[發明專利]一種煙絲熱風變溫干燥裝置及其變溫干燥試驗方法

有效

• 申請號: 201410206839.0
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN104013089A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 朱文魁;段鹍;陳良元;常紀恒;李斌;劉斌;王巖
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號: A24B3/04
• 分類號: A24B3/04;G01N33/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 姜振東

技術領域

本發明涉及煙草（或類似煙草的生物質）加工領域，具體是一種煙絲熱風變溫干燥裝置及其變溫干燥試驗方法。

背景技術

干燥通常指利用熱能降低或除去含水物料水分的過程，干燥過程是應用普遍的單元操作，在工農業各方面都有廣泛的應用，涉及到化工、食品、農業、輕工、建筑、煤炭、紡織、木材等各個領域。煙絲干燥是卷煙加工中的關鍵工序，切后的煙絲含水率比較高，需要通過干燥去濕，使煙絲含水率均勻一致，以適應卷制的要求以及改善和提高葉絲的感官質量。目前煙絲的干燥特性主要是在恒溫干燥過程中揭示的，即在干燥設備中干燥介質的溫度基本不變。但是經過長期的實驗研究發現恒溫干燥存在很多的問題：第一，在煙絲的干燥過程中由于干燥環境溫度保持不變，導致干燥環境不能夠適應物料狀態的變化。在煙絲干燥后期，由于煙絲的含水率大大降低，用于蒸發水分的熱量很大一部分用于煙絲溫度的提升，導致煙絲外層細胞向內部收縮，細胞間隙變得越來越小，內部水分向外部傳遞變得更加困難，這樣就會導致煙絲的物理特性發生較大的變化，并最終影響到煙絲的耐加工性。第二，持續的高溫干燥會對煙絲的致香成分以及常規的化學成分產生不良的影響，并最終影響到卷煙的感官品質。

變溫干燥是一種新型的干燥技術，已經越來越廣泛的被各個行業所利用。傳統的干燥方法是：采用恒定的干燥介質溫度對物料進行干燥直至所要求的水分。變溫干燥的基本思路是：根據物料所處的不同干燥階段，采用不同的介質溫度來實現干燥物料的方法，也就是先用相對高的介質溫度對物料進行干燥，等物料含水率降低到某一適宜值時，降低干燥介質溫度，干燥物料直至目標含水率。采用變溫干燥的工藝不僅可以改善被干燥物料的物理特性，進一步提高物料的耐加工性，還可以提高被干燥物料的感官品質。?

截止目前，對煙絲的變溫干燥工藝的研究很少，用于煙絲變溫干燥的裝置同樣是少之又少。因此能否設計一種適用于煙絲變溫干燥的裝置并設計出相應的變溫干燥試驗方法已引起有關業內人士的關注。

發明內容

本發明的目的正是基于上述現有技術狀況，提供一種用于煙絲熱風變溫干燥裝置及變溫干燥試驗方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的煙絲熱風變溫干燥裝置，包括煙絲干燥室以及與煙絲干燥室相連通的濕熱空氣控制及輸送系統，其中：煙絲干燥室通過一保溫插板分隔成兩個干燥溫度不同的高、低溫干燥室；所述濕熱空氣控制及輸送系統包括空氣壓縮機、濕度控制系統以及兩組空氣加熱器構成，所述濕度控制系統由蒸汽發生器、加熱套、蒸汽輸入泵以及溫度控制儀組成，兩組空氣加熱器分別與高、低溫干燥室連通以實現變溫加熱；在煙絲干燥箱中設置有盛料器以及溫濕度探頭。

所述高、低溫試驗干燥室分別由一路空氣加熱系統、蒸汽施加系統和數據采集顯示系統控制，高、低溫干燥室并排設置并通過一插板隔開，用于盛放煙絲的盛料筐可在兩干燥試驗箱中往復移動。高溫、低溫干燥室均為對流傳熱的固定床式結構，在高、低溫干燥室下部均設置有用于加熱氣體均勻分布的空氣分布板，加熱氣流由試驗箱底部由下而上對盛料筐內的煙絲進行干燥。

所述盛料器為圓筒狀盛料器，盛料器底部為網狀透孔結構，以保證熱氣流由盛料器底部進入，穿過料筒內煙絲，由干燥箱頂部排出，達到使煙絲升溫干燥的目的。

所述低溫干燥室中設置有用于將盛料器推送至高溫干燥室的推送機構，該推送機構由一弧形卡環和與其連接的推送桿組成。

利用上述變溫干燥裝置進行變溫干燥的試驗方法包括以下步驟：

(1)煙絲水分調制：用烘箱法測定試驗煙絲的含水率，計算一定量煙絲達到預定初始含水率M0時所需要的加水量，對煙絲加水并混合均勻，用袋裝密封48h后備用；

(2)裝置預熱：設定煙絲熱風變溫干燥裝置中高、低溫干燥室溫度和熱風風速，其中高溫干燥室熱風溫度范圍設置在100-150℃，低溫干燥室熱風溫度范圍設置在60-100℃，熱風風速設置在0-1.2m/s范圍；

?(3)預干燥試驗：熱風溫度、熱風風速穩定后，10g煙絲樣品以薄層狀均勻布撒在盛料器上，盛料器置于高溫干燥室；采用減重法，在預定的試驗條件下按5-60s的時間間隔，測定煙絲在t1、t2、t3……tn等不同干燥時間的含水率，從而得到煙絲的干燥曲線；根據干燥曲線確定煙絲干燥至某一特定含水率M所需要的干燥時間tx；

(4)變溫干燥試驗：另將10g煙絲在高溫干燥室內進行熱風干燥，當干燥時間達到上述步驟(3)中所確定的時間tx時，將裝有煙絲的盛料器移送至低溫干燥室內，煙絲在低溫干燥室內繼續干燥至12.5%水分；