一种造纸法再造烟叶浆料粗浆料率检测装置及方法与流程

1.本发明属于再造烟叶生产技术领域，特别涉及一种造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置及方法。
技术背景
2.制浆技术是借助打浆设备使不溶物在机械力作用下，实现疏解、切断、分丝等一系列纵、横向形态变化，最终形成可供纸机抄造的浆料的过程。因烟草原料特性，造纸法再造烟叶制浆过程以物料疏解、切断、打碎为主，常通过控制打浆设备的做功来调控浆料“粗”、“细”程度，通常造纸法再造烟叶浆料粗浆率较高时，产品厚度、松厚度、填充值相对较高，吸收性较好。
3.造纸法再造烟叶实际生产和研究工作中，常采用传统造纸行业湿重指标来判定浆料“粗”、“细”程度，然而，烟草原料组分、纤维形态与传统木浆存在较大区别，湿重测定时，打碎的烟叶不易留挂在金属框上，烟梗纤维则因短、硬、形态不规则，相比柔软、可塑的木浆纤维，极易随水从金属框间隔中流失，导致检测结果准确性不高。相比传统造纸行业湿重指标，鲍尔筛分仪方孔形筛网设计，更适合片状、块状、纤维状组分共存的造纸法再造烟叶浆料检测和性能判定，但该装置筛分级数为5级，不适用于造纸法再造烟叶浆料粗浆率的单级检测，加之筛后每一级的浆料均需真空抽吸脱水后单独收集，真空抽吸力度不能过大，否则吸盘上的滤纸会被抽破，导致真空抽吸耗时达40min左右，收集后的各级筛后浆料需要转移至称量盒烘干至恒重，最后称重计算结果，整个流程繁琐复杂，单个样品检测耗时至少约6h，且多为手动操作，检测人员劳动强度较大，不适用于造纸法再造烟叶浆料性能的快速测定与评价。


技术实现要素：

4.本发明为解决现有技术中的不足，公开了一种造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置及方法，实现造纸法再造烟叶浆料粗浆率全流程自动、准确检测，缩短检测时间，大大降低检测人员劳动强度，可用于造纸法再造烟叶生产过程浆料性能快速监测。
5.为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
6.一种造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，包括疏解罐、筛分室、第一离心烘干称重设备、第二离心烘干称重设备和控制柜，疏解罐和筛分室均设有进料口和进水口，疏解罐和筛分室的进水口分别设有第一、第二进水管道，且第一、第二进水管道上分别设有自动调节阀和电磁流量计，疏解罐内设有第一搅拌器，疏解罐的出料口通过管道及设于管道上的第一出料阀和筛分室的进料口相连，筛分室内设有搅拌区和筛分区，搅拌区和筛分区之间通过隔板隔开，搅拌区内设有第二搅拌器，搅拌区的底部设有出浆口，筛分区设有筛板和筛板槽，筛板固定于筛板槽内，隔板的四角通过螺柱固定于筛板槽上，筛分区侧壁的上部设有溢流口，溢流口通过管道和第一离心烘干称重设备的进口相连，出浆口通过管道及设于管道上的第二出料阀和第二离心烘干称重设备的进口相连，自动调节阀、电磁流量计、第一出
料阀、第二出料阀及控制柜均接入plc控制系统。
7.进一步地，第一离心烘干称重设备、第二离心烘干称重设备的结构相同，由内向外依次设有筛网室、离心脱水室、外壳组成，筛网室为由筛网组成的顶部敞口结构，筛网室的筛网与离心脱水室通过卡扣连接，外壳内壁设有保温层，保温层与离心脱水室之间设有加热烘干机构，外壳底部设有排液口，外壳四个支脚分别设有称重模块。
8.进一步地，所述加热烘干机构为加热丝、红外仪或微波干燥器，筛网为不锈钢材质，目数为200～300目。
9.进一步地，离心脱水室包括筒形的脱水桶，脱水桶上有过滤孔，脱水桶底部的转盘和电机轴连接，电机轴和电机相连，电机轴外设有保护壳，排液口位于保护壳和保温层之间的外壳底部。
