液体二氧化碳膨胀烟草的改良工艺及装置制造方法及图纸

一种以液体二氧化碳为膨胀剂的膨胀烟草的改良工艺技术，浸渍缸中的烟草均匀地置于组合式筐篮中，密度为１６０～２３０ｋｇ／ｍ＋［３］，这既有利液体二氧化碳迅速均匀地进入烟草，也有利以液位差方式排除浸渍后多余的二氧化碳，如此使烟草表面附着的二氧化碳较少，使得浸渍后的烟草较松散、不结团块、从而减少造碎并能在１００℃～１６０℃的温度下达到６０％以上的膨胀效果。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种改良的能够适应卷烟厂热源状况的以液体二氧化碳为膨胀剂的膨胀烟草工艺技术和相应装置。已有技术(美国专利4340073、4336814)详述了以液体二氧化碳膨胀烟丝的工艺技术是由以下的主要步骤所组成(1)烟丝在浸渍缸中被一定压力下的二氧化碳浸渍，然后排除剩余的二氧化碳液体，同时压力下降，(2)使浸渍后烟丝处于100～300℃，最好是150°～260℃[或360℃]的热气流或其他加热方式下，使得烟丝中的固体二氧化碳迅速汽化逸出达到膨胀烟丝的目的。美国专利4336814还提出了改进的方法，即在第一步骤后期的排除剩余二氧化碳液体时，应在二氧化碳流出缸底的连续流停止后再给予一个附加的排放期来帮助烟丝表面的二氧化碳的排除，认为这样做有如下三个优点(1)液体二氧化碳可以更完全地回收，(2)减少烟草表面附着的二氧化碳，因为这部分二氧化碳在减压时也会变成固态，会造成以后加工的困难并增加碎损，(3)这部分二氧化碳的减少可以降低膨胀设备的热负荷。该专利还指出排放后的烟丝含有本身重量6～25%的二氧化碳。该工艺技术在美国得到实施，其第二步骤膨胀阶段的温度为300～350℃，以煤气、油作为热源。本专利技术是针对卷烟厂均以低压锅炉为主要热源的一种改良的工艺，即基于尽量排净附着在烟丝表面的液体二氧化碳这一原理，以期达到最大限度地降低膨胀阶段热消耗，适应卷烟厂热源状况，使得该膨胀技术在卷烟厂能够普遍实施。本专利技术的要点在于采用组合式筐篮盛装烟丝，保证烟丝处于均匀状态，其密度为160～280kg/m3，这样在进入浸渍阶段时，液体二氧化碳能够迅速均匀地与烟丝接触并较完全的渗入到烟丝中去;在排液阶段，附着在烟丝表面的二氧化碳液体又能很流畅的从每个筐篮的壁上或底部孔眼中流出。该工艺还要求浸渍缸底部排液口与二氧化碳收集缸有+0.2M以上的高低位差，以利用液位差缩短排液时间和使排液完全。以上的措施使得烟丝表面的液体二氧化碳得到较完全的排除。此时烟丝内部及烟丝表面的二氧化碳含量仅为烟丝重量的2-13%，烟丝呈松散状态，不结团块，在100～160℃的温度下即能达到60%以上膨胀效率，这个温度还保证膨胀后烟丝色泽正黄。该工艺流程如下烟丝→装入筐篮→浸渍→卸料→喂料→皮带秤→膨胀→出料→回潮→产品原料烟丝水分为16～21%，浸渍压力为2-4MPa，浸渍后烟丝含二氧化碳为烟丝重量的2～13%，膨胀阶段温度为100～160℃，出料水份为7～10%，经回潮到要求水份。该工艺的控制系统可以是手动控制和自动逻辑控制。结合附图作进一步说明附图说明图1 为组合式筐篮以卡锁连接示意2 为组合式筐篮以销子连接示意3 为组合式筐篮以套管连接示意4 为本专利技术工艺流程膨胀系统流程5 为本专利技术工艺流程浸渍及二氧化碳回收系统流程图该改良的膨胀工艺所采用的组合式筐篮可以是轴向组合，也可以是水平向组合，为保证操作时筐篮的一体性，相邻的筐篮可以以卡锁[图1]，销子[图2]或套管[图3]等方式相连接，其中以卡锁方式较为便利装卸。本专利技术在我国河南省新郑卷烟厂得到实施，其工艺过程分二大部分，第一部分为膨胀系统[图4]，第二部分为浸渍和二氧化碳回收系统[图5]。膨胀系统[图4]，浸渍后筐篮[21]内的烟丝卸入喂料机[22]，喂料机上部有转动的耙钉松散烟丝，使之均匀进入皮带秤。