一种多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的装置及方法
技术领域
本发明属于再造烟叶生产加工技术领域，具体涉及一种多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的装置及方法。
背景技术
随着全球控烟运动的加速推进，全球烟草产业进入了寻求变革和突破的新时期，进而也推动和加速了新型烟草制品主要有加热不燃烧型卷烟、电子烟、口含烟等的研发。加热不燃烧卷烟是新型烟草制品的重要组成部分。
与颗粒状、传统烟丝作为烟草段材料相比，再造烟叶在保持自然烟叶有效成分的同时，具有可塑性较强、均质化及可调控水平较高的特点，因此是目前加热不燃烧卷烟的主要烟草段材料之一。
稠浆法再造烟叶在片基成型时，烟草原料粉末、粘合剂及发烟剂等材料均匀分布在片基表层和里层，因此其厚度及定量的稳定性、导热均匀性和发烟效果较好，是其成为加热不燃烧卷烟烟草段材料的主要原因之一。如：菲莫烟草公司开发的“iQOS”烟支中采用的是有序排列的稠浆法再造烟叶。
现有技术中稠浆法制备再造烟叶的干燥阶段，是利用输送带下部增温加热方法，使摊铺在输送带上面浆膜中的水分因受热而蒸发外溢到上部通风隧道中，再利用与浆膜输送方向相反(逆流)的热风将蒸发出的水分带出设备而实现脱水工艺要求。其存在的问题是，热风进口仅为一个，越靠近干燥过程起始段，热风已经吸收大量水分，导致其吸湿能力越弱，干燥效率较差。
另一方面，现有技术中稠浆法制备再造烟叶的干燥阶段仅有一个排风口，干燥过程中热风吸收浆膜中的水分，湿度逐渐增加形成湿热空气，湿热空气长时间在干燥阶段外罩内积累会在外罩顶部凝结形成水滴。除此之外，干燥过程中干燥条件可控性差，导致再造烟叶产品不同区域含水率不同，再造烟叶产品颜色一致性差。
因此，人们希望开发一种稠浆法制备加热不燃烧卷烟用再造烟叶的装置，以提高加热不燃烧用再造烟叶的研发效率，降低研发成本，为加热不燃烧卷烟用再造烟叶的推广应用提供支撑。
发明内容
本发明第一方面提供一种多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的装置，该装置依次包括原料储料罐1、成型干燥装置2、剥离装置3和收卷装置4；
所述成型干燥装置2包括成型钢带21、红外加热板24、以及依次排列的进料泵22、流浆箱23、排潮口25、温湿度检测器26、干燥设备27和外罩29；
所述进料泵22和所述储料罐1连接，用于向所述成型干燥装置2输送浆料；
所述流浆箱23位于所述成型钢带21上方，所述流浆箱23包括浆料出口231和浆料刮刀232；
所述红外加热板24位于所述成型钢带21下方，用于对所述成型钢带21进行加热；
所述成型钢带21携带再造烟叶向所述剥离单元3运行，成型钢带21靠近进料泵22一端称为起始端，靠近剥离单元3一端为终止端；
所述干燥设备27包括从所述温湿度检测器26一侧至剥离装置3一侧依次排列的N个热风风机271i，N大于等于2，i为从所述温湿度检测器26开始的热风风机编号，且i为从1到N的正整数；每个所述热风风机271i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272i，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风方向垂直于再造烟叶的运行方向；
所述外罩29上具有多个出风门28，所述出风门28位于所述外罩29的正面、背面或顶面上，所述外罩29上与所述成型钢带21平行的一面为所述外罩29的顶面，所述外罩29上与所述成型钢带21垂直且从所述成型钢带21起始端延伸到所述成型钢带21终止端的面为所述外罩29正面或背面；优选地，出风门28的数量与热风风机271i的数量相同，且每一个热风风机271i靠近成型钢带21起始端一侧分布有一个出风门28，出风门28和排潮口25的作用均是用于排出外罩29内热风吸收水分后的湿热空气，两者区别在于，排潮口25是贯通外罩29的一个孔，一直处于打开通风状态，而出风门28可以根据实际干燥过程中外罩29内湿热空气的情况自主选择打开或者是关闭。
所述剥离单元3包括剥离刮刀32和厚度调整辊31；所述厚度调整辊31包括上压辊311和下托辊312；
