CC BY
67
УдК 663.97
регулирование технологического процесса на участках резки, сушки и ароматизации табачной линии
С. Р. Омарова; И. И. Татарченко,
д-р техн. наук, профессор; Б. В. Копилевич
Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар
Один из основных в технологической линии обработки листового и резаного табака — участок резки, сушки и ароматизации [1]. Проведение работ на этом участке зависит от производительности линии и выполняется согласно должностным инструкциям, в частности операторов та-бакорезальных машин (ТРМ), которые должны следить за величиной рабочих параметров в процессе обработки, контролировать их и при необходимости регулировать (для эффективного достижения заданных значений влажности и температуры) с пульта управления.
При подготовке листового табака к резанию в условиях некондиционируе-мого помещения необходимо учитывать:
• наилучшее выравнивание влажности достигается при отлежке не более 3 ч, при этом средняя влажность снижается несущественно;
• при отлежке 4-8 ч неравномерность влажности увеличивается. Сложнее всего на этом участке контролировать и регулировать рабочие параметры процесса на этапах резки, разогрева табака перед сушильными цилиндрами и в процессе сушки. Важнее всего обеспечить стабильность работы сушильных цилиндров, т. е. соблюдение теплового режима в цилиндре. Для этого перед входом в цилиндр сушки влажность и температура резаного табака должны соответствовать или минимально отличаться от указанных в спецификации. Данные параметры важно достичь на этапе разогрева резаного табака.
Из вышесказанного следует вывод: регулирование параметров технологического процесса на участках кондиционирования и соусирования и на тех этапах обработки, которые могут объективно
привести к отклонению влажности и температуры от рецептурных значений, должно иметь результатом стабильность работы сушильных цилиндров.
Задача процесса резки — получение резаного табака со стабильной шириной волокна, с минимальным содержанием мелочи и пыли, количество которых напрямую зависит от уровня влажности листового табака, и при наименьших потерях в процессе резания, т. е. при соблюдении рецептурного значения влажности резки. Оптимальная влажность листового табака при резании определяется спецификацией отдельно для каждой мешки от 21 до 23%. Недостаточная влажность табака в процессе резки может привести к образованию большого количества фарматуры, наличие которой снижает производительность ТРМ и эффективность процесса резания. Несмотря на то что на ленточном конвейере после ТРМ предусмотрен люк сброса фарматуры, снижение эффективности этой операции заключается в том, что в большинстве случаев она производится вручную — оператор отделяет на конвейере участок с фарматурой и сбрасывает его в специальную бину. Это повышает вероятность попадания фарматуры в резаный табак, направляемый на сушку. Контроль качества резки табака, ширины волокна осуществляется визуально, а при необходимости проводится лабораторный контроль, в том числе проверка на влажность.
Факторы, которые могут повлиять на основные параметры качества сырья в процессе резки, должны контролироваться и поддерживаться в пределах, необходимых, во-первых, для обеспечения стабильности работы сушильных цилиндров и, во-вторых, минимизации потерь при дальнейшей обработке сырья.
ПИВО и НАПИТКИ
3^ 2014
Чонтроль КАЧЕСТВА
Решающие факторы контроля на ТРМ:
• влажность резки — контроль фактора осуществляется по данным технологического процесса, а также путем прощупывания табака;
• ширина резаного волокна — режим и производительность ТРМ должны быть такими, чтобы размер резки был постоянной величиной и соответствовал спецификации. Не должно быть неразрезанного табака, фарматуры, так как в дальнейшем может снизиться эффективность процесса сушки, а после сушки могут возникнуть трудности с достижением равномерности распределения влаги в объеме резаного табака, что неблагоприятным образом скажется на технологических свойствах резаного табака и готовой продукции.
На практике неравномерность распределения влаги после сушки практически исчезает при отлежке в си-лосах-накопителях резаного табака. В кондиционируемом помещении при температуре воздуха 22±2 °C и при относительной влажности воздуха 62± 2% табак, загруженный в силос, может храниться до 24 ч без существенной потери влаги. Но все же оптимальное время отлежки резаного табака составляет 3-5 ч. Таким образом, если не будут обеспечены рецептурная влажность резки и требуемая ширина резаного волокна, то в большей степени это неблагоприятно скажется на стабильности и эффективности работы сушильных цилиндров. От влажности сырья, поступающего на резку, также будет зависеть количество склеек листового табака, а следовательно, и производительность ТРМ.
Влажность табака после резки — показатель точности и стабильности технологического процесса обработки сырья на этапах кондиционирования, соусирования и смешивания, влияющий на вкусовые и физические (фракционный состав) свойства.
Влажность резаного табака перед сушильными цилиндрами (Dryers) всегда превышает значение, необходимое для производства готового продукта — сигарет и папирос с заданными и оптимальными параметрами качества. На участке сушки (в зоне расположения сушильных цилиндров) непосредственно перед цилиндрами проводится разогрев резаного табака. Технологическая цель данного вида обработки — увеличение объема табачного волокна за счет увеличения внутренних пустот в листе, что позволяет улучшить объемно-упругие свойства сырья. Таким образом, соз-
дается оптимальная технология, при которой в табачной мешке содержится не только расширенная табачная жилка [2], но и расширенный табак.
