一种叶片温度水分的控制工艺及其系统的制作方法

本发明涉及一种属于卷烟行业制丝工艺设备领域，具体地说涉及一种叶片温度水分的控制工艺及其系统。

背景技术：

目前，卷烟切丝国内卷烟企业制丝生产线切丝前叶片增温方法和设备，均按照国家烟草专卖局编制的(ISBN 7-5073-1338-7/F23)《卷烟工艺规范》/第六篇叶丝/所述的“6.1烟片增温”的工艺和设备。

现有技术中的切丝前叶片增温方法和设备如下：卷烟叶片在增温容器内，用蒸汽和热风加温烟片，使卷烟叶片达到30-40℃，使卷烟叶片舒展、松散，以提高后工续切叶丝质量。在实践应用中，特别是处于长江以南的卷烟加工企业，由于冬季低温时间较短，夏季高温时间长，加上制丝车间生产设备发热量大和热源集中，车间环境温度较高，容易导致卷烟叶片温度超出《卷烟工艺规范》30-40℃标准上限，并直接导致后工序切丝时，叶丝出现并条粘连，影响加工质量并导致烟叶消耗上升。另外，从众多烟厂制丝线的实际运行情况看，该工艺设备有6-9个月处于无效甚至负效运行状态，特别是在夏季，只能把该设备当成叶片输送通道使用，明显增加1-2％的不合理的烟叶造碎率。所以，行业许多企业在实施新的制丝工艺设备技术改造时，直接放弃采用该工艺流程设备。

根据中国烟草行业各卷烟厂所处地域，具备以下导致叶片加工工艺质量、烟叶消耗出现波动的典型气候特征，如：东南部沿海地区及长江，珠江流域夏天的长时间“高温高湿”，叶片温度水分容易超过标准要求；在西、北方地区，秋冬季节“低温低湿”，叶片容易出现温度水分低于标准要求；华东华南地区的梅雨季节、回南天气的“低温高湿”，叶片容易出现温度低于标准、水分符合要求等工况。不同企业、不同地域、不同季节气候，叶片加工标准不尽相同，《卷烟工艺规范》指导性的叶片增温筒设备只能实现增温增湿的单一功能，不能根据不同的地区进行适应性调整，实际应用效果不佳，不利于卷烟厂制丝线的全年工艺质量与过程消耗的稳定。

自2003年《卷烟工艺规范》发布实施至今，国内卷烟行业尚未出现可有效替代该工艺流程的工艺设备。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于叶片温度水分工艺控制系统及装置适应性差，进而提供一种适应性好的叶片温度水分的控制工艺及其系统。

为解决上述技术问题，本发明的一种叶片温度水分的控制系统，其包括：

机架

具有进料口和出料口的容器，设置在所述机架上，所述容器内设置有翻动装置；

进料输送装置，与所述进料口连通，用于向所述容器内部输入叶片；

出料输送装置，与所述出料口连通，用于输出所述容器内部的叶片；

温湿度控制装置，其包括温湿度检测装置和温湿度调节装置，用于双向控制所述容器内叶片的温度和水分。

所述容器为筒状体，所述翻动装置为与所述容器同轴且相对所述容器轴线旋转的内筒，所述内筒内侧壁上设置有沿其径向延伸的钉状结构。

所述温湿度调节装置包括与所述容器内部连通的输入管道和输出管道，所述输入管道和输出管道上分别设置有调节大小的调节阀。

所述输入管道包括设置在靠近所述进料口的进料侧输入管和/或靠近所述容器出料口的出料侧输入管。

所述输出管道包括设置在靠近所述容器进料口的进料侧输出支管和/或靠近所述容器出料口的出料侧输出支管以及同时设置进料侧输出支管和出料侧输出支管时连接两输出支管的输出总管。

所述输出总管上设置有排风扇。

所述进料侧输入管包括进料侧气体输入支管和进料侧水分输入支管，所述进料侧输入管通过进料侧喷嘴与所述容器连通；所述出料侧输入管包括出料侧气体输入支管和出料侧水分输入支管，所述出料侧输入管通过出料侧喷嘴与所述容器连通。

