一种白肋烟烘烤机加工强度的表征方法与流程

本发明涉及混合型卷烟加工领域，具体的说是一种白肋烟烘烤机加工强度的表征方法。

背景技术：

1、烟草行业中，混合型卷烟是一种机制卷烟的重要品类，通常混合型卷烟中均使用了一定比例的白肋烟烟叶，而白肋烟烟叶中烟碱含量高，水溶性糖含量极低，造成糖碱比严重不平衡、不协调，烟气劲头大，浓度高，香气量充足，杂气较重，因此，白肋烟烘烤机前均施加一定比例的糖料，在提高叶片中水溶性糖含量的同时，通过美拉德反应产生香气，同时利用长时间高温烘烤去除白肋烟中的部分杂气，使烘烤后的白肋烟烟叶化学成分指标协调。

2、白肋烟烘烤是混合型卷烟加工的关键工序，目的是降低叶片含水率、提高叶片加工性能、改善和提升叶片感官质量。干燥工序是卷烟加工过程中的关键工序，目前烟草行业烤烟型卷烟普遍采用的干燥方式有薄板干燥、气流干燥和二氧化碳膨胀干燥，干燥工艺参数的设置直接影响干燥后叶丝的物理质量和感官质量，对卷烟香气特性、叶丝感官质量的影响相比其它制丝工序尤为明显。干燥工序关键参数的设置，表面上是干燥过程中物料的温度和含水率的变化，本质上是烟叶的物理质量、化学成分、致香成分以及烟叶的香气质、杂气、刺激性等感官质量指标发生了显著变化。白肋烟烘烤是混合型卷烟生产过程中一道干燥工序，具有干燥时间长，脱水量大，叶片处于静态从而造碎相对较小等特点，白肋烟烘烤前加里料工序料液中含有大量的水溶性糖，而白肋烟叶片中含氮化合物如氨基酸、蛋白质等含量较高，且白肋烟加里料后含水率均在30％以上。因此，白肋烟烘烤具备了美拉德反应的三个重要条件：温度、水分和时间。

3、目前，烟草行业干燥工序普遍使用薄板干燥方法，以关键参数组合例如筒壁温度、热风温度、热风流速、烟丝停留时间、烟丝在滚筒内的填充系数等作为叶丝加工强度参数表征指标，分析各工艺参数对叶丝感官质量、致香成分和化学成分、叶丝物理质量等指标的影响。

4、名称为“一种基于叶丝升温过程评价滚筒干燥过程叶丝加工强度一致性的方法”的专利(公开号cn110286198a)，动态检测滚筒内叶丝的表面温度，得到滚筒内叶丝表面温度分布曲线，结合烟丝进料温度、出料温度及烟丝出口含水率等指标，通过计算得到一个组合指标来表征薄板干燥过程批次间叶丝加工强度。该方法需动态检测薄板干燥过程中滚筒内烟丝表面温度分布，在薄板干燥过程中，温度探头与叶丝都是瞬时接触，且温度探头都有热惯性，对温度检测结果的准确性有一定影响。

5、名称为“一种准确表征卷烟叶丝干燥工序物料加工强度的方法”的专利(公开号cn103234936a)，采用干燥前后叶丝的近红外光谱对比分析，应用主成分—马氏距离方法，利用马氏距离的类间平均值表征干燥过程中的加工强度。该方法操作复杂。

6、烟草行业技术人员还探索利用干燥前后化学成分变化的方法表征干燥过程的加工强度。

7、表征干燥过程中加工强度方法的研究，对于探明干燥过程中的变化规律具有积极意义，但现有的每种方法均具有局限性。

技术实现思路

1、为克服现有技术的不足，本发明提供了一种白肋烟烘烤机加工强度的表征方法，以期可以准确的量化白肋烟烘烤机加工强度，从而有效指导混合型卷烟加工工艺，并能克服白肋烟烘烤机加工强度不能量化表征的问题。

2、本发明为实现目的，采用如下技术方案：

3、本发明一种白肋烟烘烤机加工强度的表征方法特点在于，包括如下步骤：

4、步骤1、在线采集或离线检测叶片在白肋烟烘烤机干燥前的叶片水分w1、干燥后的叶片水分w2，根据叶片进入白肋烟烘烤机前的物料流量f，计算叶片在白肋烟烘烤过程的脱水量m1；

