打叶复烤

关于烟叶复烤机潮房是否用水的讨论
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2007-12-10 15:49:39| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅
我们现在已经进入２１世纪的服务型社会，崇尚以顾客为中心，一切以顾客满意为天职。

现我就关于烟叶复烤机潮房是否用水，是利是弊？发表一下个人看法：
１开复烤机以保证产品的安全为首要，现在有些顾客只看数据注结果，而我认为这是个误区，应重过程看结果，因为控制了过程也就控制了结果。

２要想绝对产品安全，首要保证烟叶的烤透也就是控制凉房，再要在潮房少用水甚至不用水，因为再好的软水喷头也雾化不出蒸汽的效果。

３不用水用蒸汽回潮出来的烟叶可保绝对的润透，水分的均匀。

它不会随烟叶的身份和叶片结构的变化而增大烟叶水分的波动，因为用蒸汽回潮靠的更多是烟叶自身的吸释特性。

还可很好的解决了出口烟叶带有水渍的现象。

不过它也可能因为个性化的服务而带来不变，因为每个顾客的喜好要求不一样。

不用水用蒸汽回潮出来的烟叶出机口温度要稍高，但也因没了水的烟叶保温性能明显下降，故能保证成品的温度控制在合格的范围内。

注：用温一定要控制在合理的范围内，反之则会增加烟叶的压油现象。

1．系统简介
整条生产线主要采用Phoenix的PLC控制器，上位机由Phoenix的OPC server 通过以太网与PLC连接，数采软件CITECT利用OPC方式访问PLC。

整条生产线存在着温度控制不稳，致使烟叶烘烤水分不均匀，波动较大的问题。

经典的PID 控制算法无法达到工艺要求的控制精度。

因此，改造现有复烤生产线，对于大规模的烟叶商品化和卷烟工业化有着重大的意义。

同时，优化复烤生产过程，尤其对节省能源消耗，降低生产成本，减轻现场操作人员的生产强度有着全面的改善作用。

具体体现在以下几个方面：
1）提高产品质量及合格率，明显减少生产过程中的返箱数量，同时克服人工控制中，控制效果和产品质量因人而异的现象。

2）减小烤片机出口烟叶水分和温度的波动方差，使烟叶的水分、温度的控制精度比原系统有所改善。

3）降低操作人员的劳动强度：许多原来需要人工更改的控制参数均由计算机自动调整，操作人员只要对烟叶的水分和温度进行目标设定即可。

4）先进控制带来的系统平稳运行，将使能源的消耗降低到一个新的水平。

2．原理简介
烤片机水分控制系统改造的目的是实现出口烟叶的闭环自动控制。

考虑到该系统原有数据传输网络负荷较重，新系统将采用I/O通道切换方式与老系统连接。

改造后，仍将保留原有系统的运作方式，作为备用控制模式。

为进一步提高控制精度，在不影响工艺要求的前提下，对冷区出口水分进行有约束的闭环控制，并将冷区出口水分作为回潮段出口水分控制回路的前馈变量。

图1 系统结构图
通过以上对复烤过程的分析，采用模型预测控制算法，可以对复烤水分进行闭环优化控制，提高控制的精度，减轻操作人员的劳动强度，提高复烤厂的经济效益。

3．部分界面
以下是部分界面截图：
复烤设备水分和湿度自动控制的研究与实践
秦皇岛烟草机械有限责任公司沈德武吴兆敏
来源：东方烟草报社总期数：1876（烟机专刊第16期）出版日期：2006-3-2
[摘要]本文详细介绍了运用全集成自动化系统实现复烤设备水分和湿度自动控制的方案以及进一步完善的措施，为落实国家局打造中式卷烟的科技发展战略提供借鉴。

[关键词]中式卷烟智能化自动控制复烤设备水分自控湿度自控
在国家局的指导下，烟草研究权威机构及行业内专家正在有针对性地开展“中式卷烟特色工艺技术应用基础与共性技术”和“特色工艺生产线应用技术”的研究工作，“精细加工、控制因素”是研究中的重要课题。