所述出料侧气体输入支管一端与所述容器连通，另一端与低温气体产生装置连通。

进料侧气体输入支管一端与所述容器连通，另一端与高温气体产生装置连通。

所述进料输送装置包括进料输送振槽和与所述进料输送振槽连接的振动机构；和/或所述出料输送装置包括出料输送振槽和与所述出料输送振槽连接的振动机构。

所述温湿度检测装置包括设置在进料输送装置处的进料温度仪和进料水分仪。

所述温湿度检测装置还包括设置在出料输送装置处的出料温度仪和出料水分仪。

所述容器水平锐倾角为2°，生产线设计能力为6400Kg/h，容器内径2450mm。

所述进料侧喷嘴距离容器底部垂直高度1800mm；出料侧喷嘴距离容器底部垂直高度1300mm。

还包括一控制系统，所述控制系统与所述温湿度控制装置和所述温湿度控制装置连接。

所述控制系统还与所述进料输送装置和所述出料输送装置连接。

一种叶片温度水分的控制工艺，其包括如下步骤：

(a)叶片通过进料输送装置送入容器加工，温湿度检测装置对送入所述容器前的叶片进行温湿度和水分的检测；

(b)温湿度调节装置根据步聚的调节前检测结果对送入的叶片进行温湿度和水分的双向调节处理；

(c)处理后的叶片通过出料输送装置输出。

在步骤(c)之后还包括步骤：(d)所述温湿度检测装置和水分检测装置分别检测输出所述容器的叶分的温度和水分，并将调节后检索结果反馈给所述温湿度调节装置。

根据温湿度调节装置上设置的所述调节阀调节进出所述容器的温度和水分。

步骤(b)中的调节处理包括顺流加工模式和/或逆流加工模式；

所述顺流加工模式为：位于容器进料口侧的进料侧输入管开启，对叶片施加与其运动方向相同的气体和/或水分，对叶片进行加温和/或加湿处理；出料侧输出支管开启，设有输出总管时，所述输出总管也要开启，用于将容器内多余的气体和/或水分排走；

所述逆流加工模式为：位于容器出料口侧的出料侧输入管开启，对叶片施加与其运动方向相反的气体和/或水分，对叶片进行加温和/或加湿处理；进料侧输出支管开启，设有输出总管时，所述输出总管也要开启，用于将容器内多余的气体和/或水分排走。

进料侧输入管的进料侧气体输入支管通入低温低湿气体、低温高湿气体、常温低湿气体、常温高湿气体、高温低湿气体和高温高湿气体中的一种或多种，进料侧输入管的进料侧水分输入支管通入水；由进料侧喷嘴对叶片施加与其运动方向相同的气体或气体与水的混合，对叶片进行温湿处理，根据出料温度仪和出料水分仪检测数据反馈，系统对进料侧气体输入支管和/或进料侧水分输入支管进行调整与修正。

出料侧输入管的出料侧气体输入支管通入低温低湿气体、低温高湿气体、常温低湿气体、常温高湿气体、高温低湿气体和高温高湿气体中的一种或多种，出料侧输入管的出料侧水分输入支管通入水；由出料侧喷嘴对叶片施加与其运动方向相反的气体或气体与水的混合，对叶片进行温湿处理，根据出料温度仪和出料水分仪检测数据反馈，系统对出料侧气体输入支管和/或出料侧水分输入支管进行调整与修正。

所述的对叶片进行增温、降温、增湿、保湿的单独或组合处理，在叶片温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％时，对降温保湿组合处理工艺的空调空气具体工艺参数为：温度26-28℃，相对湿度80-90％，空气焓值范围70-85KJ/Kg。

所述的对叶片进行增温、降温、增湿、保湿的单独或组合处理，在叶片温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％时，对升温保湿组合处理工艺的空调空气具体工艺参数为：温度35-40℃，相对湿度65-75％，空气焓值范围95-135KJ/Kg。

