一种适用于烘后烟丝冷却特性检测的装置及烟丝冷却方法与流程

本发明属于烟草加工领域，具体是一种适用于气流干燥或者滚筒干燥后烟丝冷却特性检测的装置及烟丝冷却方法。

背景技术：

烟丝干燥是卷烟加工中的关键工序，对于卷烟的物理和感官质量均有显著影响。传统的烟丝干燥工艺包括滚筒干燥和气流干燥方式，基本采用恒定的筒壁温度和气相介质温度对烟丝进行干燥脱水。较高的干燥温度有利于提升烟丝的填充性，但作为典型的热敏性物料，高温干燥后烟丝香味成分的损失严重，影响卷烟产品的感官品质。烘后烟丝快速冷却虽然对烟丝结构有一定的影响，但烟丝填充值却能得到较大程度的提高，单支重也明显下降。因此有必要对烘后烟丝冷却后的理化性质进行深入研究。

现阶段虽然没有成型的烟丝冷却工艺，但是在现有的烟草加工工艺中的就地风选工艺对烟丝冷却有一定的体现。叶丝就地风选工艺中，被选物料由进料机构送入箱体后自由落下，向箱体提供垂直进风和侧向进风，垂直进风和侧向进风对被选物料进行飘选和浮选时可以对干燥后温度较高的叶丝实现冷却过程，对叶丝干燥后增加就地风选工艺可以解决叶丝在高温输送或存储过程中对感官质量的影响。经风选工艺处理的叶丝，叶丝填充性能都比风选前提高；整丝率变化率均是风选后比风选前降低，说明叶丝经风选表面温度迅速下降后，叶丝韧性减弱；同时，风选后叶丝含水率降低并不明显，下降约0.2个百分点。目前，对于烘后烟丝冷却的研究在本行业内还处于空白阶段，尚未见烘后烟丝冷却装置的相关专利及公开文献报道。

技术实现要素：

本发明的目的正是针对现有技术中所存在的不足而提供的一种适用于气流干燥或者滚筒干燥后烟丝冷却特性检测的装置及烟丝冷却方法，可以通过通风冷却和负压冷却两种不同的冷却方式实现对烟丝的冷却，同时有温度监控系统可实时检测记录物料表面的温度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种适用于烘后烟丝冷却特性检测的装置，其中：包括圆桶形盛料器、红外测温仪、通风制冷系统以及负压冷却系统，圆桶形盛料器上端加装有可透过红外线的密封盖，在圆桶形盛料器中设置有网孔式盛料盘及空气分布板；红外测温仪设置在圆桶形盛料器的上方并与数据采集器电连接；通风制冷系统与圆桶形盛料器下部相通，该通风制冷系统由压缩机、流量计、温度控制器及温度探头构成；负压冷却系统透过管路与圆桶形盛料器上部连通，负压冷却系统由真空泵和复压充气阀构成。

在本发明中，所述圆桶形盛料器为不锈钢材质。

所述密封盖分为两种：一种为适于负压冷却时使用的钢化玻璃材质密封盖，另一种为适于通风冷却时使用的带有小孔的钢化玻璃材质的密封盖。

所述网孔式盛料盘为薄板网孔结构，空气分布板位于盛料盘的下方。

所述的在线温度记录单元中的红外测温仪可穿透钢化玻璃来测量烟丝表面的温度，数据采集器用来记录每个时刻的温度。

所述通风冷却系统中的气体流量可通过质量流量计调节控制，气体温度由温度控制器调节，调节范围为0-50℃，

所述负压冷却系统中的真空泵可实现压强的调节范围为10Pa-10KPa，当实验结束后，打开复压充气阀，使外界的空气进入到盛料器内，盛料器内的压力恢复到标准大气压，此时能够将盛料器钢化玻璃材质的密封盖打开，把物料取出。整个装置必须保证密封性良好。

利用本发明装置进行烟丝冷却的方法是：通过通风冷却或负压冷却两种方式对气流干燥或者滚筒干燥后的烟丝进行冷却，并通过红外测温仪实时监测记录烟丝表面温度。

所述通风冷却是利用强制流动的由通风制冷系统产生的冷空气和干燥后温度较高的放在盛料器内的烟丝发生对流换热，使烟丝的温度下降，进而达到冷却的目的。

所述负压冷却是将待冷却的烟丝放在盛料器内，通过真空泵抽去空气以造成一个低压环境，使产品烟丝内部的水分得以蒸发，由于蒸发吸热，导致烟丝本身的温度降低，进而达到冷却的目的。

