一种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置及其使用方法，旨在提供一种膨胀度均匀性好的提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置及其使用方法。该装置包括底座，安装于底座上、其上设置有微波源且外壁上套装金属防护罩的微波腔体，设置于微波腔体一端上部的进料装置，设置于微波腔体另一端的出料装置，封闭微波腔体靠近进料装置一端的前盖板，封闭微波腔体靠近出料装置一端的后盖板，以及设置于微波腔体内的膨胀装置；膨胀装置包括两端分别与前盖板和后盖板固定连接的陶瓷筒体，转动穿设于前盖板中部和后盖板中部的转轴，通过撑杆安装于转轴上的螺旋抄板，与转轴一端驱动连接的减速电机，以及设置于陶瓷筒体内上部及两端处的若干蒸汽喷嘴。
【专利说明】
一种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及烟梗加工设备技术领域，尤其是涉及一种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]烟梗占烟叶重量的25%?30%，由于烟梗与烟叶有相似的组分，且具有改善烟支结构、降低成本和减害降焦的功能，因此是卷烟原料的重要组成部分。研究表明，微波膨胀处理可促使烟梗中细胞壁物质的分解和致香成分的增加，显著提高烟梗的体积并改变烟梗的内部组织结构，作为卷烟原料应用时其抽吸品质及料液吸收能力均大幅提升，这为丝状、颗粒状等烟梗制品的开发应用及生产加工，提供了良好的基础原料。然而，由于面向工业生产的低成本烟梗微波膨化处理设备技术存在不足，严重制约了微波膨胀烟梗规模化应用。
[0003]申请号为03233590.3的发明专利，公开了多波源多馈口微波膨胀烟梗装置，包括微波磁控管、与微波磁控管连接的驱动电源、加热箱体、进出料口和进出料口上的抑制段，在加热箱体的底部设置有多个与激励腔连接的微波磁控管，在烟梗进料口抑制段的后端设置有预热段;同时，在烟梗出料口抑制段的前端设置有保温段。该装置实际上是在带式送料设备基础上增加微波辐射腔体，利用微波辐射对带式送料设备上的烟梗进行膨胀，功率密度低且不均匀，膨胀效果差。
[0004]申请号为201210119828.X的发明专利公开了一种采用气体热媒的微波膨胀烟梗的方法，提出了在输送网带上增加微波辐射腔体，并在微波腔体内通入90 0C?300 °C的气体热媒，对烟梗实施气体、微波联合膨胀的方法。此项专利存在的问题在于:①输送网带采用聚四氟乙烯材料制成，由于聚四氟乙烯耐高温性差，在气体热媒及微波辐射联合作用下，长时间连续生产后，网带容易变形损坏，不利于大规模工业生产;②烟梗在输送网带上静止通过微波辐射腔体，使得烟梗接受微波辐射不均匀并导致烟梗膨胀均匀性差;③在铺有烟梗的网带和微波源之间设计了开有条缝的不锈钢罩，造成易出现微波泄漏难以控制的问题。
[0005]申请号为201110138821.8的发明专利，公开了一种滚筒式烟梗连续微波膨胀设备，提出了在一个旋转物料输送滚筒外增加微波辐射腔体的装置，通过将该装置倾斜布置，滚筒旋转时带动内部通过的烟梗不断运动，并在滚筒内接受微波辐射，从而提高烟梗微波膨胀均匀性及膨胀度。此项专利存在的问题在于:①由于透波性好、机械加工强度高且成本较低的材料较少，可应用微波辐射腔体中大尺寸旋转物料输送滚筒制造困难，导致设备产量(1000k/h以下)较低;②在配方烟梗微波膨胀生产过程中，受长度、形态(梗拐等)等的影响，不同烟梗原料密度差异较大，使得配方烟梗在旋转滚筒中搅拌不均匀，接受的微波辐射不均匀，往往导致同一批配方梗在相同功率下易出现膨胀均匀性差且部分烟梗出现碳化的现象;③大尺寸旋转滚筒的密封和微波泄漏控制相对较难。
[0006]申请号为201510500823.5的发明专利，公开了一种微波连续、快速、安全的烟梗膨化设备，包括微波膨化设备外壳，微波发射器，微波膨化设备内腔，送料螺旋，微波膨化设备内腔的进口端连接有进料密封舱，出口端连接有出料密封舱，在微波腔内设有火花探测器和二氧化碳灭火器，微波发射器连接有外循环冷却水系统。此项专利存在的问题在于:①微波膨化设备内腔及送料螺旋采用聚四氟乙稀材料制成，由于聚四氟乙稀的机械强度低、刚性差，造成用大尺寸聚四氟乙稀透波承载体难以制造且成本较高，进而造成微波膨胀设备的生产能力较低(1000kg/h以下);②即使通过拼接等方式生产出大尺寸聚四氟乙稀材料制备的微波膨化设备内腔及送料螺旋，由于聚四氟乙烯的最高使用温度为260°c，在烟梗微波膨胀连续生产过程中，较大的微波功率及微波膨化设备内部不可避免的积温效应常造成设备腔体温度超过260°C，微波膨化设备内腔及送料螺旋构件会出现热变形现象且随承载负荷的增加热变形现象会加速，严重时甚至发生微波膨化设备腔体塌陷现象，影响安全生产。
