本发明属于打叶复烤工艺
技术领域：
，具体是一种基于烟叶力学特性的打叶水分及复烤温度控制方法，主要是根据烟叶剪切力、穿透力等力学特性指标随烟叶含水率的变化趋势，通过调整一次热风润叶、二次热风润叶加水量、热风温度等润叶技术参数降低二润出口烟叶原料含水率，并提高烟叶原料在润叶环节的水分均匀性，进而实现在复烤环节降低复烤温度，以达到烟叶原料“低温慢烤”保香的目的，并在打叶复烤加工过程中降低能源、资源消耗。
背景技术：
：打叶复烤是烟叶经过叶梗分离和复烤生产出片烟的工艺过程。在叶梗分离工序，烟叶原料经过热风润叶等加温加湿设备加工处理后，将烟叶原料的力学特性调整至最佳，并在打叶设备适当的机械力作用下实现叶梗分离；在叶片复烤工序，烟片在烤机高温和气流的作用下达到去除过量水分使其满足卷烟工业使用的目的。烟叶力学特性主要指其剪切力、穿透力、叶梗分离强度等自身特性，它是设定打叶技术参数的主要依据。张玉海等人分析了烟叶含水率对烟叶力学特性的影响（烟草科技，2013年1期），研究结果表明：烟叶剪切力、穿透力、拉力等力学特性指标在17%～20%的范围内最大。在“烟叶打叶复烤工艺与设备”（胡开文，化学工业出版社）等文献也认为“将烟叶原料的力学特性调整至最大，烟叶原料的加工性能也最佳”。因此，在现行的打叶复烤加工生产中，打叶水分普遍设定在18%～20%的范围内。该打叶水分的设定方法在保障打叶损耗的同时，也对卷烟生产带来了一定的不适应性：①烟片中大片率过高（普遍在50%左右），造成卷烟制丝环节长丝率过高，最终造成卷烟卷制质量的稳定性较差；②二润出口烟叶原料含水率偏高，造成叶片复烤工序复烤温度过高，进而造成烟片香气的损失并降低了烟叶原料的使用价值。技术实现要素：本发明的目的正是针对上述技术状况，根据烟叶剪切力、拉力、穿透力、叶梗分离强度随含水率、温度的变化趋势，设计了一种打叶复烤打叶水分及复烤温度的控制方法。本发明的目的可通过下述技术措施来实现：一种基于烟叶力学特性的打叶水分及复烤温度控制方法，首先在不同的烟叶水分条件下测定烟叶原料剪切力、拉力、穿透力、叶梗分离强度等力学特性指标，并根据烟叶原料力学特性指标的检测结果确定适宜的打叶水分；然后通过调整一次热风润叶与二次热风润叶的加水比例、热风温度等技术参数将二润出口烟叶原料的水分均匀性调整至最佳；最后根据打叶水分确定烟片复烤工序的复烤温度。在本发明中一次热风润叶、二次热风润叶加水比例按照一次热风润叶施加水占热风润叶工序总加水量不低于60%的原则在一次热风润叶和二次热风润叶之间进行分配。烟片复烤温度最高不超过75℃，烤后烟片水分应在（12±0.5）%范围内。本发明的打叶复烤工艺及控制方法的具体包括以下步骤：（1）烟叶力学特性指标的检测检测的烟叶力学特性指标主要包括烟叶剪切力、穿透力、拉力、叶梗分离强度等4项指标，具体检测步骤为：①按照（16±0.5）%、（17±0.5）%、（18±0.5）%、（19±0.5）%、（20±0.5）%等5个烟叶水分对检测烟叶原料的水分进行调节；②测定调节后不同水分烟叶原料的剪切力、穿透力、拉力、叶梗分离强度等力学特性指标。其中，烟叶剪切力、拉力按照烟文献“含水率对烟叶力学特性的影响”（草科技，2013年1期）中的测定方法进行检测；烟叶穿透力测定采用直径为0.5mm柱状探头对烟叶进行穿透并取最大力值作为烟叶穿透力检测值；烟叶叶梗分离强度测定采用拉伸法将5cm烟叶样品的叶和梗进行分离并计算拉力与测定时间的积分面积作为叶梗分离强度的测定值；③每个水分条件下，每个力学特性指标的检测次数不少于10次，并计算平均值。