[发明专利]液体二氧化碳膨胀烟草的改良工艺及装置

说明书

本发明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。

本发明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。

本发明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：

图1  为组合式筐篮以卡锁连接示意图

图2  为组合式筐篮以销子连接示意图

图3  为组合式筐篮以套管连接示意图

图4  为本发明工艺流程膨胀系统流程图

图5  为本发明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。

本发明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。