本发明冷却方法的具体步骤如下：当使用通风冷却方式冷却烟丝时，首先将压缩机打开，调至所需风速和风温，并把真空泵断开，使真空泵连接处管路与外界相通以保证整个盛料器内的气压恒定，其次将干燥后烟丝放入盛料盘，并盖上密封盖，当红外测温仪上显示达到预定温度时即可取出烟丝；当使用负压冷却方式冷却烟丝时，首先将干燥后烟丝放入盛料盘，并盖上密封盖，其次打开真空泵并调至所需真空度，当红外测温仪上显示达到预定温度时，打开复压阀后即可取出烟丝。

本发明适用于少量烟丝进行冷却，因而避免了物料过多造成的冷却过程中温度不均匀的现象。

本发明的工作原理：实验过程中，通风冷却系统是利用强制流动的冷空气和干燥后温度较高的烟丝发生对流换热，使烟丝的温度下降，进而达到冷却的目的；真空冷却系统是将被冷却的烟丝放在盛料器内，通过真空泵抽去空气以造成一个低压环境，使产品烟丝内部的水分得以蒸发，由于蒸发吸热，导致烟丝本身的温度降低。

本发明的优点如下：通风冷却操作方便，应用范围较广，可实现对风的流量和温度的调节； 负压冷却实现了烟丝在冷却过程中温度均匀，能使烟丝的品质得到很好的保证，而且由于处理时间短，不产生局部干燥、脱水现象。同时又由于预冷过程时间短，相应设备运转能耗和费用与传统的制冷设备明显降低，另外还可以大大的减少由于预冷时间长导致周围环境渗透的热量所增加的负荷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1密封盖，2红外测温仪，3数据采集器，4网孔式盛料盘，5真空泵，6盛料器，7空气分布板，8复压充气阀，9压缩机，10质量流量计，11温度控制器，12温度探头。

图2 通风冷却过程温度随时间变化。

图3 负压冷却过程温度随时间变化。

具体实施方式

本发明以下结合附图对其结构做进一步描述：

如图1所示：一种适用于烘后烟丝冷却特性检测的装置，其中：包括不锈钢材质的圆桶形盛料器6、红外测温仪2、通风制冷系统以及负压冷却系统，圆桶形盛料器上端加装有可透过红外线的密封盖1，在圆桶形盛料器中设置有网孔式盛料盘4及位于盛料盘4下方的空气分布板7；红外测温仪2设置在圆桶形盛料器6的上方并与数据采集器3电连接；通风制冷系统与圆桶形盛料器6下部相通，该通风制冷系统由压缩机9、流量计10、温度控制器11及温度探头12构成；负压冷却系统透过管路与圆桶形盛料器6上部连通，负压冷却系统由真空泵5和复压充气阀8构成。

所述密封盖分为两种：一种为适于负压冷却时使用的钢化玻璃材质密封盖，另一种为适于通风冷却时使用的带有小孔的钢化玻璃材质的密封盖。其中钢化玻璃边缘用铝合金材料包裹以保证可以契合该容器口。

冷却方法实施例

取实验室滚筒干燥（筒壁温度70℃）后的烟丝10g，当使用通风冷却方式冷却烟丝时，首先将压缩机9打开，调至所需风速1m/s和风温28℃，并把真空泵5断开，使真空泵5连接处管路与外界相通以保证整个盛料器6内的气压恒定，其次将干燥后10g烟丝放入盛料盘4，并盖上密封盖1，当红外测温仪2上显示温度恒定至28℃左右时即可取出烟丝。当使用负压冷却方式冷却烟丝时，首先将干燥后10g烟丝放入盛料盘4，并盖上密封盖1，其次打开真空泵5并调至真空度至1kpa，当红外测温仪上显示温度恒定至25℃时打开复压阀后即可取出烟丝。通过数据采集器3记录每个时刻的温度得出冷却过程温度随时间变化曲线分别如图2和图3所示。