一种烟叶动态控湿烘烤控制方法和控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种烟叶动态控湿烘烤控制方法和控制系统，属于烟叶烘烤领域。该方法包括：在烟叶烘烤过程中在每个控温点按照每个控温点对应的排湿速率对烟叶进行烘烤控制；针对气流下降式烤房，当前控温点对应的排湿速率根据当前控温点和上一控温点对应的烤房上棚环境湿度、当前控温点的温度保持时间计算得到；针对气流上升式烤房，当前控温点对应的排湿速率根据当前控温点和上一控温点对应的烤房下棚环境湿度、当前控温点的温度保持时间计算得到；其中，利用烤房上棚环境温湿度拟合方程得到各控温点对应的烤房上棚环境湿度；利用烤房下棚环境温湿度拟合方程得到各控温点对应的烤房下棚环境湿度。本发明专利技术能有效改善烟叶烘烤质量，降低烟叶烘烤损失。降低烟叶烘烤损失。降低烟叶烘烤损失。

【技术实现步骤摘要】
一种烟叶动态控湿烘烤控制方法和控制系统


[0001]本专利技术涉及一种烟叶动态控湿烘烤控制方法和控制系统，属于烟叶烘烤


技术介绍

[0002]烟叶烘烤是将鲜烟叶的潜在质量表现出来并以干燥烟叶状态保存的过程。烟叶烘烤的核心任务有三个：叶片脱水、颜色变黄和内在质量转化。叶片脱水即由鲜烟叶含水率的80％～90％到烘烤结束的5％～10％；颜色变黄即由鲜烟叶的绿黄色到烤后烟叶的桔黄色；内在质量转化即由鲜烟叶的不具备卷烟工业使用价值到烤后烟叶的香气、口感等满足卷烟配方使用需求。烘烤工艺的合理运用是烘烤过程烟叶适当转化的基础，其中烘烤温湿度管理是烘烤工艺的核心。
[0003]我国于上世纪90年代提出烤烟三段式烘烤工艺(宫长荣等.烤烟三段式烘烤及其配套技术[M].科学技术文献出版社,1996年)，1996年形成行业标准(YC/T 42
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1996烤烟基本烘烤技术规程[S]国家烟草专卖局，1996年)，将烟叶烘烤过程划分为变黄期、定色期和干筋期3个阶段，并以干球温度和湿球温度为主要指标，提出了不同烘烤阶段的干湿球温度和稳定时间。
[0004]近年来随着密集烤房的逐渐普及，针对其装烟量大、排湿快等特点，又相继提出了“五段五对应”(孙福山等.五段五对应烟叶烤香密集烘烤精准工艺[P].201210072835.9)、“八点式”(徐秀红等.“8点式精准密集烘烤工艺”的创新集成与应用[J].中国烟草科学，2012,33(5):68
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73)、“三段六步式”(汪伯军等.三段六步式烘烤工艺研究及应用初报[J].西南大学学报,2014,38(8):189
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193)等烘烤工艺。这些烘烤方法在三段式工艺基础上，对烘烤阶段进行了更为精细的划分，提出了更多的烘烤干球温度和湿球温度对应点。
[0005]综合目前烘烤工艺的相关报道，烘烤阶段的划分和工艺条件的设置主要以干球温度和湿球温度为指标，通过给定干球温度、湿球温度和稳定时间，促进烘烤过程烟叶转化。这存在两方面问题：一是干湿球温度计硬件的缺陷，由于烘烤过程环境复杂，温度变化大，湿球水壶缺水和纱布污染等问题造成湿球温度测量不准确甚至数据缺失，对烟叶烘烤质量产生较大影响，湿球温度过高易造成烟叶褐变，形成杂色烟叶，湿球温度过低，易造成烟叶烘烤转化不够，形成烤青烟叶，烘烤损失增加；另一方面，现有的烘烤工艺为阶段式控温控湿，即任意阶段干湿球温度持续一定时间，转至下一阶段干湿球温度后持续一定时间，依次类推至烘烤结束烟叶干燥。而烘烤过程烟叶是边变黄、边干燥的动态持续过程，由于不同品种、不同成熟度鲜烟叶烘烤特性的复杂性，阶段式控温控湿可能导致烟叶变黄和干燥不协调，即变黄慢失水快导致烟叶烤青，变黄快失水慢导致烟叶烤黑。