[0007]当前，在烟梗微波膨胀生产过程中，由于透波、耐高温、且可实现均匀搅拌效果的物料输送设备的技术不足，导致微波膨胀烟梗生产能力不高，加之烟梗含水率的不均匀性，导致烟梗微波膨胀均匀性较差；同时，单一微波膨胀处理往往导致得到的膨胀烟梗焦枯气息较大，影响膨胀梗抽吸品质。
【发明内容】
[0008]本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种产量高、膨胀度可达260?300%且膨胀度均匀性好的提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置;与此同时，本发明还提供了一种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置的使用方法。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
一种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，包括底座，安装于底座上、其上设置有微波源且外壁上套装金属防护罩的微波腔体，设置于微波腔体一端上部的进料装置，设置于微波腔体另一端的出料装置，封闭微波腔体靠近进料装置一端的前盖板，封闭微波腔体靠近出料装置一端的后盖板，以及设置于微波腔体内的膨胀装置;所述膨胀装置包括两端分别与前盖板和后盖板固定连接的陶瓷筒体，转动穿设于前盖板中部和后盖板中部的转轴，通过撑杆安装于转轴上的螺旋抄板，以及与转轴一端驱动连接的减速电机。
[0010]优选的是，所述陶瓷筒体由普通型氧化铝陶瓷材料制成，介电常数9?10，所述陶瓷筒体两端均安装有金属挡板。
[0011]优选的是，所述转轴与金属挡板的连接处设置有石墨垫。
[0012]优选的是，所述微波腔体内设置有火花检测器以及灭火器喷嘴。
[0013]优选的是，所述微波腔体上设置有至少一个检修口。
[0014]优选的是，所述微波腔体内的下部设置有支撑陶瓷筒体的支撑座。
[0015]优选的是，所述微波腔体的一端通过螺杆支撑安装于底座上，另一端附近处通过轴承座安装于底座上。
[0016]优选的是，所述螺旋抄板采用中空结构，所述转轴及撑杆采用40cr合金钢制成;所述螺旋抄板的螺距为1300-1500mm;所述螺旋抄板的截面呈弧形，且内凹的一面朝向转轴。
[0017]优选的是，所述陶瓷筒体内的上部及两端处设置有若干蒸汽喷嘴。
[0018]—种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置的使用方法，其采用如权利要求1所述装置，烟梗以1200kg/h?3000kg/h的流量从进料装置进入陶瓷筒体，转轴的转动频率为15?30Hz，蒸汽喷嘴的蒸汽喷入流量为24kg/h?60kg/h，微波源的微波功率200?400kW，微波频率为2450MHz，使陶瓷筒体的壁面温度控制在220?260 °C，烟梗在陶瓷筒体内的流经时间为3?6min.。
[0019]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
1、本发明采用陶瓷筒体由多段预制体拼接而成，陶瓷筒体由普通型氧化铝陶瓷材料制成，大直径、长尺寸的陶瓷物料输送筒既具有良好的微波穿透性能，又具有优良的热稳定性和物料承载性能，可满足微波功率200至400kW(微波频率2450MHz)下1200kg/h?3000kg/h微波膨胀烟梗的连续生产需要；
2、本发明装置中物料输送采用中空结构的螺旋抄板，相关转轴及撑杆为40cr合金钢，既可提高不同长度、形状烟梗在输送过程中搅拌均匀程度，增加烟梗的膨胀均匀性，又可保障烟梗微波膨胀连续生产过程中螺旋抄板不变形；
3、采用本装置进行烟梗连续微波膨胀生，在较高的微波功率下(200?400kW)，陶瓷筒壁可吸收部分微波能量进行筒壁加热并迅速升高至250°C以上，避免烟梗对微波能的过渡吸收，使得装置中的烟梗实际上是在微波膨胀及高温烘培膨胀两种作用下进行膨胀，可满足1200kg/h?3000kg/h膨胀烟梗的连续生产，且烟梗平均膨胀度可达300%以上；