针对不同情况适于选择如下一种或多种操作方式：

情况(1)：针对来料叶片温度水分均低于工艺标准要求的秋冬季节常见的低温低湿工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％，实际工况进料温度22℃，水分18.0％，需要对叶片增温增湿处理，实施时，采用顺流加工模式，步骤如下：进料端的进料侧气体输入支管、进料侧水分输入支管开启，实施组合操作，通过进料侧喷嘴施加蒸汽和水，对叶片进行增温增湿处理，排潮方式为：进料侧输出支管关闭，出料侧输出支管与输出总管开启；自控方式为：在出料温度水分检测到叶片温度水分符合指标要求时，按原组合操作的蒸汽和水比例施加；不符合时，系统自动调整蒸汽和水比例，直至达到工艺标准要求；和/或

情况(2)：针对来料叶片温度偏高，水分符合工艺标准要求的夏季常见的高温工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％，实际工况进料温度40℃，水分20.0％，需要对叶片降温保湿处理，实施时，采用逆流加工模式，步骤如下：出料端的出料侧气体输入支管开启、出料侧水分输入支管关闭，空调空气具体工艺参数为：温度26-28℃，相对湿度80-90％，空气焓值范围70-85KJ/kg；通过出料侧喷嘴对叶片进行降温保湿处理，排潮方式为：进料侧输出支管开启，出料侧输出支管关闭，输出总管开启，自控方式为：在出料温度水分检测到叶片温度水分符合指标要求时，按原组合操作；不符合时，系统自动调整空调空气进风量，直至达到工艺标准要求；和/或

情况(3)：针对来料叶片温度偏低，水分符合工艺标准要求的南方梅雨季节、回南天气可能出现的特殊工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％，实际工况平均进料温度24℃，水分20.0％，需要对叶片升温保湿处理，因使用蒸汽增温，会导致烟片水分同时上升超标，所以不适用顺流式加工模式的前端增温操作，实施时，仍选择采用逆流加工模式，步骤如下：出料端的出料侧气体输入支管开启、出料侧水分输入支管关闭，通过出料侧喷嘴对叶片进行升温保湿处理，空调空气具体工艺参数为：温度35-40℃，相对湿度65-75％，空气焓值范围95-135KJ/kg，排潮方式与自控方式，与情况(2)相同；和/或

情况(4)：针对来料叶片温度符合，水分偏低于工艺标准要求的周末交班烟或其他长时间贮叶等因素影响而出现的工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％，实际工况平均进料温度30℃，水分16-18％，需要对叶片保温增湿处理，可采用顺流式的前端进料侧水分输入支管开启，通过进料侧喷嘴加水的方式；或采用逆流式的后端出料侧水分输入支管开启，通过出料侧喷嘴加水的方式均可实现工艺控制目标，排潮强度应注意环境温度影响，具体排潮方式与自控方式，参考情况(1)和情况(2)实施。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

本发明所述叶片温度水分的控制工艺及其系统，可对不同地域、不同季节、气候以及不同生产工况条件下的卷烟厂制丝线生产工艺过程中的叶片温度、水分进行双向调节，即不仅可进行增温增湿，而且还可以降温降湿，实现全方位的调节，提高设备的适应性，使用效率高，稳定提升工艺质量，降低生产过程损耗。

本发明所述叶片温度水分的控制工艺及其系统，可根据不同地叶片情况可进行调节，A、当叶片温度、水分偏低时，对其进行加温加湿处理，提高其温度和含水率；B、当烟片温度、水分偏高时，对其进行降温降湿处理；C、当叶片温度偏高，水分符合要求时，对其进行降温保湿处理；D、当叶片温度偏低、水分符合要求时，对其进行增温保湿处理。

本发明所述叶片温度水分的控制工艺及其系统，设计一种具有双排潮功能结构的容器，可通过“顺流加工方式”与“逆流加工方式”的组合操作，实现对不同叶片温度水分全方位调节，当叶片温度、水分低于标准要求时，叶片容器采用顺流加工方式；当叶片温度和含水率高于标准要求时，叶片容器采用逆流加工方式，以此类推。