（2）打叶水分的确定打叶水分主要依据表1中设定的烟叶力学特性指标值进行确定。5个烟叶水分条件下，烟叶原料剪切力、拉力、穿透力3项指标中任何1项指标的最大检测值均达不到表1中设定要求的，打叶水分按照以下步骤进行确定：①根据5个水分条件下烟叶原料剪切力、拉力、穿透力的检测结果，确定烟叶原料剪切力、拉力、穿透力的最大检测值及其对应的水分条件；②在剪切力、拉力、穿透力3项指标最大检测值对应水分一致条件下，该水分条件即可设定为打叶水分；③在剪切力、拉力、穿透力3项指标最大检测值对应水分不一致条件下，剪切力、拉力、穿透力3项指标最大检测值对应水分的最小值即可设定为打叶水分。5个烟叶水分条件下，烟叶原料剪切力、拉力、穿透力3项指标中任何1项指标的最大检测值大于表1中设定要求的，打叶水分按照以下步骤进行确定：①在剪切力、拉力、穿透力3项指标中，有1项指标最大检测值大于表1中设定要求的，该项指标检测值与表1中设定要求最为接近的对应水分条件即可设定为打叶水分；②在剪切力、拉力、穿透力3项指标中，有2项或3项指标最大检测值大于表1中设定要求的，该2项或3项指标检测值与表1中设定要求最为接近的对应水分条件中的最小水分即可设定为打叶水分。表1烟叶原料力学特性指标设定值剪切力穿透力拉力设定值14.0N1.5N1.5N（3）热风润叶技术参数的制定根据烟叶原料叶梗分离强度检测结果，确定热风润叶工序总加水量在一次热风润叶和二次热风润叶之间的分配比例：①叶梗分离强度最大值大于或等于35N*sec(该单位为力与时间的积分面积即力与时间的乘积)，热风润叶工序总加水量在一次热风润叶环节的施加比例不低于70%；②叶梗分离强度最大值小于35N*sec，热风润叶工序总加水量在一次热风润叶环节的施加比例不低于60%。不同力学特性烟叶原料一次热风润叶环节热风温度均不低于120℃；二次热风润叶环节热风温度均不低于115℃。（4）烟片复烤温度的制定根据打叶水分确定复烤温度：①打叶水分小于或等于18.0%的烟叶原料，上部烟叶复烤温度不高于75℃，中部和下部烟叶复烤温度不高于70℃；②打叶水分大于18.0%的烟叶原料，复烤温度不高于75℃。本发明采用该工艺流程的依据是：（1）打叶水分在烟叶力学特性满足打叶强度的基础上，选择较低的打叶水分有利于降低烟片的大片率，并为“低温慢烤”的复烤保香提供了技术支持。（2）热风润叶技术参数通过提高一次热风润叶环节加水量，延长了烟叶原料对润叶施加水的吸收时间，并通过润叶热风温度的调节，提高了润叶环节烟叶原料的吸收率及均匀性，降低了打叶环节烟叶的造碎程度。（3）复烤温度在降低打叶水分的基础上，降低了烤前烟片的含水率，实现了“低温慢烤”的复烤保香，提高了烟片的使用价值。本发明通过对烟叶原料力学特性指标的分析，在满足打叶强度的基础上，提出了基于烟叶力学特性的打叶水分及复烤温度的控制方法，为解决大片率过高、复烤强度过大等问题提供了一种较为完整、可行的控制方法，进一步提高打叶复烤加工技术水平和片烟综合质量。具体实施方式本发明通过以下具体实例作进一步描述，但并不限制本发明。实施例1本实施例中的烟叶原料为2016年度福建南平下部烟叶。（1）烟叶原料力学特性的测定取出烟叶原料5份，每份烟叶原料为不少于50个完整烟叶，然后将5份烟叶原料的水分分别调节至（16±0.5）%、（17±0.5）%、（18±0.5）%、（19±0.5）%、（20±0.5）%水分范围内，并对水分调节后烟叶原料的剪切力、拉力、穿透力、叶梗分离强度等4项指标进行检测，具体检测结果见表2。