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摘要：优化二氧化碳膨胀烟丝生产线升华系统有利于提高烟丝生产技术，生产出高品质的烟丝，从优化浸渍器设备、提升升华设备系统以及改造升华管等方面探讨了升华系统优化措施。
关键词：二氧化碳；膨胀烟丝；升华系统
在烟草行业中，二氧化碳膨胀烟丝技术作为新型的膨胀法在国内和国际社会中的应用范围相对较为广泛，是一项日趋成熟的应用技术。随着人们对烟草的口味以及烟草品质等多个方面的要求越来越高，二氧化碳膨胀烟丝生产应用技术的效果受到了挑战，特别是在高档烟的应用中具有更为严格的生产和品质要求。二氧化碳膨胀烟丝技术对转变人们的吸烟理念，促进我国烟草业的进步和发展有重要影响，加强研究二氧化碳膨胀烟丝生产线升华系统优化技术具有重要意义。
一、关于二氧化碳膨胀烟丝生产线研究
二氧化碳膨胀烟丝技术主要是以相对固定的温度为条件，固态二氧化碳会进行升华的特性出发，利用带有压力的二氧化碳液体浸泡在浸渍器内的烟丝，让二氧化碳液附着于烟丝表面或者侵入烟丝内部，利用降压形成干冰烟丝，将其送至升华系统高温的工艺气流内，快速提高烟丝温度，在升华干冰的条件下使烟丝膨胀，接着完成冷却定型，获得高膨胀率烟丝。主要的设备流程如下图。
二、膨胀烟丝生产线升华系统的优化研究
作为二氧化碳烟丝生产线中升华装置作为核心的设备，升华系统的主要功能与作用在于实现干冰烟丝的膨胀，但是利用现有升华系统膨胀干冰烟丝存在的多种问题，主要表现：一方面在生产线中膨胀烟丝存在较大的水分波动现象，因此，成品的膨胀烟丝的制作过程中有效控制水分的难度较大；而另一方面膨胀烟丝有较大的造碎，损失香气程度较大[1]。
造成这些问题的原因是多方面的，其中升华系统中升华管设备是影响膨胀烟丝造碎程度的重要设备之一，在升华管中，存在圆形截面的升华段，第一个弯头是较小的半径，在烟丝通过升华段的时候干冰迅速升华脱水形成造碎，而在第二个弯头，已经升华的过的烟丝通过出料气锁落入冷却振槽，在生产线高速运转的过程中更加容易形成造碎[2]。另外膨胀烟丝的过程中出现“结绳现象”，导致膨胀烟丝升华后存在较大误差的水分，在相同的横截面上风速的差别较大，因此也容易出现较大的膨胀烟丝水分差现象。
为了降低造碎率，我们从优化浸渍器设备、提升升华设备系统以及改造升华管等方面探讨了升华系统优化：
1.浸渍器设备的设计
某卷烟厂的生产线主要利用了Q型密封圈对浸渍器进行密封，共设计了十八个接近开关、多个90°方向上的支座，并在筒体上安装了三个液位探头设备、锁环上设计了三个支承体，利用工艺泵向浸渍器内灌入二氧化碳，灵活控制二氧化碳的冲液重量以及冲液时间，在回收二氧化碳的设计中，先将其排入高压回收罐之内，再向低压回收罐内排入气体，利用消声器降噪后将剩余气体排入大气之中。在干冰二氧化碳烟丝的输送过程中利用震动柜进行保存和完成定量输送。
2.将升华管设计成为“倒锥型”
将升华管设计成倒锥型，主要是设计成为圆形的升华段变截面，从而逐渐增大横截面面积，逐渐降低干冰烟丝的输送速度，减少输送烟丝过程中的烟丝间的碰撞、升华管与烟丝的碰撞，进而大大减少脱水后的膨胀烟丝造碎程度[3]。而降低升华管的风速又实现不同质量的不同烟丝的升华程度，明显提高了热交换的效率，降低了湿团烟丝与冰团烟丝在膨胀烟丝中的比例，提高膨胀烟丝中水分的稳定程度与均匀程度。
另外，加大升华管90°弯头的半径，也能在一定程度上降低膨胀烟丝的造碎。某卷烟厂的二氧化碳膨胀叶丝生产线设置了300℃的工艺温度，设置了生产线12.7%的水分度。该膨胀烟丝的烟丝检验值如下：该厂升华系统与热端工艺管组成部分包括，温度、负压、风速检测仪、废气风机、蒸汽喷射体系、倒锥型升华管等。其中主要技术参数如下：入料负压值为-100～-300mmH2O，工艺风机功率为132kW，工艺气风速为30～36m/s，采用自动控制技术控制升华管气体的负压值、温度值以及蒸汽量。通过调试确定参数值，另外，在蒸汽站的减压阀增加汽水分离器设备，有效实现减压。