[0006]因此，如何实现烘烤环境温湿度更为精准的调控，使烘烤过程烟叶变黄、失水和内在化学成分转化更加协调，对改善烟叶烘烤质量具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种烟叶动态控湿烘烤控制方法和控制系统，能够解决目前阶段式控温控湿烟叶烘烤方法存在的烘烤过程中烟叶变黄和失水不协调问题，有效地改善烟叶烘烤质量，降低烟叶烘烤损失。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种烟叶动态控湿烘烤控制方法，该方法包括以下步骤：
[0009]针对气流下降式烤房，通过将烟叶烘烤过程中各控温点对应的烤房环境温度代入事先确定的烤房上棚环境温湿度拟合方程，得到各控温点对应的烤房上棚环境湿度；针对气流上升式烤房，通过将烟叶烘烤过程中各控温点对应的烤房环境温度代入事先确定的烤房下棚环境温湿度拟合方程，得到各控温点对应的烤房下棚环境湿度；
[0010]在烟叶烘烤过程中，在每个控温点按照每个控温点对应的排湿速率对烟叶进行烘烤控制，直至最后一个控温点烘烤结束后烟叶烘烤完成；其中，针对气流下降式烤房，当前控温点对应的排湿速率根据当前控温点对应的烤房上棚环境湿度、当前控温点的温度保持时间和上一控温点对应的烤房上棚环境湿度计算得到；针对气流上升式烤房，当前控温点对应的排湿速率根据当前控温点对应的烤房下棚环境湿度、当前控温点的温度保持时间和上一控温点对应的烤房下棚环境湿度计算得到；
[0011]其中，所述烤房上棚环境温湿度拟合方程通过对气流下降式烤房实际烘烤全过程中的多组烤房上棚环境温度数据及相对应的烤房上棚环境湿度数据进行拟合得到，所述烤房下棚环境温湿度拟合方程通过对气流上升式烤房实际烘烤全过程中的多组烤房下棚环境温度数据及相对应的烤房下棚环境湿度数据进行拟合得到。
[0012]该烟叶动态控湿烘烤控制方法的有益效果是：考虑到烤房类型以及烘烤过程烤房不同棚次间的温湿度变化存在差异，针对气流下降式烤房建立烤房上棚环境温湿度拟合方程，针对气流上升式烤房建立烤房下棚环境温湿度拟合方程，基于建立的环境温湿度拟合方程实现烟叶动态控湿烘烤控制。在每个控温点按照每个控温点对应的排湿速率和温度保持时间进行烘烤，由于当前控温点对应的排湿速率是根据当前控温点对应的烤房上棚/下棚环境湿度、当前控温点的温度保持时间和上一控温点对应的烤房上棚/下棚环境湿度计算得到的，因此各控温点对应的排湿速率都是不同的，并且烘烤过程中每个控温点对应的环境湿度是在动态下降的，与现有阶段式控温控湿相比，本专利技术能够解决烘烤过程中烟叶变黄和失水不协调问题，有利于烟叶变黄、干燥和烤香的协调一致，能有效地改善烟叶烘烤质量、降低烟叶烘烤损失，烤后上等烟比例提升，叶片柔软度和结构疏松程度有所改善，实现了更为精细化的烘烤过程环境调控。
[0013]进一步地，在上述烟叶动态控湿烘烤控制方法中，所述拟合方程是一元二次方程，通过多元回归方式拟合。
[0014]进一步地，在上述烟叶动态控湿烘烤控制方法中，针对气流下降式烤房，当前控温点对应的排湿速率＝(上一控温点对应的烤房上棚环境湿度－当前控温点对应的烤房上棚环境湿度)/当前控温点的温度保持时间；针对气流上升式烤房，当前控温点对应的排湿速率＝(上一控温点对应的烤房下棚环境湿度－当前控温点对应的烤房下棚环境湿度)/当前控温点的温度保持时间。