复烤设备水分和湿度自控研发就是对控制因素研究课题的具体实施，并将研究结果应用到生产线上，是实现精细加工、数字化烟草的初始步骤。

一、项目简介
秦皇岛烟机公司研发的四川三鑫烟叶公司打叶复烤线的生产能力为6000kg/h，是该公司贯彻落实国家局关于“中式卷烟特色工艺技术研究”战略部署的首条打叶复烤线。

秦皇岛烟机公司将该生产线作为中式卷烟技术创新的样板线，对该生产线进行叶
片复烤设备回潮区水分自动控制、干燥区湿度自动控制的研究与实践。

二、项目研究的技术关键点
1.复烤设备运行参数分析
叶片在复烤设备内的水分、温度、湿度变化过程是一个多种要素共同作用的过程。

在这个过程中，复烤设备的特点决定了其运行惰性较大，控制要素的变化引起的控制结果变化缓慢。

叶片在这个过程中的理化特性变化与多种控制要素之间有着密切的关系。

2.叶片出料水分与控制要素分析举例
当复烤设备来料水分升高后（在物料流量稳定的前提下）
①排潮风门开度加大→减小干燥区湿度→水分下降
②补新风风门开度加大→减小干燥区湿度→水分下降
③循环热风机频率上升→温度上升（换热效率提高）→水分下降
④干燥区蒸汽阀门开大→温度上升（热源加大）→水分下降
⑤回潮区循环风机频率下降→带入回潮区水雾减小→水分下降
⑥回潮区加热蒸汽阀门关小→减小水分吸收→水分下降
⑦回潮区混合水阀门关小→减小雾化水量→水分下降
⑧回潮区纯雾化水泵频率减小→减小雾化水量→水分下降
⑨回潮区排潮风门开大→减小混合空气湿度→水分下降
实践证明，上述9项控制要素的改变都会使复烤设备的出料水分合格，但这9项控制参数的变化会引起产品内在质量的差异，甚至出现次品（如干燥区温度过高引起烟叶变味、变色、不舒展）。

这其中有的项控制参数已经偏高了，有的却偏低了（指的是确保叶片加工质量的各项参数的优化取值范围指标较差），但这些差异用传统的控制方式无法检测到。

在整个叶片加工过程中，还有很多要素影响控制过程，必须进行校正：
●供水压力变化引起回潮加水量波动
●供气（压空）变化引起阀门开度不到位
●环境温度影响，如四季变化
●环境湿度影响，如晴天雨天
●蒸汽含水率变化（特别是冬天开机运行起始阶段与运行几个小时后变化很大）引起加热器热效率和混合水回潮效果变化
●雾化水水压不稳
●压缩空气压力不稳，气动薄膜调节阀门的控制不稳定
●蒸汽压力不稳
3.复烤设备水分、湿度自控研究要素
●来料水分与复烤设备干燥段4个区温、湿度设置关系
●干燥区4个分区的湿度与叶片到冷却区时的水分温度关系
●干燥区4个分区的湿度与排潮风门的关系
●干燥区4个分区的湿度PID自动控制程序编制
●干燥区4个分区的湿度PID自动控制参数的探索研究
●冷却区的的叶片水分与复烤设备出料水分关系
●回潮区蒸汽与与复烤设备出料水分关系
●回潮区混合水量与复烤设备出料水分关系
●回潮区雾化水泵频率与雾化喷嘴雾化效果的关系
●回潮区雾化水泵频率与复烤设备出料水分关系
●回潮区循环风机频率与复烤设备出料水分的高低、回潮效果关系
4.项目实践的关键步骤
●探索绘制叶片在干燥区的4个分区内最佳湿度变化曲线面
●干燥区4个分区的湿度PID自动控制程序编制
●干燥区4个分区的湿度PID自动控制参数的探索研究
●冷却区叶片水分与回潮区蒸汽流量控制程序的编制，控制参数最佳值的探索
●复烤设备出料水分与回潮区混合水流量控制程序的编制，控制参数最佳值的探索
●复烤设备出料水分与回潮区纯雾化水水流量控制程序的编制，控制参数最佳值的探索●复烤设备出料水分值及其偏差与回潮区雾化循环风机频率控制程序的编制，控制参数最佳值的探索
●复烤设备出料水分值变化趋势的在线评估和控制参数的调整
5.实践与探索
（1）对新型复烤设备的干燥区和回潮区进行加长处理，细化了各区的温湿度控制，并借鉴白肋烟经验在干燥区引入湿度控制概念。

