真空回潮机干燥烟叶的研究
孙达荣，周云春，杨 军，刘 文，陈彦龙
（红塔集团玉溪卷烟厂，云南 玉溪 652600）
分级工作是烟叶生产过程中的重要一环，是实现烟叶不断提高纯度、提高质量的重要措施。在烟叶分级过程中挑选出的大水分烟叶（水分含量18%以上的烟叶）要经过晾晒，水分才能降至正常水分点，而晾晒过程受天气等外界因素影响较大，一般需要2～4 d。在晾晒过程中烟叶由于外界因素影响，烟叶物理特性会发生极大改变，产生变色、香气流失等问题，高端品质的烟叶也会变为低端劣质烟叶，导致烟叶使用价值降低。为了及时处理这类烟叶，本文研制了一套真空除湿工艺及改造一套真空除湿设备，经过1～3个抽真空、干燥、排湿周期，实现大水分烟叶同比降低2.0%～4.0%的水分值，同时干燥合格率达到80%，提升烟叶的使用价值。
以云南中烟红塔集团玉溪卷烟厂复烤二车间为例，车间每年分级烟叶35 000 t，在分级过程中分拣出大量的大水分烟叶（水分18%以上），在作业中发现中上等烟质量好、吸水性强，大水分烟叶主要是C1FC2FC3F等级,车间定期对大水分烟叶进行自然晾晒，在晾晒时需使用大量人工（0.1 t/人），还需占用大量场地（0.01t/m2），见图1，在进一步挤占车间生产场地、增加用工成本的同时，晾晒过程受天气影响较大。
图1 现场晾晒大水分烟叶图
经晾晒后的烟叶物理特性发生改变：变色、香气流失，使用价值降低，褪色烟叶直接按杂色烟使用，造成较大原料损失，见表1。
表1 近3年的分级量和大水分烟叶的产生量
2.1 设计思路
利用真空技术研制开发一套具有柔性、低造碎、低能耗、短时高效、可适应烟叶水分极差变化上下调整的工艺及设备，研究制造一套具有较新技术大水分烟叶的水分调和装置，可以有效减少用工、规范物流场地、降低工人的劳动强度。本工艺设备利用现有的真空回潮设备改造完成，能源采用蒸汽、电加热作为热风动力来源，可以将烟叶水分短时间内降低到18%以下，最大限度保持烟叶原等级的可用性，达到提升烟叶品质、降低损耗的目的[1]。
2.2 设备结构
利用现有的真空回潮设备完成实验样机改造后，开展大水分烟叶带载试验，测试不同加热方式（电加热/蒸汽加热）以及烟叶装载方式（平铺/立挂）对大水分烟叶排潮效果的影响。
通过完成大水分烟叶带载试验，可以得出以下结论：
（1）加热升温速度快，烟叶处理后的含水率越低，处理能力越大。
（2）蒸汽加热方式明显优越于电加热的方式，体现在加热速度和能耗。
（3）增设排湿功能，烟叶处理后的含水率明显降低，烟叶脱水更快。
（4）烟叶的放置形式对烟叶脱水效率有很大的影响，立挂的形式优越于烟叶平铺的形式。
（5）真空环境结合风系统加热的方式可以满足大水分烟叶含水率降低的工艺要求。
2.3 设备优化
根据大水分烟叶带载试验结论，可以对实验样机进行以下优化：采用蒸汽加热的方式，并增设离心风机，增加热风送风量，风系统的方式由原来的循环风系统变为全新风系统，热风下供上排（图3）。
本方案中加热方式采用蒸汽加热，利用通蒸汽的蒸汽盘管对空气热交换加热，依靠加热离心风机将新风加热并送入真空回潮机箱体内。箱体内烟叶加热后析出的水以气态形式存在于箱真空回潮机箱体内，在热风供入的同时，箱内部分混合气体经排潮口排出，完成加热和排潮过程（设备结构如图2所示，箭头示意热风加热和排潮风场流动轨迹）。
图2 设备结构图
图5 设计方案侧立面图
该方案设计供热与排潮，同时兼顾多段送回风形式的均风，很大程度上缩小真空回潮机箱体内的烟叶加热与脱水程度的差异性，同时也需要在真空回潮机上开设多个送回风口（图4-图6）。
图4 设计方案主视立面图
图6 设计方案俯视图
优化完成后的设备具有如下特点：
（1）本工艺设备利用真空回潮设备改造而成。
（2）本工艺设备配置均风系统，营造真空回潮机箱体内良好的气流组织。
（3）送回风方式采用下送上回。
（4）设置了排潮功能和与热风循环功能。
（5）循环风管为耐压风管，可实现在真空度环境中进行风循环。
（6）具有独立的自动控制系统，以及与现有真空回潮机联动，可实现真空脱水和真空回潮两种工艺的切换。
（7）真空脱水加工时，烟叶采用立挂方式，烟叶立挂置于专用支架上，专用支架再活动设置在往复平车上，整体由平车输入和输出。
3.1 开机前的准备工作
根据打叶复烤生产工作对真空回潮机启动前的准备要求，检查设备的水、气、汽、电是否满足安全及生产要求，管道内冷凝水是否排空，检查各安全部件是否正常有效。
3.2 确定烟叶加工模式
在确定烟叶采取真空脱水加工还是真空回潮加工的加工模式后，采取相应的物料装载模式。进行真空回潮加工时，将烟包堆放在往复平车上即可。若进行真空脱水加工，则需在往复平车上安装专用支架，再将烟叶解把后立挂置于专用支架上。
3.3 真空回潮加工
将烟包堆放在往复平车上后，开启回潮箱箱门，往复平车将烟包送入回潮箱并关闭箱门，确认拉紧缸锁紧。开启真空阀，抽空回潮箱内空气达到工艺标准要求后，停止抽空，往回潮箱内通入高温水蒸气，进入保压阶段，维持约30 s左右，然后再次打开真空阀，抽空回潮箱内空气和高温水蒸气，待气压达到工艺要求后，打开破空阀，通入空气，使回潮箱内气压回到标准大气压，打开回潮箱箱门，往复平车将烟包推出即可[2]。
3.4 真空脱水加工
将烟叶立挂置于专用支架上后，往复平车将烟叶送入回潮箱并关闭箱门，确认拉紧缸锁紧[2]。开启真空阀，抽空回潮箱内空气达到工艺标准要求后，依靠加热离心风机将新风加热并送入真空回潮机箱体内，同时启动循环轴流风机，使加热后的新风在真空回潮机箱体和循环风管内不停流动，加快烟叶内水分的析出，持续一段时间后，箱体内烟叶加热后析出的水以气态形式存在于真空回潮机箱体内，此时，关闭循环轴流风机，再次打开真空阀，抽空回潮箱内空气和水蒸气，待气压达到工艺要求后，打开破空阀，通入空气，使回潮箱内气压回到标准大气压，打开回潮箱箱门，往复平车将烟叶推出即可。
3.5 结束工作
完成对应的生产工作后，根据生产工艺要求关闭设备即可。
综上所述，本文研究的真空除湿设备可以从目前广泛应用于打叶复烤生产的真空回潮设备改造而成，在节约设备组装成本、场地的同时，还可以同时实现真空回潮和真空脱水功能，兼顾烟叶回潮和大水分烟叶干燥功能，有利于推动卷烟企业提升烟叶品质、降低烟叶损耗和生产成本，推动烟草行业高质量发展。
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