造纸法再造烟叶是以烟草加工过程中产生的碎烟片、烟梗、烟末等过程产物为原料，通过提取分离得到固体物料和浸提液，固体物料用于制备烟草浆料，配加少部分外加纤维、填料等形成烟草片基；浸提液经浓缩调配制成涂布液，通过涂布工序回加到烟草片基中，然后通过烘干、分切过程形成再造烟叶产品。近些年，随着造纸法再造烟叶工艺技术的不断发展，再造烟叶由节约、有效利用烟草加工过程中废弃副产品的作用转化成调整和改善卷烟的化学成分及感官品质。常见的机械分离方法有重力沉淀或机械挤压，但重力沉淀只有当颗粒较大，气速、液体流速较小或处于静止状态时，沉降作用才较明显，是一种传统的机械分离方法。机械挤压的分离方法近些年在造纸法再造烟叶行业得到了广泛的应用，常用的机械挤压设备有双辊挤浆机和单、双螺旋挤干机，但这类设备用作造纸法再造烟叶固液分离时存在固液分离不彻底、纤维物质流失量大、浸提液纯净度低（悬浮物含量1%~3%）、对浆料滤水性较敏感等缺陷。卧螺式离心机则采用离心力来取代重力，利用所需分离的料液比重不同，实现二相或三相分离，已广泛应用于食品、化工、制药等行业，具有出液含渣率较低（悬浮物含量0.2%）、分离效果高、减轻后续净化成本、自动化程度高等优点，鉴于这些优点，卧螺式离心机在造纸法再造烟叶行业也得到了推广应用。

一、主要结构及运行过程

卧螺式离心机由转鼓电机、螺旋电机、转鼓、螺旋推料器、差速控制系统、主轴承、溢流堰板、转鼓护罩、隔振器、机座及自动控制系统、润滑系统等组成。需要分离的物料通过中心供料管进入离心机内，在离心力的作用下，密度大的固体沉降到转鼓壁上，轻相的澄清液流向液相排出口，经由可调节液池深度的可调溢流堰板排出离心机转鼓，沉积在转鼓壁上的固体由螺旋推料器传送到转筒体的椎体端，从排料口排入固体收集槽/箱。

卧螺式离心机主要运行过程具体如下：

①进料：物料通过一根固定的中央输料管加入螺旋推料器中的分配室，然后物料被平稳地沿圆周方向加速并通过螺旋推料器分配室中的分布孔进入转鼓的分离区。

②转鼓：卧螺式离心机的转鼓呈圆柱圆锥状，根据处理的物料设定相应的转速。物料在转鼓内与转鼓一起旋转，并在转鼓内壁形成一个同心液层，在离心力作用下，物料内所含的固体颗粒沉降到转鼓内壁上，圆柱转鼓的长度和圆锥的锥角可以根据处理的物料进行匹配性设计。

③螺旋推料器：螺旋推料器以与转鼓略为不同的转速旋转，将沉降下来的固体颗粒推向转鼓的锥端。螺旋与转鼓之间的速度差决定了固体颗粒在转鼓内的停留时间，而停留时间是决定固体颗粒含水率的重要参数，通过改变螺旋推料器的速度差可以实现较佳的分离效果。

④固相排渣：被分离的固体颗粒经转鼓锥端上的排料孔排入一个固定的固体收集槽/箱，然后通过排渣管排出机外。

⑤溢流堰板：经澄清的液体流过转鼓圆柱端并通过溢流堰板排出机外，溢流堰板的高度可以进行调节，使得转鼓内液层的深度可以调节，进而间接调节液相含固率，液层溢流堰板越接近转鼓中心，液层越深，反之越浅。加深液层会降低液相的含固率和增加固相的含水率，降低液层则反之。

二、在再造烟叶生产中的应用

随着卧螺式离心机设计的不断改进，以及造纸法再造烟叶行业工艺技术的不断成熟，生产装备的不断更新，卧螺式离心机在造纸法再造烟叶生产中的提取后物料固液分离、浸提液净化、白水处理、污泥脱水等工序得到了推广应用。试验采用不同规格卧螺式离心机用于造纸法再造烟叶提取后物料固液分离、浸提液净化以及白水处理，取样检测了设备处理效果，同时对设备关键运行参数进行了记录、整理。

1. 提取后物料固液分离

造纸法再造烟叶生产过程中，提取是首道工序，也是非常重要的工序，该工序的技术指标将直接影响到后续工艺。目前，我国新改建造纸法再造烟叶项目追求高的原料中可溶性物质提取率（≥90%）的同时，提取后固液分离的效果直接影响着浸提液中烟草原料可溶物的多少，也影响提取后物料进入下一工序的干度及干净程度，同时还会影响整个生产过程的水耗水平。