图一图二图三
烟叶在复烤设备内含水率的变化如图一所示，含水率从入口的20%逐渐下降到冷却取出口处的9%，下降曲线的斜度越小，烟叶的卷曲收缩就越小。

这条下降曲线的形状是温度、湿度和风速3个因素共同作用的结果。

以往的复烤设备只注重了对温度和风速的控制，而忽略了湿度的作用，实际上湿度的作用非常大（如图二所示），理想的复烤设备各区工艺气体的湿度应随着烟叶含水率的下降进行合理的调节。

因此在复烤设备的干燥过程中引入了湿度控制的理念，干燥区各区独立排潮，分别控制排潮湿度，以保证在不同的气候条件下，把干燥区的湿度控制在一个理想的范围内。

图三是烟叶在复烤设备内的温度升降曲线，这条曲线的形状主要是由复烤设备内工艺气体的热含量决定的。

复烤设备工艺气体的热含量受干燥区加热器能力、新鲜空气的补充量、温度控制、回潮区蒸汽的加入量以及环境温度与湿度的影响最大。

要想达到较好的控制效果，必须赋予复烤设备较大的加热能力、较宽的调界范围和精确的控制手段。

因此，公司对复烤设备的加热器、温度控制方法和蒸汽管路系统阀件的计算选型都作了调整和改进。

（2）改进了复烤设备回潮区的回潮方法与控制技术。

采用蒸汽、压缩空气引射水和高压泵雾化水3种回潮方式，各自独立控制，相互补充。

特别是在控制程序的设计上，一改传统的控制回路PID闭环控制理念，根据不同区域、不同回路、不同检测点、不同执行系统的作用和位置，分别采取比例控制、阶梯控制、开环控制、闭环控制等多种控制手段。

这样一来，可多环节、多方式相互补足、分阶分区控制；系统可适时根据中间、出口烟叶水分的变化趋势，评估控制系统运行状况及叶片烤后的品质，控制程序将根据评估结果按特定的次序调整运行参数。

（3）将复烤设备干燥区和回潮区风机改为变频调速后，可以随时根据物料品种和等级的变化，上游工序温度、水分、流量参数的改变，对风机风速进行精确的跟踪调节。

三、实践结果
在三鑫烟叶公司打叶复烤线上，秦皇岛烟机公司进行了复烤设备水分、湿度自动控制的研究和实践，取得了初步成功。

专家指出，三鑫烟叶公司打叶复烤线真正实现了水分、湿度自动控制，对我国烤烟控制技术的提高、片烟产品内在质量的稳定具有重大意义。

复烤烟叶快速水分测定法和烘箱水分测定法的比较
来源:科学仪器在线时间:2010-03-25 字体:[大中小] 收藏我要投稿
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摘要]比较了快速水分测定法和烘箱水分测定法的差异。

结果表明，快速水分测定法在同一温度条件下，随着烘烤时间的延长，所测烟叶样品的水分含量值也随着增大，综合温度试验和．时间试验，快速水分测定法以测定温度为106℃、测定时间为7min的测定值与烘箱水分测定法的测定值接近。

[关键词]含水率；快速法；烘箱法
烟叶含水率是打叶复烤加工过程中一个十分重要的工艺参数，它直接影响梗叶分离效果及打叶质量，同时．烟叶含水率还直接关系到复烤后成品烟叶的存储质量。

由于烟叶样品采取不同的含水率检测方法，其检测结果是不同的，所以，含水率检验方法的选择直接影响着加工过程的烟叶含水量。

目前，烟叶复烤企业测定烟叶的含水率的方法主要有两种，一种是按国家烟草行业标准中规定的含水率检验方法——烘箱法，另一种是快速水分测定方法，这两种方法的实际测定结果有何差异，特进行了本试验。