3.升华系统的创新与设计
在某些二氧化碳膨胀烟丝生产线上，B式线升华系统通常在生产线上只有一段，C式线升华系统在生产线上包括了喂料供料系统、回潮系统以及膨胀系统，不同的系统，C式线类型升华系统各个系统可分别进行启动，具有充分的灵活性。C式膨胀烟丝线升华系统主要在中央控制室内进行操作，这样的设计能保证现场操作环境得以改善，保证生产线的电器元件的利用稳定性，另外该膨胀烟丝升华系统在参数控制上，使用PID自调技术对风速、负压参数、不同区域的加水参数等不同的参数值进行设定，能有效提升烟丝的质量。
对于二氧化碳C式膨胀烟丝生产线升华系统中燃烧炉系统的设计方面，可根据实际情况在原有的设计体系上适当增加含氧量的设备检查器，火焰监测的变送器生产线含尘比例的检测设备，利用这些相关的检测仪器全面监察和控制燃烧炉的运转状态，还可利用上位机体系成立生产线历史数据档案室，便于对二氧化碳膨胀烟丝生产线产生的故障原因进行查询分析，将整个升华系统体系的安全性能做全面提升。
三、升华系统设计前后结果对比
在设计优化二氧化碳膨胀烟丝生产线升华系统之后，对圆形升华管以及设计之后的“倒锥型”升华管线上的膨胀烟丝的碎丝率、整丝率以及填充值进行对比，可以发现，“倒锥型”升华管的碎丝率减少了2.25%，整丝率提高了6.2%，烟丝填充值也增加了0.3cm3/g，实现了膨胀烟丝技术的优化。
参考文献：
[1]周荣根，周健佳.谈浩明.干冰法膨丝线CO2回收系统的改进[J].烟草科技2004（12）
[2]李光临，陈海鸣.干冰膨胀烟丝生产线再回潮筒加香加湿功能合并改造[D].2006.
[3]刘维涓，王超，卫青.新型膨胀烟丝改性添加剂的研究[J].食品科技，2003（2）.
关键词：二氧化碳；膨胀烟丝；升华系统
在烟草行业中，二氧化碳膨胀烟丝技术作为新型的膨胀法在国内和国际社会中的应用范围相对较为广泛，是一项日趋成熟的应用技术。随着人们对烟草的口味以及烟草品质等多个方面的要求越来越高，二氧化碳膨胀烟丝生产应用技术的效果受到了挑战，特别是在高档烟的应用中具有更为严格的生产和品质要求。二氧化碳膨胀烟丝技术对转变人们的吸烟理念，促进我国烟草业的进步和发展有重要影响，加强研究二氧化碳膨胀烟丝生产线升华系统优化技术具有重要意义。
一、关于二氧化碳膨胀烟丝生产线研究
二氧化碳膨胀烟丝技术主要是以相对固定的温度为条件，固态二氧化碳会进行升华的特性出发，利用带有压力的二氧化碳液体浸泡在浸渍器内的烟丝，让二氧化碳液附着于烟丝表面或者侵入烟丝内部，利用降压形成干冰烟丝，将其送至升华系统高温的工艺气流内，快速提高烟丝温度，在升华干冰的条件下使烟丝膨胀，接着完成冷却定型，获得高膨胀率烟丝。主要的设备流程如下图。
二、膨胀烟丝生产线升华系统的优化研究
作为二氧化碳烟丝生产线中升华装置作为核心的设备，升华系统的主要功能与作用在于实现干冰烟丝的膨胀，但是利用现有升华系统膨胀干冰烟丝存在的多种问题，主要表现：一方面在生产线中膨胀烟丝存在较大的水分波动现象，因此，成品的膨胀烟丝的制作过程中有效控制水分的难度较大；而另一方面膨胀烟丝有较大的造碎，损失香气程度较大[1]。
造成这些问题的原因是多方面的，其中升华系统中升华管设备是影响膨胀烟丝造碎程度的重要设备之一，在升华管中，存在圆形截面的升华段，第一个弯头是较小的半径，在烟丝通过升华段的时候干冰迅速升华脱水形成造碎，而在第二个弯头，已经升华的过的烟丝通过出料气锁落入冷却振槽，在生产线高速运转的过程中更加容易形成造碎[2]。另外膨胀烟丝的过程中出现“结绳现象”，导致膨胀烟丝升华后存在较大误差的水分，在相同的横截面上风速的差别较大，因此也容易出现较大的膨胀烟丝水分差现象。