Заполняющая способность (объем) резаного табака, произведенного по технологической схеме, включающей этап разогрева сырья перед заключительной сушкой, повышается на 5-15% (по сравнению с сырьем, произведенным без разогрева перед сушильными цилиндрами). Причина этого состоит в скручивании прямых до сушки волокон табака в результате неравномерного прогревания. Разогрев резаного табака, например в паровом тоннеле, позволяет снизить расход сырья при производстве сигарет и папирос и, как следствие, снизить концентрацию никотина (из-за улетучивания его части, отгоняющейся с водяными парами), смол (при прогревании волокна табака коробятся, смолистые вещества размягчаются, и связь их с волокнами ослабевает). Эта технологическая операция дает дополнительную возможность изготовления курительных изделий с заданными показателями смолы и никотина в табачном дыме [3, 4].
Концентрация веществ, обусловливающих неприятный запах, также снижается после обработки резаного табака в паровом тоннеле. В тоннеле имеется несколько рядов горизонтальных труб, разделенных на две равные по количеству труб секции. Каждая четная труба имеет сверления для подачи пара, а каждая секция — независимый подвод пара. Давление на каждую секцию определяется машинными параметрами в соответствии с рецептом.
Процесс разогрева производится путем насыщения резаного табака острым паром с одновременным его разогревом, что приводит к увеличению объема листа за счет быстрого испарения влаги из внутренней структуры волокон. В зависимости от мешки в паровом тоннеле создаются определенные условия для разогрева табака, но при производстве некоторых мешек пар в паровой тоннель не подается.
Включение в технологическую схему парового тоннеля для разогрева резаного табака перед цилиндрами сушки имеет неоспоримые преимущества: возрастание заполняющей способности всех табачных смесей; отсутствие изменений составных частей мешки по цвету.
В сушильном цилиндре осуществляется технологический процесс сушки резаного табака. Технологические цели процесса: придание резаному табаку заданной влажности, необходимой
для производства табачных изделий; сохранение увеличенного с помощью парового тоннеля объема табачного волокна; увеличение объемно-упругих свойств резаного табака; максимальное снижение склеек волокон табака.
Сушка резаного табака происходит при прохождении через сушилку, например барабанного типа (сушильный цилиндр, Dryer). Технологический режим сушки устанавливается для каждой мешки с учетом исходной и требуемой конечной влажности табака. Для правильного ведения процесса сушки резаного табака необходимо выполнять следующие условия: исправность всех узлов и механизмов; постоянство массы подаваемого табака в единицу времени (постоянство потока); непрерывность процесса; соблюдение теплового режима.
Тепловой режим в барабане поддерживается двумя температурными носителями: циркулирующим внутри цилиндра технологическим воздухом и паром, подающимся на паровую рубашку. Технологический воздух в барабане разогревается специальным паровым калорифером, установленным на приемном патрубке воздушного вентилятора. Температура воздуха, подаваемого в цилиндр, — 55...100 °C, максимальный съем влаги в процессе сушки — 8%.
Для каждой мешки в процессе сушки спецификацией предусмотрены начальные параметры работы цилиндра. На начальном этапе происходит постепенное нарастание потока табака, и соответственно изменяются параметры работы цилиндра. Поток технологического воздуха через заслонку растет, увеличивается давление пара, подаваемого в паровую рубашку, кроме того, увеличиваются обороты вращения барабана. Цилиндр работает в динамическом режиме.
Когда поток табака станет постоянным, режим работы цилиндра будет стационарным. Константами режима становятся поток технологического воздуха, определяемого машинными параметрами, и давление пара в паровом тоннеле.
Корректировка влажности происходит за счет изменения давления пара, подаваемого в паровую рубашку. Влажность выходящего из цилиндра табака контролируется автоматическим измерителем влажности. Температура табака контролируется температурным датчиком. Правильность показаний контролируется оператором влажности и оператором участка при помощи взятия проб на влажность и температуру.
Соблюдение режима особенно важно для табаков типа Burley, так как необхо-
3^ 2014
ПИВО и НАПИТКИ 63
контроль КАЧЕСТВА4
димо за счет сушки обеспечить легкость курительных свойств.
В связи с тем, что в начале и в конце обработки партии-мешки (Batch) влажность выходящего из цилиндра табака может иметь значение, отличающееся от указанного в спецификации (т. е. составляет менее 10%), в технологической схеме нужно предусмотреть наличие реверсивного конвейера, работающего на сброс. При необходимости оператор может перевести конвейер в режим сброса табака. Таким образом, должна быть достигнута максимальная однородность величины влажности сырья в объеме партии.