10.进一步地，疏解罐的进料口呈漏斗形，疏解罐内设有浓度计和液位计。
11.进一步地，筛分室搅拌区的顶部设有喷淋机构，喷淋机构连有第三进水管道，第三进水管道上设有进水阀门，进水阀门接入plc控制系统。
12.进一步地，控制柜设有液晶显示屏、开关按键、急停按键、参数设置按键。
13.进一步地，第一、第二进水管道上的自动调节阀的阀门开度采用以电磁流量计的流量大小作为输入信号的单回路控制。
14.进一步地，筛板为10目、12目、14目、16目、20目标准筛网中的一种。
15.采用上述检测装置对造纸法再造烟叶浆料粗浆率进行检测的方法，过程如下：
16.(1)待测造纸法再造烟叶浆料进入疏解罐之前，向疏解罐加水直至达到目标液位时，第一进水管道上的自动调节阀关闭，停止进水，待测造纸法再造烟叶浆料经进料口加入疏解罐内，第一搅拌器启动，达到搅拌时间后第一出料阀打开，疏解罐内的浆料悬浮液进入筛分室；
17.(2)浆料悬浮液进入筛分室后，筛分室第二搅拌器启动，开始筛分计时，浆料悬浮液全部进入筛分室后，第一搅拌器停止运行，第二进水管道上的自动调节阀打开，第二电磁流量计以设定流量为筛分室供水，第一离心烘干称重设备重量清“零”，筛分过程中，通过筛板的浆料，经由筛分室右侧壁上的溢流口流入第一离心烘干称重设备的筛网室，随后筛网室、离心脱水室以1000r/min低速运转，防止浆料溢出；
18.(3)筛分计时完毕后，第二进水管道上的自动调节阀关闭，第二搅拌器停止运行，第二离心烘干称重设备重量清“零”，第二出料阀打开，筛分室中的浆料进入第二离心烘干称重设备的筛网室，15s后筛分室喷淋机构打开，冲洗筛分室中的残留浆料，冲洗完毕后，第一、第二离心烘干称重设备以4500r/min高速运转，开始离心计时，离心计时完毕后，启动加热烘干机构，烘干过程中持续检测实时重量，待第一、第二离心烘干称重设备重量恒重后，称重模块的传感器将恒重后重量传输至控制系统，计算被测浆料样品粗浆率，粗浆率计算结果显示于控制柜液晶显示屏上。
19.进一步地，目标液位的计算公式如下：
[0020][0021]
式中：
[0022]
l
目标
——疏解罐目标液位，％
[0023]m绝干
——待测样品绝干重量，g
[0024]m风干
——待测样品风干重量，g
[0025]c目标
——疏解调浓后待测样品目标浓度，wt％
[0026]
ρ
水
——水的密度，g/cm3[0027]v疏解罐
——疏解罐标定后容积，l
[0028]
进一步地，粗浆率的计算公式如下：
[0029][0030]
式中：
[0031]
粗浆率——被测样品粗浆率
[0032]m第一
——第一离心烘干称重装置烘干恒重后重量，g
[0033]m第二
——第二离心烘干称重装置烘干恒重后重量，g
[0034]
本发明实现了造纸法再造烟叶浆料粗浆率全流程自动、准确检测，缩短检测时间，单个样品检测结束后直接读取检测结果，操作便捷，大大降低检测人员劳动强度，可用于造纸法再造烟叶生产过程浆料性能快速监测。
附图说明
[0035]
图1是本发明的结构示意图；
[0036]
图2为筛分室的a-a向俯视图；
[0037]
图3为控制柜的结构示意图；
[0038]
图中：1.疏解罐进料口，2.疏解罐，21.第一搅拌器，22.浓度计，23.液位计，31.第一自动调节阀，32.第二自动调节阀，41.第一电磁流量计，42.第二电磁流量计，5.第一出料阀，6.进水阀门，7.筛分室，71.第二搅拌器，72.喷淋机构，73.隔板，74.筛板，75.气动顶紧机构，76.溢流口，77.出浆口，78.筛板槽，8.第一离心烘干称重设备，81.筛网室，811.筛网，82.离心脱水室，83.外壳，84.加热烘干机构，85.保温层，86.称重模块，9.第二离心烘干称重设备，10.第二出料阀，11.排液口，12控制柜，121.液晶显示屏，122.参数设置按键，123.开关按键，124.急停按键。