[0015]进一步地，在上述烟叶动态控湿烘烤控制方法中，烟叶烘烤过程中共有14个控温
点，每个控温点对应的烤房环境温度及每个控温点的温度保持时间的取值范围如下：
[0016]第1控温点对应的烤房环境温度为36.0℃、温度保持时间的取值范围为0h～16h；
[0017]第2控温点对应的烤房环境温度为38.0℃、温度保持时间的取值范围为20h～48h；
[0018]第3控温点对应的烤房环境温度为40.0℃、温度保持时间的取值范围为12h～24h；
[0019]第4控温点对应的烤房环境温度为42.0℃、温度保持时间的取值范围为12h～24h；
[0020]第5控温点对应的烤房环境温度为44.0℃、温度保持时间的取值范围为8h～16h；
[0021]第6控温点对应的烤房环境温度为46.0℃、温度保持时间的取值范围为8h～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟叶动态控湿烘烤控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：针对气流下降式烤房，通过将烟叶烘烤过程中各控温点对应的烤房环境温度代入事先确定的烤房上棚环境温湿度拟合方程，得到各控温点对应的烤房上棚环境湿度；针对气流上升式烤房，通过将烟叶烘烤过程中各控温点对应的烤房环境温度代入事先确定的烤房下棚环境温湿度拟合方程，得到各控温点对应的烤房下棚环境湿度；在烟叶烘烤过程中，在每个控温点按照每个控温点对应的排湿速率对烟叶进行烘烤控制，直至最后一个控温点烘烤结束后烟叶烘烤完成；其中，针对气流下降式烤房，当前控温点对应的排湿速率根据当前控温点对应的烤房上棚环境湿度、当前控温点的温度保持时间和上一控温点对应的烤房上棚环境湿度计算得到；针对气流上升式烤房，当前控温点对应的排湿速率根据当前控温点对应的烤房下棚环境湿度、当前控温点的温度保持时间和上一控温点对应的烤房下棚环境湿度计算得到；其中，所述烤房上棚环境温湿度拟合方程通过对气流下降式烤房实际烘烤全过程中的多组烤房上棚环境温度数据及相对应的烤房上棚环境湿度数据进行拟合得到，所述烤房下棚环境温湿度拟合方程通过对气流上升式烤房实际烘烤全过程中的多组烤房下棚环境温度数据及相对应的烤房下棚环境湿度数据进行拟合得到。2.根据权利要求1所述的烟叶动态控湿烘烤控制方法，其特征在于，所述拟合方程是一元二次方程，通过多元回归方式拟合。3.根据权利要求2所述的烟叶动态控湿烘烤控制方法，其特征在于，针对气流下降式烤房，当前控温点对应的排湿速率＝(上一控温点对应的烤房上棚环境湿度－当前控温点对应的烤房上棚环境湿度)/当前控温点的温度保持时间；针对气流上升式烤房，当前控温点对应的排湿速率＝(上一控温点对应的烤房下棚环境湿度－当前控温点对应的烤房下棚环境湿度)/当前控温点的温度保持时间。4.根据权利要求3所述的烟叶动态控湿烘烤控制方法，其特征在于，烟叶烘烤过程中共有14个控温点，每个控温点对应的烤房环境温度及每个控温点的温度保持时间的取值范围如下：第1控温点对应的烤房环境温度为36.0℃、温度保持时间的取值范围为0h～16h；第2控温点对应的烤房环境温度为38.0℃、温度保持时间的取值范围为20h～48h；第3控温点对应的烤房环境温度为40.0℃、温度保持时间的取值范围为12h～24h；第4控温点对应的烤房环境温度为42.0℃、温度保持时间的取值范围为12h～24h；第5控温点...

【专利技术属性】
技术研发人员：过伟民，张艳玲，张仕祥，王建伟，王爱国，郭建华，牟文君，翟振，王桂瑶，常乃杰，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：