所述收卷单元4包括收卷台41和收卷轴42。
优选地，随着i增大，所述管口273i与所述成型钢带21的距离逐渐减小。
优选地，随着i增大，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风温度和热风风量逐渐减小。
本发明第二方面提供一种所述多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的成型干燥方法，其包括以下步骤：
a、开启进料泵22向流浆箱23中输送原料储料罐1中搅拌均匀的浆料，并根据设定的液位高度自动添加；
b、启动成型钢带21水平运转，开启红外加热板24对成型钢带21进行加热，设定成型钢带21的温度为30-50℃，当成型钢带21温度达到设定温度30-50℃后，通过浆料刮刀232控制流浆箱23中的浆料从浆料出口231流出，开始涂布成型，流出的浆料经成型钢带21干燥，形成浆膜；
c、根据设定的热风的温度，开启热风风机271i，每个所述热风风机271i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272i，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风方向垂直于再造烟叶的运行方向，浆膜随成型钢带21向剥离装置3运行，经管口273i吹出的热风干燥，形成再造烟叶；
d、排潮口25为热风出口，温湿度检测器26实时测定浆膜表面的温度和水分含量，根据浆膜表面的温度和水分含量调节热风风机271i的热风量和热风温度、以及排潮口25的开度，以使成型钢带21靠近剥离单元3一侧上的再造烟叶水分含量为12％-14％；
e、剥离刮刀32将成型钢带21靠近剥离单元3一侧上的再造烟叶与成型钢带21剥离，剥离后的再造烟叶经过厚度调整辊31进行厚度调整，如果再造烟叶厚度大于设定的厚度，厚度调整辊31的上压辊311和下托辊312彼此配合，对再造烟叶进行辊压；
f、经厚度调整后的再造烟叶被输送至收卷台41上，并缠绕在收卷轴42上进行收卷。
收卷完成后，重复前述过程进行下一次再造烟叶样品的制备。
本发明第三方面提供一种控制再造烟叶颜色一致性的方法，即选择本发明第一方面所述的装置制备再造烟叶。
在现有的再造烟叶干燥装置的干燥过程中，既要避免浆料中的香味物质损失，又要保证具有较好的干燥效果，保证再造烟叶的水分含量，因此，干燥过程坚持低温慢烤的原则，这就导致整个干燥阶段时间较长，此阶段热风风机271i吹出大量的热空气在吸收再造烟叶的水分后，湿度逐渐增加形成湿热空气，湿热空气长时间在外罩29内积累会在外罩29顶部凝结形成水滴，水滴掉落在正在干燥的再造烟叶上，会导致再造烟叶上水滴掉落的区域和再造烟叶其他区域颜色有明显差别，再造烟叶产品颜色一致性差。
而本发明装置外罩29上具有多个出风门28，出风门28位于外罩的正面、背面或顶面上，其中，外罩29与成型钢带21接触的一面称为外罩29的底面；优选地，出风门28的数量与热风风机271i的数量相同，且每一个热风风机271i靠近成型钢带21起始端一侧分布有一个出风门28，干燥过程中外罩29内的湿热空气可以有效地从出风门28及时排出，避免湿热空气长时间在外罩29内积累会在外罩29顶部凝结形成水滴，保证再造烟叶产品颜色一致性，同时，出风门28可以根据实际干燥过程中外罩29内湿热空气的情况自主选择打开或者是关闭。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明装置具有多个热风风机271i，每个热风风机吹出的热风温度、热风量可以根据温湿度检测器26实时测定浆膜表面的温度和水分含量数据进行独立调节，解决了不同干燥阶段干燥条件难以协调的问题。本发明装置可对加热不燃烧卷烟用再造烟叶进行成型、干燥并制备成样品，满足加热不燃烧卷烟用再造烟叶的制备，为加热不燃烧卷烟的研究提供支撑。
