真空回潮机工作情况的分析与改进*

□ 于 敏 □ 李浙昆

昆明理工大学机电工学院 昆明 650000

真空回潮是卷烟制丝生产线上的关键工序，它不仅有利于减少制丝过程的烟叶造碎损耗，还有利于去除烟叶青杂气、灭菌，改善烟叶口感，增加烟叶水分[1]。回潮工艺效果的优劣，取决于真空回潮机的性能[2]。

1 真空回潮工艺控制原理

真空回潮是生产纸烟的头道工序，首先将烟包置于回潮箱中，密封后利用真空泵将回潮箱中的空气抽出，降低烟包的外部压力，使烟包内叶片间的空气外散，形成真空；同时，烟叶组织孔隙内也形成真空，抽空烟叶内各种异味。当真空度达到一定数值之后，停止抽真空，由加湿系统将水蒸气和水混合形成水雾、喷进回潮箱。由于烟叶组织孔隙为真空，水雾将迅速进入烟叶组织孔隙，此时烟叶的温度较低，进入的水雾将迅速冷凝，使烟叶迅速回潮[3]。

2 工艺指标分析

揭示影响回潮工艺指标的因素，是改善真空回潮机工作的关键和前提，评价真空回潮效果主要有4个重要指标。

（1）回透率。是真空回潮均匀性的重要指标，工艺要求不低于97%，回透率如果达不到要求，烟包里层的烟叶温度将明显低于外层烟叶温度，会出现包芯烟叶温度过低、水分无变化、烟叶加工造碎量增加的现象。

（2）烟叶含水率。 工艺要求回潮后烟叶水分增加2%～4%，否则会影响烟叶的柔软性和抗碎性。

（3）烟叶温度。工艺要求上等烟为55～65℃，中等烟为65～75℃，下低等烟为75～80℃。烟叶温度过高，容易引起烟叶色泽变深。此外，回潮后的烟叶在开包、解把、摆把过程中，烟叶会与空气进行热交换，从而散失水分。温度越高，色泽变深程度越大，水分蒸发量越大，含水率降低越多。

（4）烟包表面的烟叶不得有水渍。水渍烟叶一般无法进行再加工，且不能与正常烟叶混杂，必须挑拣分离。

回透率是一项最重要的指标，回透率达到工艺要求，其它工艺指标也就容易达到指标要求，包内烟叶的温度和水分的分布越均匀，回透率就高。影响回透率的主要是真空系统和加潮系统，因此，首先要配备稳定性高、能耗低的抽真空系统，其次要配备良好的加湿系统[4]。加湿系统使蒸汽湿度充分、喷布均匀，保证烟叶在足够的湿度条件下吸食水分。

真空度越高，烟包中的余气越少；烟包内外压力差越大，蒸汽的渗透性和烟叶的吸湿性越强；回潮速度越快，回透率越高。相反，如果真空度偏低，烟包内会残余一定量的空气，当蒸汽开始渗透到烟包中时，就会使烟包内的余气向包心压缩，使包心压力升高，阻挡蒸汽渗透，形成干芯、夹生现象。

真空度越低，烟包内干芯比例越大，回透率越低。真空度偏低，烟叶毛细孔内仍充满空气，水蒸气仅冷凝在烟叶表面，难以被烟叶内部组织吸收，容易出现烟叶外表由于水的浸渍时间长而发黑。

如果箱体漏气量超标，即使表面看真空度达到要求，但停止抽空加潮时，也会有空气进入箱体，影响回透率。

3 真空回潮机主要系统工作情况分析

真空回潮效果主要取决于两个指标，一个是回潮箱内真空度的高低，另一个是加湿系统。

3.1 抽真空系统技术特征

真空回潮机的核心是抽真空系统，真空度的高低对工艺指标影响很大。20世纪80年代末，我国烟草行业所使用的真空回潮机真空度一般为10 torr（1torr=133.322 4 Pa），后来逐渐提高到8 torr，90年代初，将真空回潮机真空度提高到5 torr，这对降低烟叶造碎、深度去除烟叶的青杂气、改善烟叶吸味具有明显作用[5]。目前，国内的真空回潮机的工作真空度有5 torr和8 torr两种。蒸汽喷射抽真空系统的真空度高低与其结构形式有直接关系，按照国内外通常的设计方法，每级泵的最大压缩比（排气压力与进气压力之比）为10，若采用二级喷射的型式，从理论上讲，最大工作真空度只能达到8 torr（末级排出压力800 torr）。若要想进一步提高真空度，只有采用三级蒸汽喷射抽真空系统。

高效多级喷射式真空系统具有抽速快、真空度高、性能稳定、工作可靠、维修量小等优点。如图1所示，系统由 4 台蒸汽喷射器（1E，2E，3Ea，3Eb）、2 台冷凝器、1台组合式真空水箱、2件消音器和1台蒸汽分配器、1只水分配器组成，其抽气过程如下。