1 试验材料和方法
试验烟叶品种为k326，烟叶等级为中桔三，试验方法采用烘箱法和快速测定法进行比较。

（1）温度试验：固定快速测定法的测定时间为7min，以6种不同的温度处理后与标准烘箱法比较。

每次实验数据见表1。

烤车网板定速方式
(2009-03-16 15:22:00)
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杂谈
烤车由于周围密封，其内部网板上铺叶厚度很难用肉眼直接观测到。

因此需要一种方法对烤车铺也厚度进行预测，铺叶厚度理想状况是80cm-120cm，一般以100cm较好。

控制烤车铺叶厚度方法如下：
1.计算烟叶堆积密度：
以上部烟为例：上部烟叶15cm高时自然堆积密度为42kg/m3，
2.计算网板速度
G——烤车流量；
V1——斜传皮带速度；
H1——拨料辊高度；（一般拨料辊高度15cm）
V2——网板速度；
H2——铺叶厚度；（一般铺叶厚度为10cm)
L——烤车有效宽度；
P——自然堆积密度；
G=V1*H1*L*P （体积*密度）
V1=G/(H1*L*P)
V1*H1*L=V2*H2*L 物料流量平衡
V2=（V1*H1*L）/（H2*L）=(V1*H1)/H2=15*V1/10=1.5V1
V2=1.5*G/(15*L*P)=G/(10*L*P)
下表铺叶厚度为11cm计算：
（2）时间试验：固定快速测定法的测定温度为106℃，3min，4min，…，9min共7种不同处理时间与标准烘箱法比较（取三个样品）。

实验数据见表2。

2分析测定
（1）烘箱法
检验时先开启烘箱电源，将温度设在100℃，开始预热，待温度升至100℃且稳定后才开始检测。

检测的具体步骤为：用已知干燥质量的样品盒称取粉碎好的样品5~10g，记录称量样品质量，放入烘箱内，样品盒必须均匀摆放，待烘箱温度回升至100℃时开始计时，烘样2h，取出样品放入干燥器中平衡15min至室温，称量并记录结果，然后代人公式计算其含水率，含水率的计算公式为：
（2）快速法
开启水分测定仪电源，待显示屏显示为0,000时，打开仪器盖，1.打开仪器右边仓门，调整仪器参数，各参数的设置情况如下温度105℃，判别时间是40秒
2.样品盘去皮,加入约2-3g的样品。

3.按下“↑”键,再按测试键启动水分测定过程。

4.结果显示烟叶的水分含量。

3 结果和分析
（1）同一测定时间、不同测定温度对烟叶含水率值的影响
从表1和图1可以看出，同一测定时间、不同温度处理，随着温度的提高，快速法的测定值也随着增大，以测定时间为7min，测定温度为106℃：较接近烘箱法。

再提高温度，测得的值会超过烘箱法，可能为其它物质挥发引起。

图1中不同含水率的样品表现相似的规律。

（2）同一测定温度、不同测定时间对烟叶含水率值的影响
从表2和图2可以看出，同一测定温度、不同时间的处理，随着时间的增长，快速法测定的值也随着增大，以测定温度为106℃，测定时间为7min接近烘箱法。

7min后延长时间含水量变化缓慢，变化量小于0.1％／min，对结果影响不大。

所以，在生产实践中，为了节约时间，以测定温度为106℃，测定时间为7min的值代表所测样品的含水率，生产车间根据所测含水率的变化，能及时调整工艺参数，确保产品质量。

图2中不同含水率的样品表现相似的规律。

4 结论与讨论
在烟叶复烤加工过程中，要想达到理想的打叶效果，就必须优化各工艺参数，而烟叶的含水率是其中一个关键的因素，因此必须寻求快速、准确、方便、简单，可节约大量人力、物力的检测方法，将所测烟叶水分迅速地反馈到生产车间，指导生产。