从喂料机开始，生产过程从断续的批量过程转变成连续过程。喂料机上部为一计量管[23]，它和皮带秤[24]一起用以准确定量。烟丝经振槽[25]、翻板门[26]卸入膨胀系统。在此系统内烟丝被热气流带入膨胀塔[27]，此系统气流温度为100-160℃，二氧化碳升华，烟丝快速加热干燥，完成膨胀过程。膨胀后的烟丝从切向落料器[28]翻板门[29]进入回潮机[30]，膨胀烟丝水分由7-10%增加到要求水分，此后烟丝掺入卷烟生产线使用。浸渍系统和二氧化碳回收系统[图5]将切后的烟丝装入筐篮内，放入浸渍缸[5]中，打开阀门[17、16或15]，贮液缸[8]或收集缸[14]的二氧化碳液体进入浸渍缸内，浸渍缸内压力约2-4MPa，当进入浸渍缸中的二氧化碳液体达到要求高度后关闭阀门[17、16]或15]，浸渍时间5-10分钟，然后打开平衡阀门[3]及阀门[17、15]，将二氧化碳液体排入收集缸内，浸渍缸内二氧化碳液体排尽后，关闭阀[17、15、3]后打开阀[4]，浸渍缸内的二氧化碳气体经初冷凝器[7]冷却器[6]进入气袋[1]，这个过程中浸渍缸内逐渐减压，一部分残存的二氧化碳汽化，当浸渍缸内的压力为0.2MPa时，关闭阀[3]，打开放空阀[2]。当浸渍缸内的压力达到大气压时，留在烟丝中的及附着在烟丝表面的极少量液体二氧化碳转化成固体二氧化碳。降压终了时，打开浸渍缸上盖，吊出筐篮。气袋内的二氧化碳经压缩机[13]进入冷却器[6]和终冷凝器[9]，冷凝成液态，进入贮液缸[8]。图5中的二氧化碳钢瓶[20]，用来补充二氧化碳。打开阀[19]，由于钢瓶内的压力大于贮液缸压力，液体流入贮液缸内，当压力平衡后，关闭阀[19]，打开阀[18]，使钢瓶内的二氧化碳液、汽体经初冷凝器[7]、冷却器[6]进入气袋[1]。图5中，制冷系统由冷冻机[12]，氟里昂贮缸[11]、过滤器[10]和终冷凝器[9]组成，它的作用是为二氧化碳气体冷凝液化提供足够的冷源。该套设备在新郑烟厂实施时每个浸渍缸可装入45-55公斤烟丝，生产中三个浸渍缸交替操作，每小时生产三缸，产量约120～160公斤/小时。膨胀率以以下方法计算膨胀前后的烟丝填充值在水分都平衡到12.5%的条件下比较。膨胀率%＝ (膨胀后烟丝的填充值-切丝后烟丝填充值)/(切丝后烟丝的填充值) ×100%填充值利用Borgwaldt式的烟丝密度计进行测定，烟丝等级为新郑厂乙级芒果烟丝，测定结果如下表< 该设备经半年多运行，每公斤膨胀烟丝二氧化碳耗量约为0.6～0.8公斤，膨胀后的烟丝呈正黄色，燃烧性能好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以液体二氧化碳为膨胀剂的烟草膨胀工艺技术，由二个主要工艺步骤组成（１）在浸渍缸中使液体二氧化碳浸渍烟草，然后减压取出烟草（２）以热气流或其他方式使烟草中的二氧化碳迅速汽化逸出达到膨胀烟草的效果，其特征在于（１）浸渍缸中的烟草均匀的处于１６０～２８０ｋｇ／ｍ↑［３］密度状态下，（２）浸渍缸的排液阀处于缸的最低位置并与收集缸有＋０．２米以上的高低位差，（３）第二步骤的热气流温度为１００～１６０℃。

【技术特征摘要】
1.一种以液体二氧化碳为膨胀剂的烟草膨胀工艺技术，由二个主要工艺步骤组成(1)在浸渍缸中使液体二氧化碳浸渍烟草，然后减压取出烟草(2)以热气流或其他方式使烟草中的二氧化碳迅速汽化逸出达到膨胀烟草的效果，其特征在于(1)浸渍缸中的烟草均匀的处于160～280kg/m3密度状态下，(2)浸渍缸的排液阀处于缸的最低位置并与收...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志华，李根宝，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]