本发明所述叶片温度水分的控制工艺及其系统，为具有双排潮功能结构的容器，即在容器上设置有进料侧输出支管和出料侧输出支管，以及在所述输入管道包括设置在靠近所述进料口的进料侧输入管和靠近所述出料口的出料侧输入管，通过“顺流加工方式”与“逆流加工方式”的组合操作，实现对不同叶片温度水分全方位调节。当叶片温度、水分低于标准要求时，叶片容器采用顺流方式，即进料端施加蒸汽或蒸汽与水组合等高温高湿的气体或气体与水分的组合对叶片进行处理；当叶片温度和含水率高于标准要求时，叶片容器采用逆流方式，即出料端施加空调空气等低温低湿的气体对叶片进行处理。以此类推，其他工况下的叶片温度水分调节，均通过蒸汽施加装置、空调空气施加装置、水施加装置、排潮装置的自动切换与组合操作实现。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明所述叶片温度水分的控制系统示意图；

图2是本实施例中仅具有出料侧输出支管的叶片温度水分的控制系统示意图；

图3是本实施例中仅具有进料侧输出支管的叶片温度水分的控制系统示意图。

图中附图标记表示为：图中标号：1-容器，101-进料口，102-出料口，2-进料输送装置，3-出料输送装置，4-进料水分仪，5-进料温度仪，6-出料温度仪，7-出料水分仪，8-进料侧气体输入支管，9-进料侧水分输入支管，10-出料侧气体输入支管，11-出料侧水分输入支管，12-进料侧喷嘴，13-出料侧喷嘴，14-进料侧输出支管，15-出料侧输出支管，16-输出总管。

具体实施方式

图1所示为本实施例所述的叶片温度水分的控制系统，其包括：机架、容器1、进料输送装置2、出料输送装置3和温湿度控制装置，容器1具有进料口101和出料口102，设置在所述机架上，所述容器1内设置有翻动装置；所述容器1为筒状体，所述翻动装置为与所述容器1同轴且相对所述容器1轴线旋转的内筒，所述内筒内侧壁上设置有沿其径向延伸的钉状结构；进料输送装置2与所述进料口101连通，用于向所述容器1内部输入叶片，所述进料输送装置2包括进料输送振槽和与所述进料输送振槽连接的振动机构；出料输送装置3与所述出料口102连通，用于输出所述容器1内部的叶片，所述出料输送装置3包括出料输送振槽和与所述出料输送振槽连接的振动机构；温湿度控制装置包括温湿度检测装置和温湿度调节装置，用于双向控制所述容器1内叶片的温度和水分。所述温湿度检测装置包括设置在进料输送装置2处的进料温度仪5和进料水分仪4。所述温湿度调节装置包括与所述容器1内部连通的输入管道和输出管道，所述输入管道和输出管道上分别设置有调节大小的调节阀17。

所述温湿度检测装置还包括设置在出料输送装置3处的出料温度仪6和出料水分仪7。

所述输入管道包括设置在靠近所述进料口101的进料侧输入管和靠近所述出料口102的出料侧输入管。所述输出管道包括设置在靠近所述容器1进料口101的进料侧输出支管14和靠近所述出料口102的出料侧输出支管15以及连接两输出支管的输出总管16。所述输出总管16上设置有排风扇。

所述进料侧输入管包括进料侧气体输入支管8和进料侧水分输入支管9，所述进料侧输入管通过进料侧喷嘴12与所述容器1连通；所述出料侧输入管包括出料侧气体输入支管10和出料侧水分输入支管11，所述出料侧输入管通过出料侧喷嘴13与所述容器1连通。所述出料侧气体输入支管10一端与所述容器1连通，另一端与低温气体产生装置连通。进料侧气体输入支管8一端与与所述容器1连通，另一端与高温气体产生装置连通。

所述容器1水平锐倾角为2°，生产线设计能力为6400Kg/h，容器1内径2450mm。所述进料侧喷嘴12距离容器1底部垂直高度1800mm；出料侧喷嘴13距离容器1底部垂直高度1300mm。还包括一控制系统，所述控制系统与所述温湿度控制装置和所述温湿度控制装置连接。所述控制系统还与所述进料输送装置2和所述出料输送装置3连接。

