热风润叶设备烟叶出口水分控制系统优化方案

热风润叶设备烟叶出口水分控制系统优化方案

王一杰 ,赵瑞 ,包鑫海

云南中烟红塔集团楚雄卷烟厂 云南 楚雄 675000

摘要：热风润叶设备烟叶出口水分控制系统包括皮带秤、入口水分仪、出口水分仪、蒸汽管道、供水管道、热风管道、直喷蒸汽喷嘴、雾化蒸汽喷嘴、热风喷嘴、直喷蒸汽流量计、雾化蒸汽流量计、热风喷嘴压力传感器、蒸汽输入调节阀、供水输入调节阀、倾角传感器、PLC控制器、触摸屏，通过流量计检测喷嘴流量，通过压力传感器检测热风喷嘴风压，通过倾角传感器检测各喷嘴倾斜角度，便于工作人员了解各喷嘴基础数据，人工调节时提高水分控制稳定性，提高烟叶加工质量和品吸感官质量。

关键词：打叶复烤；热风润叶设备；水分控制；温度控制

引言

热风润叶是打叶复烤生产工艺中的重要加工工序，该工序主要改善烟叶水分，提高烟叶机械耐加工强度，同时改善烟叶的感官质量，为后续加工处理准备工序条件。打叶复烤生产的热风润叶设备通常采用滚筒式热风润叶机。滚筒式热风润叶机主要由润叶筒、传动系统、热风循环系统、管路系统和控制系统等组成，其工作原理是利用循环热风使润叶筒内的空气处于高温条件下，将以雾状喷入筒内的水和蒸汽混合，然后将热量和水分传递给烟叶，已达到控制烟叶水分、温度的目的。

一、热风润叶设备现状调查

热风润叶机滚筒入口端设置有独立的直喷蒸汽喷嘴、雾化蒸汽喷嘴和热风喷嘴，烟叶物料进入滚筒后与三路喷嘴碰触的气流形成的湿热混合气流在滚筒形成的相对密闭的高温高湿环境中混合，充分吸收温度、水分，从而使物料迅速升温和吸湿。

生产实际中，三路喷嘴都会对烟叶物料出口水分造成影响，工作人员时常需要对三路喷嘴各项参数进行人工调整控制，各喷嘴基础数据采集不完整，容易影响出口水分控制的稳定性，导致烟叶感官质量波动较大。

二、热风润叶设备烟叶出口水分控制系统的特点

传统热风润叶工序根据入口烟叶含水率、出口烟叶含水率、入口烟叶流量判断理论加水量，根据直喷蒸汽流量和雾化蒸汽流量，判断出蒸汽所带来的加水量，最终加水量为理论加水量减去蒸汽加水量。但此时未考虑在加工过程中损失的水量，导致出口烟叶含水率波动较大。

此系统通过直喷蒸汽流量计检测直喷蒸汽流量，通过雾化蒸汽流量计检测雾化蒸汽流量，通过热风喷嘴压力传感器检测热风风量，通过倾角传感器检测各喷嘴角度，工作人员可以通过触摸屏实时显示的各项数据计算加水系数及蒸汽吸水系数，手动调节各喷头流量及喷头角度，设定最终加水量，减少出口烟叶含水率波动，提高水分控制稳定性，提高烟叶加工质量和品吸感官质量。

三、热风润叶设备烟叶出口水分控制系统优化方案

图1热风润叶设备烟叶出口水分控制系统结构图

图1中，1-皮带秤、2-入口水分仪、3-出口水分仪、4-蒸汽管道、5-供水管道、6-热风管道、7-直喷蒸汽喷嘴、8-雾化蒸汽喷嘴、9-热风喷嘴、10-直喷蒸汽流量计、11-雾化蒸汽流量计、12-热风喷嘴压力传感器、13-蒸汽输入调节阀、14-供水输入调节阀、15-倾角传感器、16-调节支架、17-供水箱、18-电磁阀、19-液位传感器、20-回风管道、21-热风风机、22-加热器、23-温度传感器、24-PLC控制器、25-触摸屏。