表2本实施例中烟叶原料水分调节及力学特性检测结果调节水分（%）实测水分（%）剪切力（N）拉力（N）穿透力（N）叶梗分离强（N*sec）16±0.516.339.40.90.512.517±0.517.0211.21.11.225.318±0.517.9811.61.21.225.219±0.519.2110.51.21.126.420±0.520.0510.51.11.021.5（2）打叶水分的确定在5个水分条件下，本实施例中烟叶原料的剪切力、拉力、穿透力最大检测值均未达到表1中的要求，3项指标检测最大值及对应的水分见表3。由表3可知，剪切力、拉力、穿透力3项指标检测值的对应水分分别为17.98%、17.98%、17.02%/17.98%，对应水分中的最小水分为17.02%，福建三明下部烟叶打叶水分即设定为17.02%表3本实施例中烟叶原料力学特性最大检测值及对应水分剪切力拉力穿透力最大检测值11.6N1.2N1.2N对应水分17.98%17.98%17.02%/17.98%（3）热风润叶技术参数的设定本实施例中烟叶原料叶梗分离强度最大值为26.4N*sec，小于35N*sec。该烟叶原料一次热风润叶环节施加水占热风润叶工序总加水量的比例设定为65%，热风温度设定为120℃；二次热风润叶环节施加水占热风润叶工序总加水量的比例设定为35%，热风温度设定为120℃。（4）烟片复烤温度的设定本实施例中烟叶原料打叶水分设定为17.02%（小于18.0%），该烟叶原料为下部烟叶。因此，该烟叶原料最高复烤温度设定为70℃。实施例2本实施例中的烟叶原料为2016年度河南许昌中部烟叶。（1）烟叶原料力学特性的测定取出烟叶原料5份，每份烟叶原料为不少于50个完整烟叶，然后将5份烟叶原料的水分分别调节至（16±0.5）%、（17±0.5）%、（18±0.5）%、（19±0.5）%、（20±0.5）%水分范围内，并对水分调节后烟叶原料的剪切力、拉力、穿透力、叶梗分离强度等4项指标进行检测，具体检测结果见表4。表4本实施例中烟叶原料水分调节及力学特性检测结果调节水分（%）实测水分（%）剪切力（N）拉力（N）穿透力（N）叶梗分离强（N*sec）16±0.516.1525.41.91.545.017±0.516.8930.22.21.644.518±0.518.0230.62.51.650.219±0.519.2628.12.21.548.020±0.519.9927.51.81.545.6（2）打叶水分的确定在5个水分条件下，本实施例中烟叶原料的剪切力、拉力、穿透力最大检测值均达到表1中的要求，与表1中要求最为接近的3项指标检测值及对应的水分见表5。由表5可知，与表1中要求最为接近的剪切力、拉力、穿透力3项指标检测值的对应水分分别为16.15%、19.99%、16.15%/19.26%/19.99%，对应水分中的最小水分为16.15%，本实施例中烟叶原料打叶水分即设定为16.15%。表5本实施例中烟叶原料力学特性最大检测值及对应水分剪切力拉力穿透力与表1最接近检测值25.4N1.8N1.5N对应水分16.15%19.99%16.15%/19.26%/19.99%（3）热风润叶技术参数的设定本实施例中烟叶原料叶梗分离强度最大值为50.2N*sec，大于35N*sec。该烟叶原料一次热风润叶环节施加水占热风润叶工序总加水量的比例设定为75%，热风温度设定为125℃；二次热风润叶环节施加水占热风润叶工序总加水量的比例设定为25%，热风温度设定为120℃。（4）烟片复烤温度的设定本实施例中烟叶原料打叶水分设定为16.15%（小于18.0%），该烟叶原料为中部烟叶。因此，该烟叶原料最高复烤温度设定为70℃。当前第1页1 2 3