烟叶烤房排湿速率的测定方法及测定系统与流程

1.本发明属于烟叶调制加工领域，具体设计一种烟叶烤房排湿速率的测定方法及测定系统。


背景技术：

2.烟叶烘烤的根本目的是最大限度地显露和发挥烟叶在农艺过程中形成和积累起来的质量潜势，达到烟叶烤黄、烤熟、烤软、烤香。从烘烤开始至结束一般持续一周左右时间，烟叶由含水量80-90％的鲜烟，逐渐变为含水8-9％的干烟叶，需要散失大量的水分。而水分散失的快慢，与烤后烟叶质量密切相关，实现优质烟叶烘烤，必须达到烟叶内在成分变化与失水的协调进行。水分散失过快，则容易导致叶绿素降解不充分，造成烤青，而水分散失过慢，则容易导致烟叶呼吸消耗过度，容易发生酶促棕色化反应而烤糟。“无水不变黄，无水不坏烟”的谚语概括说明了水分调控在烟叶烘烤中处于核心地位。
3.烟叶烘烤过程中，烟叶水分的调控一般是通过湿球温度的设置进行，当烤房内的湿球温度高于设定值一定数值时，则冷风门开启，在循环风机作用下外界干冷空气经过预热进入装烟室，在压力作用下将装烟室内的湿热空气排出室外，从而实现对烟叶水分的调控，此过程称为烟叶烘烤的“排湿”。正常情况下，排湿速率的大小直接决定了烟叶水分散失的快慢，也是烤后烟叶质量的决定因素之一。目前对排湿速率的判断一般是根据冷风门开启角度的大小和风机转速来定性判断，不能满足烟叶烘烤高质量发展的要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术无法对烟叶烤房的排湿速率进行准确测定的上述问题，本发明提供一种烟叶烤房排湿速率的测定方法及测定系统，可以实现对烟叶烘烤过程排湿速率的精确测定，有助于实现烘烤过程对烟叶水分的精确调控。
5.本发明通过以下技术方案实现：
6.一种烟叶烤房排湿速率的测定方法，包括以下步骤：
7.(1)测量烤房排湿口的长度和宽度，计算排湿口面积s＝长度*宽度；
8.(2)测定排湿口风速v
风
；
9.(3)测量并记录测定时的烤房内的干球温度t
内干
和湿球温度t
内湿
；
10.(4)测量并记录测定时的外界自然环境的干球温度和湿球温度t
外干
和t
外湿
；
11.(5)将烤房内干球温度t
内干
和湿球温度t
内湿
，外界自然环境的干球温度t
外干
和湿球温度t
外湿
输入湿空气参数计算器，计算得到烤房内排出的湿热空气的密度ρ
内
、含湿量d
内
，外界自然环境干冷空气的密度ρ
外
、含湿量d
外
；
12.(6)排湿口烤房内湿热空气排出速率v
内湿空气
＝ρ
内
*s*v
风
*3600；
13.单位时间内湿热空气排出体积≈单位时间内干冷空气流入体积，则外界干冷空气流入烤房速率v
外空气
＝ρ
外
*s*v
风
*3600；
14.计算排湿口湿热空气中的水分排出速率v
内水
＝v
内湿空气
*d
内
/(1000 d
内
)；
15.计算外界干冷空气中的水分流入速率v
外水
＝v
外空气
*d
外
/(1000 d
外
)；
16.烤房排湿速率v
水
＝v
内水-v
外水
＝v
内湿空气
*d
内
/(1000 d
内
)—v
外空气
*d
外
/(1000 d
外
)；
17.将各参数代入烤房排湿速率公式，最终求得烤房排湿速率：
[0018]v水
＝ρ
内
*s*v
风
*3600*d
内
/(1000 d
内
)—ρ
外
*s*v
风
*3600*d
外
/(1000 d
外
)。
[0019]
排湿口面积s单位为m2，烤房内排出的湿热空气的密度ρ
内
、外界自然环境干冷空气的密度ρ
外
单位为kg/m3，风速v
风
单位为m/s，烤房内排出的湿热空气的含湿量d
内
、外界自然环境干冷空气的含湿量d
外
单位为g/kg干空气。
[0020]
进一步的，所述步骤(2)通过风速仪测定排湿口风速v
风
。
[0021]
进一步的，所述步骤(3)用干湿球温度计测量并记录测定时的烤房内的干球温度t
内干
和湿球温度t
内湿
，在烤房内的不同位置放置干湿球温度计，将不同位置的测定值的平均值作为干球温度t
内干
和湿球温度t
内湿
。
[0022]
进一步的，所述步骤(4)用干湿球温度计测量并记录测定时的外界自然环境的干球温度和湿球温度t
外干
和t
外湿
，在烤房外排湿口的周边不同位置设置干湿球温度计，将不同位置的测定值的平均值作为外界自然环境的干球温度和湿球温度t
外干
和t
外湿
。
[0023]
本发明还提供一种测定烟叶烤房排湿速率的系统，该系统包括风速仪、干湿球温度计、湿空气参数计算器、plc及显示器，所述风速仪、干湿球温度计、湿空气参数计算器、显示器分别连接plc，所述风速仪设置在烤房的排湿口，其测得的排湿口风速v
风
上传给plc，所述干湿球温度计为若干个，分别设置在烤房内和烤房外，其测得的烤房内干球温度t
内干
和湿球温度t
内湿
，外界自然环境的干球温度t
外干
和湿球温度t
外湿