4、采用本装置制备的微波膨胀梗，由于在微波膨胀、高温烘培膨胀以及蒸汽加湿调温等多种叠加作用下进行膨胀，烟梗的平均膨胀度及膨胀均匀性更高，膨胀梗香气更加饱满，浓郁，香气丰富性大幅提升，无单一微波膨胀处理烟梗的焦苦气息，膨胀梗抽吸品质更加稳定，料液吸收性能及丝状成型性显著提高。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明的结构示意图。
[0022]图2为图1中的P向视图。
[0023]图3为陶瓷筒体及螺旋抄板的结构示意图。
[0024]图中:1、进料装置;2、金属挡板;3、微波腔体;4、螺旋抄板;6、陶瓷桶;7、抄板撑杆；
8、锁紧螺母;9、转轴；10、检修口； 12、后盖板；13、蒸汽喷嘴；14、微波源；15、石墨垫；16、底座；17、火花检测器；18、出料装置；20、金属防护罩;21、支撑座;22、轴承座;23、减速电机；24、螺杆;26、带传动装置;27、前盖板;28、灭火器喷嘴。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]图1-3所示提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，包括底座16，安装于底座16上、其上设置有微波源14且外壁上套装金属防护罩20的微波腔体3，设置于微波腔体3—端上部的进料装置I，设置于微波腔体3另一端的出料装置18，封闭微波腔体3靠近进料装置I一端的前盖板27，封闭微波腔体3靠近出料装置18—端的后盖板12，以及设置于微波腔体3内的膨胀装置;所述膨胀装置包括两端分别与前盖板27和后盖板12固定连接的陶瓷筒体6，转动穿设于前盖板27中部和后盖板12中部的转轴9，通过撑杆7安装于转轴9上的螺旋抄板4，以及与转轴9 一端驱动连接的减速电机23。
[0027]其中，所述陶瓷筒体6的两端均安装有金属挡板2，进一步防止微波泄漏。
[0028]其中，所述转轴9与金属挡板2的连接处设置有石墨垫15，进一步预防微波泄漏。
[0029]其中，所述微波腔体3内设置有火花检测器17以及灭火器喷嘴28。
[0030]其中，所述微波腔体3上设置有至少一个检修口10。
[0031]其中，所述微波腔体3内的下部设置有支撑陶瓷筒体6的支撑座21，加强陶瓷筒体的支撑固定。
[0032]其中，所述微波腔体3的一端通过螺杆24支撑安装于底座16上，另一端附近处通过轴承座22安装于底座16上，通过旋转螺杆实现微波腔体的倾斜角度的调整。
[0033]其中，所述螺旋抄板4采用中空结构，所述转轴9及撑杆7采用40cr合金钢制成;所述螺旋抄板4的螺距为1300-1500mm;所述螺旋抄板4的截面呈弧形，且内凹的一面朝向转轴9，实现物料的有效抛洒，膨胀均匀性更好。
[0034]其中，所述陶瓷筒体6内的上部及两端处设置有若干蒸汽喷嘴13，强化烟梗的膨胀能力，通过蒸汽改变烟梗的内部组织韧性及在高温状态下的组织结构，提高膨胀效果。
[0035]本实施例采用固定的六边形微波腔体(长度约5500mm)，利用陶瓷筒体(Φ700mm)、可旋转的螺旋抄板、进、出料装置和气味收集系统组成。陶瓷筒体由5段预制的陶瓷筒拼接而成，降低了大直径、长尺寸陶瓷筒体的制造难度和成本;装配144个1.5kW/2450MHz的磁控管，总功率216kW。因陶瓷筒体采用固定不转动的方式，同时微波腔体采用六边形结构。其优点为陶瓷筒体易于设计安装微波源等装置，可实现较大的产量。该微波膨胀设备不仅配置了火花检测传感器，还配置灭火器喷嘴，可将微波膨胀过程中产生的火花及时喷灭，以及对气体统一收集并通过水雾进行处理。通过可旋转的连续式螺旋抄板进行运送烟梗，烘焙时间更久(6min)，温度更高(250°C )，从而产能更高(1200-2500kg/h)，膨胀效率更高(约300%)，感官品质更佳。
