臥式螺旋卸料沉降離心機應(yīng)用于煙草漿料分離
行業(yè)動態(tài)
造紙法再造煙葉（也稱造紙法薄片）生產(chǎn)工藝是將煙梗、煙葉（主要包括煙碎片、煙末、低次煙葉）原料經(jīng)水提取后，通過固液分離，將煙草中的可溶物與不可溶的纖維進行分離，其中纖維部分采用造紙工藝，通過打漿后經(jīng)紙機抄造制成片基，含有煙草可溶物的提取液則進行濃縮調(diào)配后再回涂到片基上，經(jīng)烘干形成造紙法再造煙葉成品。
其中提取后經(jīng)固液分離，固相物的干度水平直接影響提取工序提取率的高低和水耗水平。國內(nèi)造紙法再造煙葉企業(yè)提取固液分離設(shè)備多數(shù)為造紙行業(yè)或其他行業(yè)裝備的簡單移植，尚未建立行業(yè)統(tǒng)一的提取處理工藝及其固液分離設(shè)備。目前主要采用雙螺旋擠干機或單螺旋擠干機，但這些設(shè)備存在出料時煙草固形物干度不穩(wěn)定、固液分離不徹底等缺陷，不能完全滿足提取工藝要求。
福建金閩再造煙葉發(fā)展有限公司（金閩公司），將提取固液分離工藝裝備作為重要研究內(nèi)容，通過試驗研究，研發(fā)一種適應(yīng)于煙梗、碎葉片等物理性狀不同的各個工藝點固液分離裝備，以有效提升生產(chǎn)線提取過程的穩(wěn)定性和工藝控制水平，達到煙草固形物干度穩(wěn)定、分離后提取液純凈度較高、設(shè)備內(nèi)部清潔方便、提取效率高、煙草纖維流失少等要求。
1 煙草漿料的組成及性質(zhì)的研究
煙草漿料主要由煙梗、煙碎片（夾帶微量塵土）、水等經(jīng)攪拌混合形成煙草物料的分散相，其整體顯酸性，pH值為4～6，料水比例1:4～1:8，溫度50～80℃。
2 固液分離技術(shù)及設(shè)備的研究
為了能高效地將含提取后熱水可溶物和不溶物分離，再造煙葉行業(yè)主要采用雙螺旋擠干機、單螺旋擠干機、離心機。
3 離心機在線實驗工藝流程
通過對煙草漿料性質(zhì)的研究及各種固液分離設(shè)備的對比，結(jié)合煙草漿料分離的要求，我們選擇了有濾液澄清功能，固相物剛度穩(wěn)定性好的臥式螺旋卸料沉降離心機，并將其應(yīng)用于金閩公司煙草漿料（梗葉混合漿）固液分離。
4 臥螺離心機主要構(gòu)造及對煙草漿料固液分離的影響
離心機主要部件有：轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、主驅(qū)動電機、液壓差速器系統(tǒng)、外殼、底座、隔振器、連接件及控制系統(tǒng)等。根據(jù)煙草漿料性質(zhì)研發(fā)的臥螺離心機各部件的特點如下。
4.1 轉(zhuǎn)鼓
轉(zhuǎn)鼓由直轉(zhuǎn)鼓和錐轉(zhuǎn)鼓組成。確定新型臥螺離心機長徑比：4.0:1，使其適應(yīng)再造煙葉行業(yè)煙草漿料分離的特殊要求。轉(zhuǎn)鼓采用抗拉強度660MPa的雙相不銹鋼離心鑄造。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁采用縱向不銹鋼抗魔條進行保護。固體進出料口采用可更換的碳化鎢成型套件進行保護。
在通過量為6m3/h情況下，轉(zhuǎn)速升高后，由于分離因數(shù)變大，固相含水率逐漸降低。主機3000r/min到3200r/min變化尤為明顯，主機3500r/min時，固相含水率減小幅度較小。主機轉(zhuǎn)速升高后，2800、3000、3200r/min時，液含渣變化不是很大，但主機3500r/min時，液含渣有大幅上升趨勢。
4.2 螺旋推料器
螺旋推料器中心軸為離心鑄造或鍛造。螺旋推料器軸承潤滑由潤滑脂潤滑。螺旋推料器中心軸上安裝有316L不銹鋼材質(zhì)螺旋葉片。推料器內(nèi)的進料區(qū)域采用可更換的碳化鎢嵌件進行抗磨損保護。推料器葉片的接近表面邊緣噴涂碳化鎢硬質(zhì)合金粉做抗磨損保護。
4.3 液壓差速器系統(tǒng)
液壓差速器系統(tǒng)提供推料器和轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差，差速調(diào)節(jié)精確可靠，差轉(zhuǎn)速范圍1～30r/min，精度可以達到0.1r/min。該液壓系統(tǒng)獨立驅(qū)動螺旋推料器，采用水冷卻方式降低油溫。液壓螺旋推料器驅(qū)動的設(shè)計使螺旋推料驅(qū)動順序上不需要任何機械齒輪減速機。液壓驅(qū)動系統(tǒng)可在速度模式或扭矩模式下運行?？梢源_保脫水效果，并且不會堵塞離心機。隨著差轉(zhuǎn)速的減小，扭矩的升高，固相含水率成明顯下降趨勢。
4.4 外殼
離心機外殼材質(zhì)采用316L不銹鋼。外殼提供了一個完整的屏蔽以降低離心機運行時產(chǎn)生的噪音，離心機產(chǎn)生的噪音在距離離心機1m以外≤85dB。在固體和液體兩端隔艙內(nèi)，離心機外殼安裝有符合外形尺寸的不銹鋼耐磨襯墊。為減少潑濺和空氣泄漏，在外殼上、下部分的交接處安裝有橡膠墊片或密封材料。
4.5 連續(xù)生產(chǎn)情況下指標實現(xiàn)情況
在進料量6m3/h，進料濃度4%，轉(zhuǎn)速3010r/min，差轉(zhuǎn)速10.4r/min工況下，工藝指標實現(xiàn)情況如下：
液相含渣率（%） | 固相含水率（%） | |
75.7 | 0.29 | |
76.2 | 0.21 | |
77 | 0.26 | |
75.9 | 0.27 | |
74.5 | 0.22 | |
76.2 | 0.28 | |
75.1 | 0.20 | |
76.2 | 0.19 | |
75.6 | 0.22 | |
75 | 0.26 | |
74.9 | 0.25 | |
76.2 | 0.26 | |
73.6 | 0.29 | |
75.5 | 0.18 | |
算術(shù)平均值 | 75.5 | 0.24 |
極差 | 3.4 | 0.11 |
5 結(jié)論
臥式螺旋卸料離心機在煙草漿料固液分離能力較強，分離后煙草漿料固相物水分在75%以下，液相含渣率0.2%左右，且波動均較小，提高了煙草漿料洗滌效率，保證煙草漿料質(zhì)量穩(wěn)定，降低煙草漿料熱水可溶物。
6 存在的問題及改進方向
離心機用于煙草漿料分離后，取得較好效果，完全能夠滿足固液分離和濾液澄清的要求，提高了提取效率，但也存在一些問題。
（1）針對薄片生產(chǎn)廢水腐蝕性大的特性，對已選定的耐腐蝕、耐磨損設(shè)備材質(zhì)，需進一步考察。
（2）煙草漿料中煙梗及其纖維吸水后，保水值高，對于煙梗占比大，浸泡時間長的漿料，混合漿料固相物干度受到一定限制。