上传给plc，plc启动湿空气参数计算器，湿空气参数计算器计算得到烤房内排出的湿热空气的密度ρ
内
、含湿量d
内
，外界自然环境干冷空气的密度ρ
外
、含湿量d
外
，所述plc内置烤房排湿速率计算程序：烤房排湿速率v
水
＝v
内水-v
外水
＝v
内湿空气
*d
内
/(1000 d
内
)—v
外空气
*d
外
/(1000 d
外
)；其中，排湿口烤房内湿热空气排出速率v
内湿空气
＝ρ
内
*s*v
风
*3600；外界干冷空气流入烤房速率v
外空气
＝ρ
外
*s*v
风
*3600；排湿口湿热空气中的水分排出速率v
内水
＝v
内湿空气
*d
内
/(1000 d
内
)；外界干冷空气中的水分流入速率v
外水
＝v
外空气
*d
外
/(1000 d
外
)，s为排湿口面积；所述显示器用于展示plc计算得到的烤房排湿速率。
[0024]
进一步的，所述湿空气参数计算器为内置于plc的湿空气参数计算软件。
[0025]
本发明的有益效果如下：本发明实现了对烤房排湿速率的精确测定，本发明的测定系统结构简单、自动化程度高；本发明有助于实现烘烤过程对烟叶水分的精确调控。
附图说明
[0026]
图1为测定烟叶密集烤房排湿速率的系统组成示意图。
具体实施方式
[0027]
下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。
[0028]
实施例1
[0029]
烤房烘烤过程中，测定干球温度t
内干
＝42℃，湿球温度t
内湿
＝38℃，计算处于排湿状态的烤房的排湿速率。
[0030]
测定烤房单个排湿口长度为40cm，宽度为40cm，计算单个排湿口面积为0.16m2，烤房共两个大小相同的排湿口，则排湿口总面积s＝0.32m2。
[0031]
用风速仪测定排湿口风速v
风
＝1.24m/s。
[0032]
测定烤房外界干冷空气的干球温度t
外干
＝26℃，湿球温度t
外湿
＝22℃
[0033]
在湿空气参数计算器上输入干球温度t
内干
＝42℃和湿球温度t
内湿
＝38℃，计算烤房内排出的湿热空气的密度ρ
内
＝1.10kg/m3、含湿量d
内
＝41.61g/kg干空气。
[0034]
在湿空气参数计算器上输入干球温度t
外干
＝26℃和湿球温度t
外湿
＝22℃，计算外界干冷空气的密度ρ
外
＝1.17kg/m3、含湿量d
外
＝14.90g/kg干空气。
[0035]
将上述参数带入以下计算公式：
[0036]
烤房排湿速率v
水
＝ρ
内
*s*v
风
*3600*d
内
/(1000 d
内
)-ρ
外
*s*v
风
*3600*d
外
/(1000 d
外
)
[0037]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
＝1.10*0.32*1.24*3600*41.61/(1000 41.61)-1.17*0.32*1.24*3600*14.90/(1000 14.90)＝62.77-24.54＝38.23kg/h。
[0038]
即：在外界空气干球温度26℃，湿球温度22℃，烤房内干球温度42℃，湿球温度38℃，烤房处于排湿状态下，烤房内的水分的排出速率为38.23kg/h。
[0039]
实施例2
[0040]
测定烟叶密集烤房排湿速率的系统，如图1所示，该系统包括风速仪、温度湿度测控仪、湿空气参数计算器、plc及显示器，风速仪、智能干湿球温度测控仪、湿空气参数计算器、显示器分别连接plc。
[0041]
风速仪设置在烤房的排湿口，其测得的排湿口风速v
风
上传给plc。智能干湿球温度测控仪为若干个，分别设置在烤房内和烤房外，其测得的烤房内干球温度t
内干
和湿球温度t
内湿
，外界自然环境的干球温度t
外干
和湿球温度t
外湿
上传给plc，plc启动湿空气参数计算器，湿空气参数计算器计算得到烤房内排出的湿热空气的密度ρ
内
、含湿量d
内
，外界自然环境干冷空气的密度ρ
外
、含湿量d
外
。
[0042]
plc内置烤房排湿速率计算程序：烤房排湿速率v
水
＝v
内水-v
外水
＝v
内湿空气
*d
内
/(1000 d
内
)—v
外空气
*d
外
/(1000 d
外
)；其中，排湿口烤房内湿热空气排出速率v
内湿空气
＝ρ
内
*s*v
风
*3600；外界干冷空气流入烤房速率v
外空气
＝ρ
外
*s*v
风
*3600；排湿口湿热空气中的水分排出速率v
内水
＝v
内湿空气
*d
内
/(1000 d
内
)；外界干冷空气中的水分流入速率v
外水
＝v
外空气
*d
外
/(1000 d
外
)。通过plc的输入设备可以对相关参数如排湿口面积s进行设定和修改。显示器用于展示plc计算得到的烤房排湿速率。
[0043]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。