具体实施方式
[0039]
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
[0040]
实施例1
[0041]
一种造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，如图1至3所示，包括疏解罐2、筛分室7、第一离心烘干称重设备8、第二离心烘干称重设备9和控制柜12，疏解罐1和筛分室2均设有进料口和进水口，疏解罐2和筛分室7的进水口分别设有第一、第二进水管道，且第一进水管道上设有第一自动调节阀31和第一电磁流量计41，第二进水管道上设有第二自动调节阀32和第二电磁流量计42，疏解罐2内设有第一搅拌器21、浓度计22和液位计23，疏解罐2的出料口通过管道及设于管道上的第一出料阀5和筛分室7的进料口相连，筛分室7内设有搅拌区和筛分区，搅拌区和筛分区之间通过隔板73隔开，搅拌区内设有第二搅拌器71，搅拌区的
底部设有出浆口77，筛分区设有筛板74和筛板槽78，筛板74通过气动顶紧机构75固定于筛板槽78内，隔板73的四角通过螺柱固定于筛板槽78上，筛分区侧壁的上部设有溢流口76，溢流口76通过管道和第一离心烘干称重设备8的进口相连，出浆口77通过管道及设于管道上的第二出料阀10和第二离心烘干称重设备9的进口相连，第一自动调节阀31、第一电磁流量计41、第二自动调节阀32、第二电磁流量计42、第一出料阀5、第二出料阀10及控制柜12均接入plc控制系统。
[0042]
第一离心烘干称重设备8、第二离心烘干称重设备9的结构相同，由内向外依次设有筛网室81、离心脱水室82、外壳83组成，筛网室81为由筛网811组成的顶部敞口结构，筛网室81的筛网811与离心脱水室82通过卡扣连接，外壳内壁设有保温层85，保温层85与离心脱水室82之间设有加热烘干机构84，外壳83底部设有排液口，外壳83四个支脚分别设有称重模块86。所述加热烘干机构84为加热丝、红外仪或微波干燥器，筛网8111为不锈钢材质，目数为200目。
[0043]
离心脱水室82包括筒形的脱水桶，脱水桶上有过滤孔，脱水桶底部的转盘和电机轴连接，电机轴和电机相连，电机轴外设有保护壳，排液口位于保护壳和保温层85之间的外壳底部。
[0044]
疏解罐2的进料口1呈漏斗形。
[0045]
筛分室7搅拌区的顶部设有喷淋机构72，喷淋机构72连有第三进水管道，第三进水管道上设有进水阀门6，进水阀门6接入plc控制系统。
[0046]
控制柜12设有液晶显示屏121、参数设置按键122、开关按键123和急停按键124。
[0047]
第一自动调节阀31的阀门开度采用以第一电磁流量计41的流量大小作为输入信号的单回路控制。第二自动调节阀32的阀门开度采用以第二电磁流量计42的流量大小作为输入信号的单回路控制。
[0048]
所述疏解罐2为一密闭不锈钢罐体，容积3-3.5l，罐体上端盖从左向右依次设有漏斗型进料口1、第一立式搅拌器21、进水口，罐体侧面设有液位计23、浓度计22，罐体底部设有第一出料阀5，若节约设备投资成本，亦可不安装浓度计，而是通过控制罐体液位实现罐体中浆料浓度(0.5wt％-1.0wt％)控制。待测浆料进入疏解罐之前，将疏解罐补水至目标液位(目标液位计算见公式一)，当罐体内液位达到目标液位(目标液位计算见公式一)时，第一自动调节阀31关闭，停止进水，将待测浆料经漏斗型进料口1加入疏解罐内，第一立式搅拌器21启动，达到搅拌时间后第一出料阀5打开，疏解罐2内的浆料悬浮液进入筛分室7。
[0049]