Основные параметры качества резаного табака после прохождения сушильного цилиндра более стабильны, если осуществляется предварительный разогрев резаного табака в паровом тоннеле. Несмотря на это, процесс сушки нуждается в более строгом контроле, необходимо регулирование рабочих параметров оператором. Эффективное управление на данном этапе необходимо еще и потому, что сушка резаного табака — практически заключительная стадия формирования физических и курительных свойств готовой продукции. Методы регулирования и контроля рабочих параметров процесса сушки определяются, исходя из устройства сушильного цилиндра, который из всего оборудования данного назначения в службе подготовки табака (СПТ)
(кроме тостера для табаков типа Виг1еу) наиболее чувствителен как к физическим параметрам входящего табака, так и к любым производимым настройкам рабочих параметров. При неправильной эксплуатации велика вероятность возникновения тепловых деформаций корпуса, соединений и роликов цилиндра.
Факторы, способные повлиять на основные параметры качества сырья в процессе сушки, должны контролироваться и поддерживаться в пределах, необходимых, во-первых, для получения заданной влажности при минимальных отклонениях и, во-вторых, для минимизации потерь при дальнейшей обработке сырья.
Решающие факторы контроля для сушильного цилиндра:
• температура и влажность на выходе из цилиндра — контроль осуществляется по данным технологического процесса (показаниям, полученным от автоматических измерителей влажности и температурных датчиков), а также путем прощупывания табака, правильность показаний контролируется оператором влажности и оператором участка при помощи взятия проб на влажность и температуру;
• скорость потока табака — колебания скорости потока табака должны быть минимальными, методы контроля: проверка, чтобы колебания уровня загрузки подаваемого табака и скорости потока табака находились в соответствующих пределах;
• температура стенок цилиндра — для стабильности работы сушильных цилиндров и эффективного достижения основных параметров качества резаного табака в соответствии со спецификацией необходимо поддержание заданной температуры стенок цилиндра. Для достижения оптимальных значений основных параметров качества резаного табака в конце процесса обработки сырья в СПТ необходимо, чтобы и состояние процесса было оптимальным. Оптимальное состояние процесса определяется путем уравновешивания и согласованности всех факторов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Татарченко, И.И Экспертиза табакаи табачных изделий. Качество и безопасность/И. И. Татарченко, Л. Н. Воробьева, В. М. Позня-ковский. — Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2009. — 258 с.
2. Осипян, А. О. Оптимальная технология расширения табачной жилки/А. О. Осипян, В. П. Писклов, И.И. Татарченко//Пиво и напитки. — 2004. — № 5. — С. 70-71.
3. Гнучих, Е. В. Влияние конструкции сигареты на содержание смолы и никотина в ды-ме/Е. В. Гнучих, В. П. Писклов, И. И. Татар-ченко//Пищевая промышленность. — 2004. — № 8. — С. 58.
4. Гнучих, Е. В. Вентиляция сигарет как фактор влияния на выход никотина в дым/Е. В. Гнучих, В. П. Писклов, И. И. Татарченко//Хра-нение и переработка сельхозсырья. — 2004. — № 11. — С. 36. &
Регулирование технологического процесса
на участках резки, сушки и ароматизации табачной линии
Ключевые слова
ароматизация; резка табака; сушка табака; табачная жилка; табачные изделия. Реферат
Один из основных в технологической линии обработки листового и резаного табака — участок резки, сушки и ароматизации. Факторы контроля на табако-резальных машинах: влажность резки по данным технологического процесса, а также путем прощупывания табака; ширина резаного волокна. Сушка резаного табака происходит при прохождении через сушилку, например, барабанного типа (сушильный цилиндр, Dryer). Технологический режим сушки устанавливается для каждой мешки с учетом исходной и требуемой конечной влажности резаного табака. Факторы контроля для сушильного цилиндра: температура и влажность на выходе из цилиндра по данным технологического процесса, а также путем прощупывания табака; скорость потока табака (колебания уровня загрузки подаваемого табака и скорости потока табака должны находиться в соответствующих пределах); температура стенок цилиндра (необходимо поддержание заданной температуры стенок цилиндра).
Авторы
Омарова Сабина Руслановна;
Татарченко Ирина Игоревна, д-р техн. наук, профессор;
Копилевич Белла Витальевна
Кубанский государственный технологический университет, 350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2, [email protected]
Technological Process Regulation
on Cutting, Drying and Aromatization Areas Tobacco Line
Key words
aromatization; cutting tobacco; drying of tobacco; tobacco streak; tobacco goods. Abstract
Cutting, drying and aromatization areas are key areas tobacco processing line. Key control parameters on tobacco-cutting machines are: cutting humidity based on technological process data and sensory analysis; width of cut fiber. Drying of cut tobacco is carried out by passing through dryer (e. g. drum dryer). Drying mode is set for every dryer with consideration of incoming and final required humidity of tobacco. Key control parameters on tobacco-drying drum are: temperature and humidity on exit of drum based on technological process data and sensory analysis; tobacco flow speed (fluctuation of tobacco loading and tobacco flow speed must be in the corresponding limits); cylinder's walls temperature (required temperature must be kept).
Authors
Omarova Sabina Ruslanovna;
Tatarchenko Irina Igorevna, Doctor of Technical Science, Professor;
Kopilevich Bella Vitalievna
Kuban State Technological University,
2 Moskovskaya st., Krasnodar, 350072, Russia, [email protected]
64 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2014