作为可变换的实施例，所述输入管道可以设置为仅包括设置在靠近所述进料口101的进料侧输入管或仅包括设置在靠近所述出料口102的出料侧输入管。所述输出管道替换为仅设置在靠近所述容器1的进料口101的进料侧输出支管14或仅设置在靠近所述出料口102的出料侧输出支管15，如图2和图3所示。

一种使用上述叶片温度水分的控制系统的工艺，其包括如下步骤：

(a)叶片通过进料输送装置2送入容器1加工，温湿度检测装置对送入所述容器1前的叶片进行温湿度和水分的检测；

(b)温湿度调节装置根据步聚的调节前检测结果对送入的叶片进行温湿度和水分的调节处理；

(c)处理后的叶片通过出料输送装置3输出。

在步骤(c)之后还包括步骤：(d)所述温湿度检测装置和水分检测装置分别检测输出所述容器1的叶分的温度和水分，并将调节后检索结果反馈给所述温湿度调节装置。根据温湿度调节装置上设置的所述调节阀17调节进出所述容器1的温度和水分。

步骤(b)中的调节处理包括顺流加工模式和逆流加工模式；

所述顺流加工模式为：位于容器1进料口侧的进料侧输入管开启，对叶片施加与其运动方向相同的气体和/或水分，对叶片进行加温和/或加湿处理；出料侧输出支管15开启，将容器1内多余的气体和/或水分排走；根据调节后检测结果调节进料侧输入管上设置的调节阀17调节所述容器1内的温度气体和/或水分，确保出料口102处叶片温度水分满足标准要求；

所述逆流加工模式为：位于容器1出料口侧的出料侧输入管开启，对叶片施加与其运动方向相反的气体和/或水分，对叶片进行加温和/或加湿处理；进料侧输出支管14开启，将容器1内多余的气体和/或水分排走；根据调节后检测结果调节出料侧输入管上设置的调节阀17调节所述容器1内的温度气体和/或水分，确保出料口(102)处叶片温度水分满足标准要求。

进料侧输入管的进料侧气体输入支管8通入低温低湿气体、低温高湿气体、常温低湿气体、常温高湿气体、高温低湿气体和高温高湿气体中的一种或多种，进料侧输入管的进料侧水分输入支管9通入水；由进料侧喷嘴12对叶片施加与其运动方向相同的气体或气体与水的混合，对叶片进行温湿处理，根据出料温度仪6和出料水分仪7检测数据反馈，系统对进料侧气体输入支管8和/或进料侧水分输入支管9进行调整与修正。

出料侧输入管的出料侧气体输入支管10通入低温低湿气体、低温高湿气体、常温低湿气体、常温高湿气体、高温低湿气体和高温高湿气体中的一种或多种，出料侧输入管的出料侧水分输入支管11通入水；由出料侧喷嘴13对叶片施加与其运动方向相反的气体或气体与水的混合，对叶片进行温湿处理，根据出料温度仪6和出料水分仪7检测数据反馈，系统对出料侧气体输入支管10和/或出料侧水分输入支管11进行调整与修正。

本实施例中使用步骤如下：

(1)叶片经进料输送装置2进入容器11，并进行温度水分检测。

(2)当叶片温度和水分低于标准时，进料侧气体输入支管8、进料侧水分输入支管9的调节阀开启。通过进料侧喷嘴12将蒸汽和水喷洒到叶片上，同时进料侧输出支管14的调节阀关闭，出料侧输出支管15与输出总管16开启，将多余的蒸汽或水气输出。叶片在容器11转动输送下，在出料端经出料输送装置3输出。出料端进行温度水分检测，偏离标准要求时，系统自动调整进料侧气体输入支管8、进料侧水分输入支管9的调节阀开度，使出料叶片温度水分符合标准要求。当叶片温度偏高，水分符合或偏低时，出料侧气体输入支管10、出料侧水分输入支管11开启，经出料侧喷嘴13将空调空气或空调空气与水混合喷射到叶片上，此时出料侧输出支管15调节阀关闭，进料侧输出支管14、输出总管16开启，将多余的空调空气和水输出。叶片在容器1(1)转动输送下，在出料端经出料输送装置3输出。出料端进行温度水分检测，偏离标准要求时，系统自动调整出料侧气体输入支管10、出料侧水分输入支管11调节阀开度，使出料叶片温度水分符合标准要求。

