香料廚房設備中采用壓差傳感器和電磁流量計(質量流量計)進行計量時,存在著系統綜合精度較低的問題,為此,在香 料廚房設備中應用了靜態電子秤。在香料廚房料液配制過程中,采用稱入法和稱出法相結合的計量方法,以滿足料液配制品種 多、用量差別大的要求。配料工藝流程經過優化后,集中配料的罐體數量減少20%30%,提高了料液配制的靈活性,系統綜合 配制精度達到0.5%。
1.前言
香料廚房是卷煙廠卷煙生產過程中配制香精香料和糖 料的重要工序,對于卷煙產品的吸味、風格等內在質量具 有關鍵作用。香料廚房的工作是將各種原料按配方要求配 制成需要的香精香料和糖料,其配制過程所采用的計量器 具的精度和計量方法,直接影響著系統配制精度及所配料 液的質量。其主要工藝流程見圖1。
香料廚房設備中通常采用壓差傳感器或電磁流量計 (質量流量計)進行料液計量,壓差傳感器和電磁流量計 的精度為0.5% ,質量流量計的精度為0.2% 。在實際 應用中,壓差傳感器通常與固定截面積的罐體一起使用, 由于罐體一般為焊接成型,其截面積有所差異,特別是罐 底為錐形時(方便清出料液),截面積變化較大,而且罐 內料液的溫度容易使壓差傳感器產生溫度漂移,從而對系 統精度產生影響,因此采用壓差傳感器計量的系統綜合精 度只有1.5%左右;質量流量計精度較高,但當流體中出現 兩相流(即液體中有氣泡)時,其計量精度就大大降低, 而兩相流在料頭料尾過程較容易出現,因此采用質量流量 計計量的系統綜合精度只有1%左右;采用電磁流量計計 量的系統綜合精度在1.5%左右。
為了提高香料廚房設備系統的配制精度,近年來在香 料廚房設備中應用了三級精度靜態電子秤,其計量精度 達到萬分之三,系統綜合精度可達0.5%,且性價比高,價 格與壓差傳感器相差不多。
2.靜態電子秤在香料廚房的應用
(1)工作原理
靜態電子秤由高精度重量傳感器和配套的稱重儀表組 成(圖2),其計量原理是在每個罐底支承位安裝高精度重 量傳感器,傳感器信號通過專用電纜傳送到稱重儀表中進 行處理形成重量數值(其數值既可現場顯示,亦可傳送到 中央控制系統進行處理),對罐體總重量進行計量,除去 罐體毛重后就得到物料重量。靜態電子秤的特點是計量精 度高,穩定性好,且不受計量介質的影響。
(2)電子秤計量方法的選擇
目前,國內卷煙廠香料廚房設備使用靜態電子秤對貯 罐內液體計量的方法有兩種:稱入法”和‘稱出法' 稱入法”是原料從原料貯罐采用泵或自流方式輸送至調 制罐,原料的計量通過調制罐的電子秤進行計量(即通常 所說的加法”); 稱出法”是原料從原料貯罐采用泵 或自流方式輸送至調制罐,原料的計量通過原料貯罐自身 的電子秤進行計量(即通常所說的減法” )。
每種規格的電子秤都有 其量程,不同 量程的電子秤 分度值不同,量程越小分度 值越小,而分 度值越小其稱 重結果的精度 越高。電子秤 的量程一般與貯存罐相配,罐體越大,所配的電子秤的量程越大。
計量方法的選擇主要根據電子秤量程的最小分度值與 每次原料用量比較(相除),如該比較值小于系統設定的精 度(如0.5%),則宜用稱出法,既保證了配料精度,又縮短 了配料時間;反之,若該比較值大于系統設定的精度(如 0.5%),則宜用稱入法。由于調制罐容積較大,采用稱入法 時,一般要在調制罐前設一個容積較小的計量罐,通過減 少其最小分度值提高計量精度。因此,該計量方式可根據 配料精度要求,采用比大用量原料罐量程小得多的計量罐 提高精度,缺點是原料只能依次輸出,延長了配料時間。 原料罐的貯量應選擇能夠滿足生產天的用量,計量罐 的量程應滿足原料經過14次稱量即達到配制用量的要求。
(3)工藝流程的優化
隨著卷煙廠生產卷煙牌號的相對集中,為控制產品質 量,集中配香配料是一種趨勢。如果只是把企業(集團) 原有各生產點的香料廚房簡單合并在一起,則配香配料系 統就很龐大,而且靈活性較差,因此必須對配香配料的工 藝流程進行適當優化,才能滿足集中生產的需要。
在香料廚房料液配制過程中,如果只采用稱入法或稱 出法則較難滿足要求,必須兩種方法結合起來靈活采用,才能滿足香料廚房料液配制品種多、用量差別大的要求。 通常做法是根據配方要求,設置很多規格的原料罐,某些 原料罐出口還要配置計量罐,每個配方設一個調制罐,這 樣料液調制系統就很龐大,控制系統也較復雜。
為了簡化料液調制系統,可以把風格相近的配方歸為一 組,即調制罐共用,所使用的原料罐集中在一起,在調制罐 前加一個計量罐,該組配方所對應的原料罐出料都送到計量 罐, 當某一配方所用某種原料量較多時, 可采用稱出法, 該 原料通過原料罐上的電子秤計量后經計量罐送到調制罐,這 時計量罐就相當一條通道;當某種原料用量較少時,可采用 稱入法,料液經計量罐計量后送到調制罐。這樣,在管路不 變的情況下,通過在控制程序上增加適當的判斷條件,就可 實現稱出法和稱入法的靈活使用,滿足了計量精度要求,提 高了生產效率,也簡化了管路和設備配置,提高了控制系統 的可靠性,優化了配料工藝流程(圖3)。
為了減少在不同配方間轉換時可能產生的串味現象, 在每次配制完成后,都要用熱水對計量罐、調制罐及共用 管道等進行清洗。另外,如果有些原料用量確實很少,可通過人工稱量后加入。
配料工藝流程經過優化后,可把集中配香配料中心的 罐體數量減少20%40%,所實現功能不變,而且提高了 料液配制的靈活性,系統綜合配制精度控制在0.5%內。
3.結語
采用靜態電子秤進行稱重時,為了保證計量精度,以 下事項必須注意:
(1)與罐體相連的進出料管道必須用軟連接,使罐體 處于懸浮狀態,這樣顯示的重量才是真實值;
(2)原料罐的所有出料管路,在進入調制罐或計量罐 前,均應設置大、小通徑出料閥門,通過大通徑出料閥使 原料快速輸送,當接近設定量時,關閉大出料閥同時打開 裝有針型調節閥的小出料閥,使原料緩慢輸送,直至達到 設定值, 既保證了系統配制速度, 又提高了系統配制精度;
(3)安裝罐體時要調整水平,尤其是罐體支承腳較多 時,罐體水平才能使各個支承腳的重量傳感器檢測值保持 均衡;
(4)當罐體加熱時,要把罐體夾層的冷凝水及時排泄 干凈,以免影響罐體總重量。