筛分室7第二搅拌器71启动，开始筛分计时，浆料悬浮液全部进入筛分室7后，第一搅拌器21停止运行，第二自动调节阀32打开，第二电磁流量计42以设定流量为筛分室7供水。第二搅拌器71右侧依次设有喷淋机构72、隔板73，喷淋机构72用于筛后浆料收集时筛分室7的快速冲洗，隔板73用于防止筛分过程中浆料纤维状、片状、块状等组成物质在第二搅拌器71离心力作用下穿过筛板74，影响检测结果准确性，隔板73右侧设有一定目数的筛板74，所述筛板74安装于筛板槽78中，并通过气动顶紧机构75(现有设备，包括顶紧螺栓、橡胶管以及充气装置，当筛板74安装于筛板槽78后，采用顶紧螺栓顶紧筛板74，橡胶管位于筛板槽内，对橡胶管充气使其顶紧筛板。)予以固定，筛板74设计为可拆卸方式，便于清洗或更换，筛板74右侧筛分室侧壁上设有溢流口76，筛分室7底部设有第二出料阀10。
[0050]
所述隔板73通过上下、左右对称布置的4根长度30mm的实心棒条固定，所述实心棒
条焊接在筛板槽78竖直段靠第二搅拌器71一侧，所述隔板73上表面高出第二搅拌器71搅拌桨最高点15-20mm，隔板73下表面距筛分室7底板10mm，隔板73水平方向前后两端各距筛分室7内壁30mm。
[0051]
所述筛板73目数根据造纸法再造烟叶浆料粗细程度可以选择10目、12目、14目、16目、20目标准筛网中的一种。
[0052]
第一离心烘干称重设备8、第二离心烘干称重设备9的结构相同，以第一离心烘干称重设备8为例，由内向外依次设有筛网室81、离心脱水室82、外壳83，筛网室81可拆卸，筛网811为不锈钢材质，目数200目，筛网室81与离心脱水室82通过卡扣连接，外壳83内壁设有保温层85，外壳83与离心脱水室82之间设有加热烘干机构，外壳83底部设有排液口，外壳83四个支脚分别设有称重模块86。筛分计时开始时，第一离心烘干称重设备8重量清“零”，筛分过程中，通过筛板74的浆料，经由筛分室7右侧壁上的溢流口76，流入第一离心烘干称重设备8的筛网室81，随后筛网室81、离心脱水室82以1000r/min低速运转，防止浆料溢出。筛分计时完毕后，第二自动调节阀32关闭，第二搅拌器71停止运行，第二离心烘干称重设备9重量清“零”，第二出料阀10打开，筛分室7中的浆料进入第二离心烘干称重设备9的筛网室，15s后筛分室7喷淋机构72打开，冲洗筛分室7中的残留浆料，冲洗完毕后，第一、第二离心烘干称重设备以4500r/min高速运转，开始离心计时，离心计时完毕后，启动加热烘干机构84，烘干过程中持续检测实时重量，待第一、第二离心烘干称重设备重量恒重后，称重模块的传感器将恒重后重量传输至控制系统，计算被测浆料样品粗浆率(粗浆率计算见公式二)，粗浆率计算结果显示于控制柜12液晶显示屏121上，所述控制柜12还设有开关按键123、急停按键124、参数设置按键122，参数设置按键122可根据实际需求输入待测样品绝干重量、风干重量、目标浓度和疏解时间、筛分时间、离心时间等参数，参数设定时的具体数值对应显示于控制柜液晶显示屏121上。
[0053]
本发明实现造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测时，疏解分散、稀释调浓、筛分、筛后收集、离心烘干、称重计算整个检测流程自动进行，单个样品检测结束后直接读取检测结果，操作便捷。
[0054]
公式一：
[0055][0056]
式中：
[0057]
l
目标
——疏解罐目标液位，％
[0058]m绝干
——待测样品绝干重量，g
[0059]m风干
——待测样品风干重量，g
[0060]c目标
——疏解调浓后待测样品目标浓度，wt％
[0061]
ρ
水
——水的密度，g/cm3[0062]v疏解罐
——疏解罐标定后容积，l
[0063]
公式二：
[0064]
[0065]
式中：
[0066]
粗浆率——被测样品粗浆率
[0067]m第一
——第一离心烘干称重装置烘干恒重后重量，g
[0068]m第二
——第二离心烘干称重装置烘干恒重后重量，g
[0069]