[0036]使用时，烟梗经进料装置(如密封进料十字门)进入陶瓷筒体内，微波膨化设备内腔采用陶瓷材料特制，微波膨化设备外壳采用不锈钢制作成六边形便于微波均匀布置可达到微波场的均匀照射效应，在微波陶瓷桶内对烟梗进行微波膨胀，经传动送料螺旋(由不锈钢转轴、撑杆和连续式聚四氟乙烯螺旋抄板组成，能大推力的输送物料)，由螺旋抄板上的凹槽将物料经陶瓷筒体底部螺旋推送至料筒顶部并向后输送，能够全面的接受微波的均匀照射，微波膨化设备后端的金属盖板装有微波腔内火花探测器，两端装有氮气灭火器，一旦产生火花将立即起动灭火确保物料和设备的安全。微波源采用2450MHz、1.5 kW便于达到微波场均匀的目的。送料螺旋抄板采用聚四氟乙稀材料特制，轴心采用不锈钢制作，两端设有石墨垫防止微波泄漏，螺旋抄板起到输送物料的作用同时在微波腔内不会对微波产生反射达到微波场均匀的效果。
[0037]—种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置的使用方法，采用如上所述装置，烟梗以1200kg/h?3000kg/h的流量从进料装置I进入陶瓷筒体6，转轴9的转动频率为15?30Hz，蒸汽喷嘴13的蒸汽喷入流量为24kg/h?60kg/h，微波源14的微波功率200?400kW，微波频率为2450MHz，使陶瓷筒体6的壁面温度控制在220?260 °C，烟梗在陶瓷筒体6内的流经时间为3?6min.。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，包括底座，安装于底座上、其上设置有微波源且外壁上套装金属防护罩的微波腔体，设置于微波腔体一端上部的进料装置，设置于微波腔体另一端的出料装置，封闭微波腔体靠近进料装置一端的前盖板，封闭微波腔体靠近出料装置一端的后盖板，以及设置于微波腔体内的膨胀装置;其特征在于:所述膨胀装置包括两端分别与前盖板和后盖板固定连接的陶瓷筒体，转动穿设于前盖板中部和后盖板中部的转轴，通过撑杆安装于转轴上的螺旋抄板，以及与转轴一端驱动连接的减速电机。2.根据权利要求1所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述陶瓷筒体由普通型氧化铝陶瓷材料制成，介电常数9?10，所述陶瓷筒体两端均安装有金属挡板。3.根据权利要求2所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述转轴与金属挡板的连接处设置有石墨垫。4.根据权利要求1-3任一所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述微波腔体内设置有火花检测器以及灭火器喷嘴。5.根据权利要求1-3任一所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述微波腔体上设置有至少一个检修口。6.根据权利要求1-3任一所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述微波腔体内的下部设置有支撑陶瓷筒体的支撑座。7.根据权利要求1-3任一所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述微波腔体的一端通过螺杆支撑安装于底座上，另一端附近处通过轴承座安装于底座上。8.根据权利要求1-3任一所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述螺旋抄板采用中空结构，所述转轴及撑杆采用40cr合金钢制成；所述螺旋抄板的螺距为1300-1500mm ；所述螺旋抄板的截面呈弧形，且内凹的一面朝向转轴。9.根据权利要求1-3任一所述提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置，其特征在于:所述陶瓷筒体内的上部及两端处设置有若干蒸汽喷嘴。10.—种提高微波膨胀烟梗产量和品质的装置的使用方法，其特征在于:采用如权利要求I所述装置，烟梗以1200kg/h?3000kg/h的流量从进料装置进入陶瓷筒体，转轴的转动频率为15?30Hz，蒸汽喷嘴的蒸汽喷入流量为24kg/h?60kg/h，微波源的微波功率200?400kW，微波频率为2450MHz，使陶瓷筒体的壁面温度控制在220?260 °C，烟梗在陶瓷筒体内的流经时间为3?6min.。
【文档编号】A24B15/22GK105852198SQ201610376520
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】王乃定, 高则睿, 张强, 刘燕, 徐艳群, 郭生云, 吴雨松, 倪铖, 罗晓鸽, 李晋, 王厚娴
【申请人】云南中烟新材料科技有限公司