2、本发明装置具有多个热风风机271i，i为从所述温湿度检测器26开始的热风风机编号，且i为从1到N的正整数；每个所述热风风机271i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272i，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风方向垂直于再造烟叶的运行方向；同时，本发明装置外罩29上具有多个出风门28，出风门28位于外罩的正面、背面或顶面上，其中，外罩29与成型钢带21接触的一面称为外罩29的底面；干燥过程中外罩29内的湿热空气可以有效的从出风门28排出，避免湿热空气长时间在外罩29内积累会在外罩29顶部凝结形成水滴，保证再造烟叶产品颜色一致性，同时，出风门28可以根据实际干燥过程中外罩29内湿热空气的情况自主选择打开或者是关闭。在本发明优选地实施方案中，出风门28的数量与热风风机271i的数量相同，且每一个热风风机271i靠近成型钢带21起始端一侧分布有一个出风门28，也就是说，干燥过程中热风风机271i吹出的热风方向垂直于再造烟叶的运行方向，吹出的热风在吸收再造烟叶的水分后，湿度逐渐增加形成湿热空气，而湿热空气会立即经靠近成型钢带21起始端一侧的出风门28排出，不仅可以避免湿热空气长时间在外罩29内积累会在外罩29顶部凝结形成水滴，还能提高热风利用率以及再造烟叶的干燥速率，保证再造烟叶的干燥效果。
3、在本发明优选地实施方案中，随着i增大，所述管口273i与所述成型钢带21的距离逐渐减小，在干燥过程中，如果所有管口273i与所述成型钢带21的距离相同，就会导致所有管口273i吹出的热风都在较靠近成型钢带21的一个水平层上，干燥一段时间后，该层热风水分饱和，而该层上方空气起不到干燥的作用，同时，干燥后期阶段浆料水分含量低，不容易干燥，而本发明装置管口273i与所述成型钢带21的距离逐渐减小，管口273i吹出的热风在外罩29内形成不同热风水平层，空气利用率高，而越靠近成型钢带21终止端，热风与再造烟叶距离更近，有效提升再造烟叶干燥后期阶段干燥效果。
4、本发明装置具有多个热风风机271i，i为从所述温湿度检测器26开始的热风风机编号，且i为从1到N的正整数；每个所述热风风机271i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272i，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风方向垂直于再造烟叶的运行方向；在本发明优选地实施方案中，随着i增大，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风温度和热风风量逐渐减小，也就是说，干燥初期阶段(浆料形成浆膜的阶段)浆料中水分含量高，需要大量的热风带走浆料中的水分，故此时浆料上方热风风量较大，而干燥后期阶段(再造烟叶片材初步形成)，再造烟叶片材含水量较少，不需要大量的热风，仅是采用垂直于再造烟叶片材吹风的方式，提高干燥效率即可，故此时再造烟叶片材上方热风风量小，这样不仅可以保证再造烟叶干燥后期阶段干燥效果，还能提高热风利用率。
附图说明
图1现有技术中递增式热风逆流干燥装置示意图；
图2为本发明的多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的装置示意图。
其中，各附图标记在附图说明中的名称为：1-原料储料罐、2-成型干燥装置、3-剥离装置、4-收卷装置、5-输送带、6-通风隧道、7-供风管道、8-排风口、21-成型钢带、22-进料泵、23-流浆箱、24-红外加热板、25-排潮口、26-温湿度检测器、27-干燥设备、28-出风门、29-外罩、31-厚度调整辊、32-剥离刮刀、41-收卷台、42-收卷轴、271i-热风风机、272i-通风管、273i-管口、1111-第一通风口、2222-第二通风口、3333-第三通风口、4444-第四通风口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述。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。
本实施例为一种多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的装置，该装置依次包括原料储料罐1、成型干燥装置2、剥离装置3和收卷装置4；