皮带秤设置于滚筒入料端，皮带秤用于测量入口烟叶流量，皮带秤上方设置有入口水分仪，入口水分仪用于测量入口烟叶物料含水率，所述的出口水分仪设置于滚筒出料端，出口水分仪用于测量出口烟叶物料含水率，所述的蒸汽管路分别与直喷蒸汽喷嘴、雾化蒸汽喷嘴连接，所述的雾化蒸汽喷嘴还与供水管道连接，直喷蒸汽喷嘴直接喷发蒸汽调节滚筒内湿度，雾化蒸汽喷嘴喷发气液混合物，通过控制水量调节滚筒温度，直喷蒸汽喷嘴与蒸汽管路连接管道上设置有直喷蒸汽流量计，用于测量直喷蒸汽喷嘴喷发的蒸汽流量；雾化蒸汽喷嘴与蒸汽管路连接管道上设置有雾化蒸汽流量计，用于测量雾化蒸汽喷嘴。所述的蒸汽管道供气端设置有蒸汽输入调节阀，通过蒸汽输入调节阀调节蒸汽流量大小；供水管道供水端设置有供水输入调节阀，通过供水输入调节阀调节供水流量大小；热风喷嘴与热风管道连接，所述的热风管道上设置有热风压力传感器，热风压力传感器用于检测热风风压；所述的直喷蒸汽喷嘴、雾化蒸汽喷嘴、热风喷嘴通过调节支架人工调节倾斜角度，调节支架上设置有倾角传感器用于检测各喷头倾斜角度。

图2热风润叶设备烟叶出口水分控制系统接线图

如图2所示，所述的皮带秤、入口水分仪、出口水分仪、直喷蒸汽流量计、雾化蒸汽流量计、热风压力传感器、倾角传感器与PLC控制器的模拟量输入端连接，PLC控制器接收各项模拟量数据。蒸汽输入调节阀、供水输入调节阀与PLC控制器输出端连接，PLC控制器驱动蒸汽输入调节阀、供水输入调节阀动作，PLC控制器还与触摸屏连接，工作人员根据触摸屏显示的各项数据调节蒸汽输入流量及供水流量。

供水管道前端设置有供水箱，供水箱进水端设置有电磁阀，供水箱内设置有液位传感器，所述的电磁阀、液位传感器与PLC控制器连接。设备运行时可利用液位传感器检测供水箱水量，电磁阀控制供水箱总加水量，通过总量控制使热风润叶工序物料水分调节更加精确。

热风管道还与回风管道连接，热风管道前端与热风风机连接，热风管道上设置有加热器和温度传感器，热风风机、加热器、温度传感器与PLC控制器连接。传统热风喷嘴主要由回风管道供风，回风管道风量、温度在加工过程中会略微下降，通过热风风机调节热风喷嘴风量，温度传感器检测热风温度，再利用加热器补偿损失温度，即可提高滚筒内温度稳定性，保证加工质量。

结语

此系统通过流量计检测喷嘴流量，通过压力传感器检测热风喷嘴风压，通过倾角传感器检测各喷嘴倾斜角度，通过液位传感器检测预加水量，便于工作人员了解各喷嘴基础数据，在人工调节时提高水分控制稳定性，最终提高烟叶加工质量和品吸感官质量。

参考文献

[1]徐国金.不同润叶设备参数对润叶质量的影响[J].农业与技术,2017,37(06):99.

[2]郭越.滚筒式热风润叶机控制方式的改进[J].河南科技,2014,(01):103+124.

[3]李京鑫,何力,孙觅,邹恩凯,李春光,占小林,陈栋,罗海涛,景延秋,任周营.润叶参数对烟叶香味物质的影响[J].食品与机械,2022,38(05):191-201.

[4]王朝明.新型热风润叶循环系统的设计及应用[J].设备监理,2019,(05):48-50.