相干度要求高,离心机在确定选型时就要考虑需要长径比大,分离因数高,能够排出漂浮物通道,且有较长澄清段、有挤压功能的结构型式。在离心机各部件设计研发过程中将这些功能要求增加进去。
3.2.1 转鼓部件
主要由圆柱形转鼓和圆锥形转鼓组成。确定机型的长径比为4.0:1,分离因数≥3000。考虑到转鼓强度要求,可采用抗拉强度为620MPa的双相不锈钢,离心浇铸而成。锥形转鼓采用小锥度,较长澄清段的结构。出渣口采用可更换的耐磨陶瓷材料进行保护。
3.2.2 螺旋部件
主要由圆柱形芯轴和螺旋叶片组成。芯轴可采用离心浇铸而成,螺旋叶片可采用316L不锈钢材质,叶片推料面的边缘焊有高强度且耐磨的合金片保护,芯轴的出料口装有可更换的合金材料耐磨防护。靠近锥形一端的螺旋芯轴上,在一个螺距的叶片中间装有一个特殊的挤压板,叫BD板,推料时与转鼓间的距离可以起到提高渣相含固率的作用。在清液出口一端还设有一个拦截栅,可使少量的漂浮物沿螺旋通道进入渣相并排出,使清液更清。
3.2.3 行星差速器
行星齿轮差速器是实现转鼓和螺旋之间转速差的部件,由渐开线行星齿轮差速器内齿圈、行星轮、太阳轮等组成。通过多级传动能产生的很大传递扭矩,输出轴扭矩范围为1.0kN·至65kN·m,具有结构简单,传递扭矩大,控制精度高,寿命长,维修费用低等特点。
4 离心机结构参数对固液分离的影响
综合研究了离心机的结构特点和控制优势,通过在国内几家较大烟草企业的烟草再造工艺中进行试验和使用,离心机分离效果稳定,达到了液相澄清、固相干度较高、操作简便、清洗方便等工艺要求。并掌握了一些运行参数和分离指标。
在处理量恒定时,分别设定转速为2800、3000、3200、3500r/min,随着转速升高,差转速减小,渣含水逐渐降低,而差转速增加,液相的含固率才呈下降趋势。但转速超过3500r/min后,差别就变得很小了。所以调试过程中,找到一个平衡合适的转速和差转速的范围,才能得到较佳的分离效果。
5 结论
卧式螺旋卸料沉降离心机运用于再造烟叶固液分离行业效果是比较好的,其中分离后的渣相含水率可以控制在60%左右,分离后的液相含固率可在2.5%~3%,且运行稳定。根据工艺要求改进离心机的内部结构,调整使用的运行参数,可以降低有效成分的损失,提高原材料的利用率。