被抽气体从真空箱→DN200气动蝶阀 （真空阀）→1级喷射器 （1E）→1＃冷凝器→二级喷射器2E→2＃

图1所示的抽空系统，喷射泵之间安装级间冷凝器，上级泵的工作蒸汽与抽吸的蒸汽大部分被冷凝，从而降低后级泵的负荷，提高喷射泵的工作效率，降低能耗。三级四段式抽真空系统，具有的特点为：①采用三级蒸汽喷射，真空度提高至666 Pa，极限真空度≤266 Pa；② 由于增加一级喷射泵，各级泵压缩比减小，因而减少蒸汽耗量，能耗明显降低；③3Eb为辅泵，也称启动泵，它在不增加总供汽量的前提下，最大程度地缩短抽气时间；④ 抽速快、维修量小、蒸汽压力范围大；⑤真空水箱间断排水。当真空系统正常工作时，1#冷凝器的真空度约-0.094 MPa，这么高的真空度，即使采用凝结水泵直接排水工作也不稳定，且水泵长期在真空条件下工作，水泵波轮由于气蚀作用容易损坏。因而设置了真空水箱，抽真空工作时，冷凝水贮存在真空水箱内，抽真空结束后，系统压力降低，而后采用普通管道泵排水。

三级四段式双真空系统，如图2所示，由两套完全独立的真空回潮机组合，两台回潮箱体可以同时工作，每套真空系统能对任意箱体工作，即当正在工作的真空系统出现故障时，则由另外一套真空系统代替发生故障的真空系统，系统直接切换而不用停机，保证设备运行的高可靠性。

3.2 加潮系统技术特征

增湿是真空回潮机的主要目的，是保证经过回潮的烟叶较大幅度地增加水分，同时内在品质不发生变化（温度过高会使烟叶产生发红或发黑，表面水分过高会产生水渍烟）。

高性能加潮装置的关键是让高压蒸汽进入回潮箱，与烟叶接触时能够转化为低压下的饱和蒸汽或湿蒸汽。在传统的加潮系统中，加潮器位于真空箱体顶部或侧部，无论水和水汽混合得怎样充分或者水如何雾化，进入真空箱体内（低压状态）的水蒸气总是处于过热状态，不利于烟叶的吸潮。

蒸汽是水的三种状态固液气之一，水有一种显著特点：水的饱和压力与饱和温度有一一对应的关系，也就是说，水的状态由温度和压力来确定。真空回潮机的工作真空度为666 Pa时，对应的饱和温度约0℃，当外界的水和蒸汽进入箱体时，其温度远高于箱内压力对应的饱和温度，因此进入箱体后的蒸汽是过热蒸汽，有极强的吸水能力，不利于烟叶吸湿。进入箱体的液态水分也要蒸发消耗热能，达到平衡，而且液态水是无法进入烟包内部被吸食的。

笔者设计的底部加潮系统解决了传统加潮系统的弊端。加潮器将水强制雾化，并通过水蒸气将雾化水携带入真空箱体，与箱体底部同压力的液态水混合，过热蒸汽转换为饱和蒸汽，并迅速渗透到烟包中与烟叶发生传质、传热作用，将水分和热量传递给烟叶，使烟叶均匀而有效地吸潮，同时液态水分蒸发有助于低温回潮；另外，由于重力影响，多余的液态水自动留在回潮箱底部，避免了明水打湿烟叶。

▲图1 三级四段式真空系统

▲图2 双真空回潮系统

底部加潮器的特点：①加潮器位于回潮箱底部，在加潮时没来得及雾化的液态水（明水）可以暂时存入回潮机烟包托板的下面，明水不与烟包接触也就不会打湿烟包；②进入回潮机底部的加潮蒸汽与烟包托板底部的水直接接触，水汽二次混合，使进入回潮箱的过热蒸汽更充分地转换为饱和蒸汽或湿蒸汽后再与烟包接触。

4 结论

真空回潮是卷烟生产的首要环节，笔者通过对真空回潮工作原理以及主要系统工作情况和工艺指标的分析，系统全面地分析了真空回潮工艺流程，为在实际生产中避免质量问题的发生、对设备的改良奠定了良好的基础。

[1]许淑红，熊安言，赵伟民，等.真空回潮对烟叶质量的影响[J].烟草科技，2007（5）：12-14.

[2]魏新峰，鲁中甫，吴亚东.WZ1134D型真空回潮机主传动系统的改进[J].产业与科技论坛，2013，12（8）：91-92.

[3]张槐苓，马林，姚光明，等.卷烟工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1997.

[4]程习全.真空回潮机抽真空蒸汽余热回收系统的研制与应用项目查新报告[R].郑州：河南省科学技术信息研究院，2009.

[5]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社，2003.