造纸法再造烟叶提取后物料经卧螺式离心机固液分离处理后，固相干度高达32.2%，液相悬浮物含量低达0.14%，因卧螺式离心机避免了对物料的机械挤压，所以液相悬浮物含量相对较低，这与卧螺式离心机采用离心力取代重力，根据所需分离的料液比重不同实现固液分离的工作原理一致；另外，若优先考虑提取后固相物料的高干度，可以在液相悬浮物含量满足工艺标准要求的前提下，降低螺旋速度以达到需要的固相物料干度。

2. 浸提液净化处理

造纸法再造烟叶提取后经固液分离得到的液相成分以及含量对再造烟叶产品质量起到至关重要的作用，液相成分中悬浮物含量过高，导致涂布液黏度过大，影响加工性能；大分子类物质（如淀粉、果胶、蛋白质等）在灼烧过程中对再造烟叶的生产中，为了除去烟草浸提液中的固态悬浮微粒及大分子物质，广泛应用了物理除杂方法，主要包括吸附、絮凝、筛网过滤及离心沉降等，也有采用吸附、絮凝与筛网过滤或离心沉降之间的组合处理方法。上述方法都可以有效地提高浸提液的品质，对再造烟叶产品感官评吸杂气的去除有一定的功效。

借助卧螺式离心机对添加絮凝剂的造纸法再造烟叶浸提液进行净化处理后，出液悬浮物含量低达0.15%，相比进液悬浮物含量1.01%降低幅度显著，悬浮物去除率达到85.15%；工业化生产时，在固相出渣干度满足外运（如推料小车、皮带输送等）条件及保持生产现场清洁的前提下，可以通过降低螺旋速度或提高转鼓转速的方式，使出液悬浮物含量尽可能的处于较低水平，从而减少浸提液中固态悬浮微粒及大分子物质对再造烟叶涂布液适加工性能和产品感官质量的影响。

3. 白水处理

造纸法再造烟叶片基网部成形及压榨工段产生大量白水，近几年，再造烟叶生产中采用了封闭式白水循环技术，但因白水中含有糖、烟碱、有机酸等有机物和含氮类化合物以及细小纤维、填料等物质，大量微生物在整个再造烟叶生产系统中富集、繁殖，对系统安全卫生及产品质量带来了严重不利影响。白水经短期循环使用后便外排至污水处理工序，增加污水处理的BOD（生物需氧量）、COD（化学需氧量），污水处理负荷增加。中国烟草总公司企业标准YQ44.1-2014对再造烟叶许可使用物质的要求中明确提到，如防腐剂等引起烟草制品安全风险增加的物质不在许可使用范围，若白水需要循环使用，防腐剂的使用受到了限制。因此，目前多采用离心分离、机械过滤等分离方式去除白水中的悬浮物、大分子物质，以延长白水的封闭循环使用周期，提高白水有效利用率。

借助卧螺式离心机对造纸法再造烟叶白水进行处理后，出液悬浮物含量低达0.09%，相比进液悬浮物含量0.26%降低幅度显著，悬浮液去除率达到65.38%；卧螺式离心机转鼓转速一定时，提高螺旋速度，出液悬浮物含量降低，螺旋速度一定时，降低转鼓转速，出液悬浮物含量增加，但进液悬浮物含量、进液流量的高低会在相同的设备运行参数条件下影响出液悬浮物含量数值。工业化生产时，在造纸法再造烟叶白水处理过程中，借鉴造纸工业白水处理方式，将离心分离与絮凝工艺结合，白水处理的效果也会大大提升，但絮凝剂种类的选择需满足烟草行业标准要求。

三、结语

卧螺式离心机运用于造纸法再造烟叶提取后物料固液分离、浸提液净化处理、白水处理效果良好，经卧螺式离心机处理后，提取后物料固相干度高达32.2%，液相悬浮物含量低达0.14%，浸提液出液悬浮物含量低达0.15%，白水出液悬浮物含量低达0.09%。随着政府及行业对造纸法再造烟叶提出的提质、增比（在卷烟中尤其是一、二类卷烟中的使用比例提升）要求以及造纸法再造烟叶工艺技术、配套装备的不断改进、发展，卧螺式离心机运用于造纸法再造烟叶工业化生产的前景十分广阔。在卧螺式离心机的推广应用过程中需具体关注以下两点：

1.卧螺式离心机运行参数调整时，遵循转鼓转速越大，分离因数越大，液相越澄清；螺旋速度越大，螺旋推料速度越快，液相越澄清、固相含水率越高；转鼓转速越大、螺旋速度越低，扭矩增大，扭矩越大，设备内固渣量越大。

2.为满足卷烟市场多样化、差异化的需求，再造烟叶未来发展趋势将逐步走向精细化加工，将卧螺式离心机的离心分离技术与絮凝、吸附、膜分离、分子蒸馏、电渗析等分离技术结合，用于造纸法再造烟叶生产过程，对烟草可溶物组分进行定向分离，进而实现再造烟叶产品品质有效提升。