快速法利用其热源升温迅速的优点，检测快速、节约时间，因而在复烤加工烟叶水分检测过程中得到应用，它在在线快速测定复烤烟叶水分含量过程中发挥了不可替代的作用。

经过试验研究表明，快速法在检测烟叶水分过程中，要根据不同的烟叶来设定相应的测定参数。

在同一温度条件下，随着烘烤时间的延长，所测烟叶的水分含量值增大，在测定温度为106℃，7min的测定值与烘箱法的值接近。

在同一烘烤时间，随着烘烤温度的提高，烟叶的水分含量值增大，当测定时间为7min时，106℃测定值与烘箱法的值接近。

再提高温度，测定值会超过烘箱法的值，可能为其它物质挥发引起。

水分检测过程中，误差产生的原因有很多种。

有环境误差，如暴露在空间的时间、环境湿度影响而产生的误差；有仪器设备产生的误差，如干燥器、铝盒、干燥箱的误差；有检测方法的误差。

当采用不同检测方法时，为了尽可能减少误差，应经常用烘箱法校正，以烘箱法作基准，适时调整烘烤时间和温度，确保快速法所测结果的准确度，为复烤加工生产过程工艺参数的调节提供依据，保证产品的质量。

打叶复烤加料技术
一、目的意义
通过打叶复烤进行加料可促使烟叶在存储过程中加速醇化，缩短自然醇化周期。

减少烟叶杂气，提高烟叶吸食质量。

能够提高烟叶的周转速度，节省库存时间，加快资金周转，提高企业的经济效益。

二、路线图
（一）工艺路线
铺叶摆把——一润——挑选——二润——打叶去更——储柜——复烤——打包
一、二润技术参数：
复烤技术参数
（二）加料技术路线
加料：小样加料试验——存储——评吸
对照：小样加水——存储——评吸
试验材料：烟叶、喉头喷雾器、电子天平、烘箱、存储用小型纸箱
三、加料点的选择
在整个打叶复烤过程中，根据设备配置情况不同，其加料点位置可由不同选择。

为了达到理想的效果，其加料点必须具备以下几点：1.对烟叶和料液流量必须能够精确控制；2.料液喷洒到烟叶表面要均匀；3.料液与烟叶接触时间能够达到充分吸收；4.料液必须能够耐高温（120度）。

5.料液沸点（150度以上）要高于水的沸点。

按照以上要求结合打叶复烤实际情况。

加料点可以选择在一润、二润、打叶后储柜前、复烤后四点。

一润加料：一润加料能够保证烟叶与料液的充分接触。

但缺点多：一润散把率较低不能保证料液的均匀施加，梗吸收较多不便于料液的精确计算。

另外，可能影响筛沙效果，由于其路线较长，导致料液损失较大。

二润加料：二润加料虽然能够保证料液与烟叶的均匀接触与吸收，其烟叶流量也能够均匀控制。

但其距离打叶线较近，在风分器内可能导致料液损失加大，烟梗也会有部分吸收。

打叶之后储柜之前加料：需添加单独的加料装置，在此加料由于梗叶已经分离，能够保证料的均匀吸收，加料后烟叶进入储叶柜能够保证料液被烟叶充分吸收。

但在复烤过程中料液会随水分的蒸发而散失。

复烤后加料：目前在复烤后加料主要在烤机尾处料皮带处，此处添加料液不容易散失。

但添加不均匀，而且可能会导致烟叶霉变。

四、根据以上分析我认为在打叶后加料较为理想。

前提是料液的性质必须耐高温。

五|实验室试验方法
取原烟20公斤，对烟叶进行对剖，一半加料，按叶片重量的（料液要求）%添加；一半未加料，加同样比例的水。

模拟复烤工艺，在同一条件下进行处理，然后用纸箱模拟打包进行包装后存放。

根据要求进行评吸和化学成分分析并记录。

实验室处理：加料和加水试验的水分达到19%。

烘箱温度设定为（85±5）℃，水分烘干到9%,然后加水到11%~13%后放入纸箱并用重物压实进行存放。

打叶复烤行业技术创新方向
为深入贯彻落实科学发展观，坚持中式卷烟发展方向，围绕培育“两个10多个”的战略目标和建设严格规范、富有效率、充满活力的中国烟草的总体要求。