应用例1：
[0070]
选用造纸法再造烟叶不同打浆功率下的6组叩后浆料，采用所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置测定叩后浆料样品粗浆率，筛板目数为12目，并检测湿重作为对比，结果如表1所示。
[0071]
表1不同打浆功率下造纸法再造烟叶叩后浆料粗浆率与湿重对比
[0072]
编号磨机功率(kw)粗浆率(％)湿重(g)1#13012.722.712#12514.453.103#12017.103.364#11522.523.325#11028.313.676#10532.143.92
[0073]
由表1可知，不同打浆功率下，造纸法再造烟叶浆料粗浆率指标差异明显，同时，相比湿重指标，粗浆率指标基数明显变大，解决了湿重测试数值基数过小差异性不够明显的问题，能够用作制浆过程浆料性能的评价指标。
[0074]
应用例2：
[0075]
选用造纸法再造烟叶叩后浆料，采用所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置测定同一浆料样品粗浆率，筛板目数为10目、12目、14目、16目、20目，并检测所述浆料样品湿重作为对比，结果如表2所示。
[0076]
表2不同筛板目数下造纸法再造烟叶叩后浆料粗浆率与湿重对比
[0077][0078][0079]
由表2可知，不同筛板目数下，造纸法再造烟叶浆料粗浆率指标相比湿重指标基数明显变大，能够用作制浆过程浆料性能的评价指标。
[0080]
最后应当说明的是：上述实施例仅用于说明本发明具体实施的技术方案而非对其进行限制，所属技术领域的普通技术人员应该理解，在不违背本发明宗旨的前提下，未改变其性能或用途对本发明的实施方式进行的任何等同替代或明显变型，均应涵盖在本发明请求保护的范围之内。

技术特征：
1.一种造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，包括疏解罐、筛分室、第一离心烘干称重设备、第二离心烘干称重设备和控制柜，疏解罐和筛分室均设有进料口和进水口，疏解罐和筛分室的进水口分别设有第一、第二进水管道，且第一、第二进水管道上分别设有自动调节阀和电磁流量计，疏解罐内设有第一搅拌器，疏解罐的出料口通过管道及设于管道上的第一出料阀和筛分室的进料口相连，筛分室内设有搅拌区和筛分区，搅拌区和筛分区之间通过隔板隔开，搅拌区内设有第二搅拌器，搅拌区的底部设有出浆口，筛分区设有筛板和筛板槽，筛板固定于筛板槽内，隔板的四角通过螺柱固定于筛板槽上，筛分区侧壁的上部设有溢流口，溢流口通过管道和第一离心烘干称重设备的进口相连，出浆口通过管道及设于管道上的第二出料阀和第二离心烘干称重设备的进口相连，自动调节阀、电磁流量计、第一出料阀、第二出料阀及控制柜均接入plc控制系统。2.根据权利要求1所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，第一离心烘干称重设备、第二离心烘干称重设备的结构相同，由内向外依次设有筛网室、离心脱水室、外壳组成，筛网室为由筛网组成的顶部敞口结构，筛网室的筛网与离心脱水室通过卡扣连接，外壳内壁设有保温层，保温层与离心脱水室之间设有加热烘干机构，外壳底部设有排液口，外壳四个支脚分别设有称重模块。3.根据权利要求2所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，所述加热烘干机构为加热丝、红外仪或微波干燥器，筛网目数为200~300目。4.根据权利要求2所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，离心脱水室包括筒形的脱水桶，脱水桶上有过滤孔，脱水桶底部的转盘和电机轴连接，电机轴和电机相连， 电机轴外设有保护壳，排液口位于保护壳和保温层之间的外壳底部。