针对不同情况具有处理如下：

(1)针对来料叶片温度水分均低于工艺标准要求的秋冬季节常见的低温低湿工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％。实际工况进料温度22℃，水分18.0％，需要对叶片增温增湿处理。实施时，采用顺流加工模式，步骤如下：进料端的进料侧气体输入支管8、进料侧水分输入支管9开启，实施组合操作，通过进料侧喷嘴12施加蒸汽和水，对叶片进行增温增湿处理。排潮方式为：进料侧输出支管14关闭，出料侧输出支管15与输出总管16开启。自控方式为：在出料温度水分检测到叶片温度水分符合指标要求时，按原组合操作的蒸汽和水比例施加；不符合时，系统自动调整蒸汽和水比例，直至达到工艺标准要求。

(2)针对来料叶片温度偏高，水分符合工艺标准要求的夏季常见的高温工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％。实际工况进料温度40℃，水分20.0％，需要对叶片降温保湿处理。具体实施时，采用逆流加工模式，步骤如下：出料端的出料侧气体输入支管10开启、出料侧水分输入支管11关闭，空调空气具体工艺参数为：温度26-28℃，相对湿度80-90％，空气焓值范围70-85KJ/kg；通过出料侧喷嘴13对叶片进行降温保湿处理。排潮方式为：进料侧输出支管14开启，出料侧输出支管15关闭，输出总管16开启。自控方式为：在出料温度水分检测到叶片温度水分符合指标要求时，按原组合操作；不符合时，系统自动调整空调空气进风量，直至达到工艺标准要求。

(3)针对来料叶片温度偏低，水分符合工艺标准要求的南方梅雨季节、回南天气可能出现的特殊工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％。实际工况平均进料温度24℃，水分20.0％，需要对叶片升温保湿处理。本例，因使用蒸汽增温，会导致烟片水分同时上升超标，所以不适用顺流式加工模式的前端增温操作。在具体实施时，仍选择采用逆流加工模式，步骤如下：出料端的出料侧气体输入支管10开启、出料侧水分输入支管11关闭，通过出料侧喷嘴13对叶片进行升温保湿处理。空调空气具体工艺参数为：温度35-40℃，相对湿度65-75％，空气焓值范围95-135KJ/kg。排潮方式与自控方式，与实施例2相同。

(4)针对来料叶片温度符合，水分偏低于工艺标准要求的周末交班烟或其他长时间贮叶等因素影响而出现的工况，叶片出料温度水分工艺标准要求：温度30±3℃，水分20±0.5％。实际工况平均进料温度30℃，水分16-18％，需要对叶片保温增湿处理。本例，可采用顺流式的前端进料侧水分输入支管9开启，通过进料侧喷嘴12加水的方式；或采用逆流式的后端出料侧水分输入支管11开启，通过出料侧喷嘴13加水的方式均可实现工艺控制目标。排潮强度应注意环境温度影响，具体排潮方式与自控方式，参考情况(1)和情况(2)实施。

本发明的叶片温度水分工艺控制系统及装置，与《卷烟工艺规范》指导下行业各卷烟厂制丝线普遍采用的叶片增温筒相比，对不同工况的叶片温度和水分的调节方式更加灵活，工艺指标控制更加稳定有效，设备使用效率更高，可满足不同加工工艺指标要求。

本发明工艺控制系统实施原则：A、根据进料端叶片温度和水分的实际工况，选择蒸汽和水组合、空调空气和水的组合操作方式；B、根据需要选择顺流或逆流方式，灵活切换进料、出料侧输出支管15，以及排潮开度的工作状态；B、根据气、料接触面的空气绝对含湿量、空气焓值，对空调空气的温度和相对湿度指标及波动控制范围进行动态调整。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。