5、步骤2、调整白肋烟烘烤机的风力平衡，在位于白肋烟烘烤机侧边的水平段进风管道上设置有供热风进入的测量孔，并作为热风压差值的检测点，并在所述检测点处设有热风的空气温度传感器和热风压差计，用于在线采集热风温度值t1和差压值δp1；

6、步骤3、在所述检测点的附近设置有热风的含湿量传感器，用于在线采集热风的含湿量h1，从而根据热风温度值t1和含湿量h1计算热风密度ρ1：

7、步骤3.1、按照式(1)计算热风中水蒸汽分压pq：

8、

9、式(1)中：b为标准大气压值；

10、步骤3.2、按照式(2)计算热风密度ρ1；

11、

12、步骤4、按照式(3)计算热风速度ν1；

13、

14、步骤5、按照式(4)计算热风质量流量m2；

15、

16、式(4)中，d表示热风进风管路的直径；

17、步骤6、在位于白肋烟烘烤机侧边的水平段排潮管道上设置排潮气体的含湿量传感器，用于在线采集排潮气体的含湿量h2；

18、步骤7、根据白肋烟烘烤机进入热风质量流量m2和排潮气体含湿量h2，按照式(5)计算进入热风经过白肋烟烘烤机后增加的含水量m3；

19、m3＝m2×(h2-h1)                             (5)

20、步骤8、计算白肋烟烘烤机加工强度的表征指标

21、本发明所述的白肋烟烘烤机加工强度的表征方法特点也在于，所述步骤3中的含湿量传感器替换为热风的相对湿度传感器，用于在线采集热风的相对湿度rh1，从而根据热风温度值t1，利用式(6)计算热风的饱和水蒸汽分压ps1：

22、

23、式(6)中，exp表示自然指数函数；

24、按照式(7)计算热风中水蒸汽分压pq1；

25、pq1＝ps1×rh1                               (7)

26、所述步骤6排潮气体的含湿量传感器替换为排潮气体的相对湿度传感器，用于在线采集排潮气体的相对湿度rh2，在位于白肋烟烘烤机侧边的水平段排潮管道上还设置空气温度传感器，用于在线采集排潮气体的温度值t2，从而根据排潮气体的温度值t2，利用式(6)计算排潮气体的饱和水蒸汽分压ps2，再根据排潮气体的相对湿度rh2，利用式(7)计算排潮气体的水蒸汽分压pq2，最后根据式(1)计算得到排潮气体的含湿量h2。

27、所述步骤1中，是利用式(8)得到脱水量m1：

28、

29、步骤2中，所述调整白肋烟烘烤机的风力平衡，是将白肋烟烘烤机进料端调整至负压0～-30微帕、出料端调整至负压-5～-30微帕。

30、若所述加工强度表征指标a在60％～90％之间，则表示白肋烟烘烤机干燥后的叶片内在质量较优。

31、所述加工强度表征指标a在60％～90％之间，与白肋烟烘烤机的加工强度成反比。

32、本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述表征方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

33、本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述表征所述方法的步骤。

34、与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

35、本发明提供的一种白肋烟烘烤机加工强度的表征方法，是采用一种技术指标表征白肋烟烘烤过程中的加工强度，该指标与白肋烟烘烤过程中脱水量、热风含湿量增加值有关联，利用烘烤过程中物料质量守恒和热量守恒的原理进行表征，是从烟草化学角度，依据道尔顿分压定律，利用白肋烟烘烤过程中质量守恒定律，基于白肋烟烘烤过程中存在香气成分挥发作用和美拉德反应的原理，通过对白肋烟烘烤过程中传质的两个主要对象性质分析：叶片和热空气，叶片是白肋烟烘烤过程中传质的提供源，热空气是白肋烟烘烤过程中传质的载体和热量来源。物料脱水量m1越大、而热风含湿量m3越小，加工强度a值越小，作为白肋烟叶片中水分载体的热风饱和度越高，白肋烟叶片在烘烤过程中脱水速度降低，能提高白肋烟烘烤过程中美拉德反应的程度，同时能提高叶片中易挥发的成分在热风中蒸汽分压越大，减小了白肋烟干燥过程中叶片香气成分的挥发速度，从而减少了叶片中香气成分损失。