5.根据权利要求1所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，疏解罐的进料口呈漏斗形，疏解罐内设有浓度计和液位计。6.根据权利要求1所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，筛分室搅拌区的顶部设有喷淋机构，喷淋机构连有第三进水管道，第三进水管道上设有进水阀门，进水阀门接入plc控制系统。7.根据权利要求1所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，控制柜设有液晶显示屏、开关按键、急停按键、参数设置按键。8.根据权利要求1所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，第一、第二进水管道上的自动调节阀的阀门开度采用以电磁流量计的流量大小作为输入信号的单回路控制。9.根据权利要求1所述造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置，其特征在于，筛板为10目、12目、14目、16目、20目标准筛网中的一种。10.采用权利要求1至9任一项所述的检测装置对造纸法再造烟叶浆料粗浆率进行检测的方法，其特征在于，过程如下：（1）待测造纸法再造烟叶浆料进入疏解罐之前，向疏解罐加水直至达到目标液位时，第一进水管道上的自动调节阀关闭，停止进水，待测造纸法再造烟叶浆料经进料口加入疏解罐内，第一搅拌器启动，达到搅拌时间后第一出料阀打开，疏解罐内的浆料悬浮液进入筛分室；（2）浆料悬浮液进入筛分室后，筛分室第二搅拌器启动，开始筛分计时，浆料悬浮液全
部进入筛分室后，第一搅拌器停止运行，第二进水管道上的自动调节阀打开，第二电磁流量计以设定流量为筛分室供水，第一离心烘干称重设备重量清“零”，筛分过程中，通过筛板的浆料，经由筛分室右侧壁上的溢流口流入第一离心烘干称重设备的筛网室，随后筛网室、离心脱水室以1000r/min低速运转，防止浆料溢出；（3）筛分计时完毕后，第二进水管道上的自动调节阀关闭，第二搅拌器停止运行，第二离心烘干称重设备重量清“零”，第二出料阀打开，筛分室中的浆料进入第二离心烘干称重设备的筛网室，15s后筛分室喷淋机构打开，冲洗筛分室中的残留浆料，冲洗完毕后，第一、第二离心烘干称重设备以4500r/min高速运转，开始离心计时，离心计时完毕后，启动加热烘干机构，烘干过程中持续检测实时重量，待第一、第二离心烘干称重设备重量恒重后，称重模块的传感器将恒重后重量传输至控制系统，计算被测浆料样品粗浆率，粗浆率计算结果显示于控制柜液晶显示屏上。

技术总结
本发明公开一种造纸法再造烟叶浆料粗浆率检测装置及方法，包括疏解罐、筛分室、第一离心烘干称重设备、第二离心烘干称重设备和PLC控制系统，疏解罐的出料口和筛分室的进料口相连，筛分室内设有搅拌区和筛分区，搅拌区和筛分区之间通过隔板隔开，搅拌区内设有搅拌器，搅拌区的底部设有出浆口，筛分区侧壁的上部设有溢流口，溢流口通过管道和第一离心烘干称重设备的进口相连，出浆口通过管道和第二离心烘干称重设备的进口相连；本发明实现了造纸法再造烟叶浆料粗浆率全流程自动、准确检测，缩短检测时间，单个样品检测结束后直接读取检测结果，操作便捷，大大降低检测人员劳动强度，可用于造纸法再造烟叶生产过程浆料性能快速监测。于造纸法再造烟叶生产过程浆料性能快速监测。于造纸法再造烟叶生产过程浆料性能快速监测。


技术研发人员：闫瑛 李锦 丁红营 常岭 俎立冬 李鹏 雷文莲
受保护的技术使用者：河南卷烟工业烟草薄片有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/19