所述成型干燥装置2包括成型钢带21、红外加热板24、以及依次排列的进料泵22、流浆箱23、排潮口25、温湿度检测器26、干燥设备27和外罩29；
所述进料泵22和所述储料罐1连接，用于向所述成型干燥装置2输送浆料；
所述流浆箱23位于所述成型钢带21上方，所述流浆箱23包括浆料出口231和浆料刮刀232；
所述红外加热板24位于所述成型钢带21下方，用于对所述成型钢带21进行加热；
所述成型钢带21携带再造烟叶向所述剥离单元3运行，成型钢带21靠近进料泵22一端称为起始端，靠近剥离单元3一端为终止端；
所述干燥设备27包括从所述温湿度检测器26一侧至剥离装置3一侧依次排列的3个热风风机271i，i为从所述温湿度检测器26开始的热风风机编号，且i为从1、2、3；每个所述热风风机271i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272i，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风方向垂直于再造烟叶的运行方向；
所述外罩29上具有3个出风门28；所述出风门28位于所述外罩29的正面或背面上，所述外罩29上与所述成型钢带21平行的一面为所述外罩29的顶面，所述外罩29上与所述成型钢带21垂直且从所述成型钢带21起始端延伸到所述成型钢带21终止端的面为所述外罩29正面或背面；每一个热风风机271i靠近成型钢带21起始端一侧分布有一个出风门28。
所述剥离单元3包括剥离刮刀32和厚度调整辊31；所述厚度调整辊31包括上压辊311和下托辊312；
所述收卷单元4包括收卷台41和收卷轴42。
随着i增大，所述管口273i与所述成型钢带21的距离逐渐减小，其中管口2731与成型钢带的距离为70cm，管口2732与成型钢带的距离为45cm，管口2733与成型钢带的距离为10cm。
随着i增大，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风温度和热风风量逐渐减小。
本发明的适用于多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的装置操作过程如下：
装置启动前，根据稠浆法制备加热不燃烧卷烟用再造烟叶样品开发需求，首先设定好样品的厚度、水分。
所述多点进风、出风式稠浆法制备再造烟叶的成型干燥方法，其包括以下步骤：
a、开启进料泵22向流浆箱23中输送原料储料罐1中搅拌均匀的浆料，并根据设定的液位高度自动添加；
b、启动成型钢带21水平运转，开启红外加热板24对成型钢带21进行加热，设定成型钢带21的温度为30-50℃，当成型钢带21温度达到设定温度30-50℃后，通过浆料刮刀232控制流浆箱23中的浆料从浆料出口231流出，开始涂布成型，流出的浆料经成型钢带21干燥，形成浆膜；
c、设定热风风机2711的热风温度为105℃，热风风量为3500m3/min，设定热风风机2712的热风温度为100℃，热风风量为3000m3/min，设定热风风机2713的热风温度为90℃，热风风量为2500m3/min，开启热风风机2711、2712、2713，每个所述热风风机271i连接一个沿垂直于所述成型钢带21方向朝向所述成型钢带21延伸的通风管272i，每个所述通风管272i的管口273i吹出的热风方向垂直于再造烟叶的运行方向，浆膜随成型钢带21向剥离装置3运行，经管口273i吹出的热风干燥，形成再造烟叶；
d、排潮口25为热风出口，温湿度检测器26实时测定浆膜表面的温度和水分含量，根据浆膜表面的温度和水分含量适当调节热风风机271i的热风量和热风温度、以及排潮口25的开度，以使成型钢带21靠近剥离单元3一侧上的再造烟叶水分含量为12％-14％；
e、剥离刮刀32将成型钢带21靠近剥离单元3一侧上的再造烟叶与成型钢带21剥离，剥离后的再造烟叶经过厚度调整辊31进行厚度调整，如果再造烟叶厚度大于设定的厚度±0.3mm，厚度调整辊31的上压辊311和下托辊312彼此配合，对再造烟叶进行辊压；
f、经厚度调整后的再造烟叶被输送至收卷台41上，并缠绕在收卷轴42上进行收卷。
收卷完成后，重复前述过程进行下一次再造烟叶样品的制备。