近年来，国家烟草专卖局实施“科教兴烟”战略，我国卷烟产品质量有了显著提高，形成了一批具有较高知名度和市场竞争力的全国性或区域性的名优卷烟品牌。

随着卷烟工业技术水平的提高和新一轮的联合重组、品牌整合力度的加大，企业集中度和品牌集中度进一步提高。

卷烟工业企业对打叶复烤企业的需求，已从传统的单一改变烟叶物理性状，满足客户加工指标的结果要求，向个性化加工要求转变。

面对新的要求，打叶复烤企业要深化对烟叶物理、生理生化、加工技术等方面的研究。

努力提高打叶复烤加工过程的控制能力，实现由结果控制向过程控制的转变，由指标控制向参数控制的转变，由人工经验控制向信息自动控制的转变，由单一地点加工质量的均质稳定性向多点、异地加工质量的稳定性转变，不断提高工艺控制水平，满足客户加工的个性化需求。

以适应卷烟工业对大品牌原料加工稳定性的需求。

打叶复烤技术目前已达到十分成熟的阶段，但根据目前卷烟工业新的需求和国家局对打叶复烤行业的定位，打叶复烤技术将向以下几个方面发展：
一、建立健全复烤企业工厂质量追踪系统
目前我国打叶复烤企业在烟叶加工过程中存在着多次周转搬运，由于生产运作的环节众多，信息复杂多变，不便于烟叶的信息管理。

因此需要复烤企业研究探索建立烟叶质量工厂追踪系统。

建立复烤企业工厂质量追踪的系统的根本目的：便于复烤企业对烟叶质量信息的管理，有利于向卷烟工业提供较为详细的烟叶质量信息，为各企业的发展提供决策依据。

一旦烟叶产品出现质量问题，通过质量追踪系统可以实现产品质量的可追溯性，对出现的问题可以及时采取有效措施加以纠正，使烟叶质量在生产加工过程中始终能够被监控。

二、配方打叶的均质化生产
随着卷烟工业企业技术的不断进步，对打叶复烤企业进行烟叶配方加工提出了新的要求。

为适应中式卷烟技术的发展对烟叶原料的要求，复烤加工要求突出精细化、均质化、轻处理的特点，同时要求提高叶片尺寸的一致性；降低打叶复烤过程中的烟叶造碎与损耗。

提高对加工过程的控制能力，减小烟叶质量波动和烟叶中的非烟物质，进而提高片烟综合质量的稳定性。

为保证片烟原料加工的均质性、稳定性和化学成分的一致性，打叶复烤行业需从技术角度重点研究加工过程中保证在制品品质一致性和质量稳定性的配方技术和加工技术。

1. 完善工艺布局加强环节控制
各打叶复烤企业要认真研究烟叶的质量状况、工艺布局及客户的个性化需求，制定配方打叶均质性生产方案。

如根据配方比例和打叶流量计算各比例摆把数量及速度来控制每个配方比例均匀铺加到投料带上，并在打叶后复烤前增设容量匹配相当的配方柜，从而达到控制配方初端均匀性的目的。

研制比例重量控制型投料台来控制上烟比例重量及速度是目前控制配方打叶的方向。

2. 建立在线均质化生产监测方法
利用近红外光谱仪在线控制，检测常规化学成分项目，开展均质化研究，确保在线加工质量的均质一致性。

近红外在线检测技术的应用为配方打叶的均质化生产提供了更加科学、量化、准确的控制依据，一定程度上弥补了人为因素造成的配方质量波动。

复烤前在线近红外检测能够使不符合设定化学成分（CV）的烟叶进入储柜中，通过“定量控制，少量混掺”的方法使烟叶在制品达到规定的要求。

利用烤后近红外在线实时检测能够快速对应地检测出每箱的化学成分，并将检测结果打印到烟箱的标签上，为卷烟工业配方提供参考依据。

三、提升在线物理指标检测的快速准确性，改善目前检测的滞后性
目前打叶复烤过程中水分和叶中含梗等物理指标的检测主要靠检测室的一些静态设备完成。

检测周期较长，并且相对于生产来说检测具有滞后性，不能够很好的指导生产。

并且检测后破坏了烟叶的片型，使烟叶失去原有价值，因此需要研究开发新的检验方法来改变目前的检测滞后性。