为了降低造碎率，我们从优化浸渍器设备、提升升华设备系统以及改造升华管等方面探讨了升华系统优化：
1.浸渍器设备的设计
某卷烟厂的生产线主要利用了Q型密封圈对浸渍器进行密封，共设计了十八个接近开关、多个90°方向上的支座，并在筒体上安装了三个液位探头设备、锁环上设计了三个支承体，利用工艺泵向浸渍器内灌入二氧化碳，灵活控制二氧化碳的冲液重量以及冲液时间，在回收二氧化碳的设计中，先将其排入高压回收罐之内，再向低压回收罐内排入气体，利用消声器降噪后将剩余气体排入大气之中。在干冰二氧化碳烟丝的输送过程中利用震动柜进行保存和完成定量输送。
2.将升华管设计成为“倒锥型”
将升华管设计成倒锥型，主要是设计成为圆形的升华段变截面，从而逐渐增大横截面面积，逐渐降低干冰烟丝的输送速度，减少输送烟丝过程中的烟丝间的碰撞、升华管与烟丝的碰撞，进而大大减少脱水后的膨胀烟丝造碎程度[3]。而降低升华管的风速又实现不同质量的不同烟丝的升华程度，明显提高了热交换的效率，降低了湿团烟丝与冰团烟丝在膨胀烟丝中的比例，提高膨胀烟丝中水分的稳定程度与均匀程度。
另外，加大升华管90°弯头的半径，也能在一定程度上降低膨胀烟丝的造碎。某卷烟厂的二氧化碳膨胀叶丝生产线设置了300℃的工艺温度，设置了生产线12.7%的水分度。该膨胀烟丝的烟丝检验值如下：该厂升华系统与热端工艺管组成部分包括，温度、负压、风速检测仪、废气风机、蒸汽喷射体系、倒锥型升华管等。其中主要技术参数如下：入料负压值为-100～-300mmH2O，工艺风机功率为132kW，工艺气风速为30～36m/s，采用自动控制技术控制升华管气体的负压值、温度值以及蒸汽量。通过调试确定参数值，另外，在蒸汽站的减压阀增加汽水分离器设备，有效实现减压。
3.升华系统的创新与设计
在某些二氧化碳膨胀烟丝生产线上，B式线升华系统通常在生产线上只有一段，C式线升华系统在生产线上包括了喂料供料系统、回潮系统以及膨胀系统，不同的系统，C式线类型升华系统各个系统可分别进行启动，具有充分的灵活性。C式膨胀烟丝线升华系统主要在中央控制室内进行操作，这样的设计能保证现场操作环境得以改善，保证生产线的电器元件的利用稳定性，另外该膨胀烟丝升华系统在参数控制上，使用PID自调技术对风速、负压参数、不同区域的加水参数等不同的参数值进行设定，能有效提升烟丝的质量。
对于二氧化碳C式膨胀烟丝生产线升华系统中燃烧炉系统的设计方面，可根据实际情况在原有的设计体系上适当增加含氧量的设备检查器，火焰监测的变送器生产线含尘比例的检测设备，利用这些相关的检测仪器全面监察和控制燃烧炉的运转状态，还可利用上位机体系成立生产线历史数据档案室，便于对二氧化碳膨胀烟丝生产线产生的故障原因进行查询分析，将整个升华系统体系的安全性能做全面提升。
三、升华系统设计前后结果对比
在设计优化二氧化碳膨胀烟丝生产线升华系统之后，对圆形升华管以及设计之后的“倒锥型”升华管线上的膨胀烟丝的碎丝率、整丝率以及填充值进行对比，可以发现，“倒锥型”升华管的碎丝率减少了2.25%，整丝率提高了6.2%，烟丝填充值也增加了0.3cm3/g，实现了膨胀烟丝技术的优化。
参考文献：
[1]周荣根，周健佳.谈浩明.干冰法膨丝线CO2回收系统的改进[J].烟草科技2004（12）
[2]李光临，陈海鸣.干冰膨胀烟丝生产线再回潮筒加香加湿功能合并改造[D].2006.
[3]刘维涓，王超，卫青.新型膨胀烟丝改性添加剂的研究[J].食品科技，2003（2）.