一种烟草物料滚筒回潮工序的加工强度检测方法和系统与流程

1.本发明涉及烟草加工领域，具体涉及一种烟草物料滚筒回潮工序的加工强度检测方法和系统。


背景技术：

2.松散回潮工序是卷烟制丝加工过程的重要环节，对烟草的物理和感官质量都有着较大影响。该工序的主要任务，一方面是通过定量加水及蒸汽喷射，增加片烟原料的含水率和温度至一定水平，提高烟片物理耐加工性，以减低其在后续加工环节的造碎，最大程度提高出丝率；另一方面，通过烟片原料的增温增湿过程以及松散设备中内构件的机械作用，将切片后的烟片原料充分松散，使褶皱、卷缩叶片舒展开来，便于后续均匀加料。由于近年来卷烟加工技术理念由单纯追求物理质量到以提高感官质量为主体的转变，新版《卷烟工艺规范》对松散回潮工序进一步提出了改善片烟感官质量的要求，即通过松散回潮过程热湿处理作用，减少烟片中杂气、刺激性等不良品质，改善卷烟原料感官品质。
3.滚筒式松散回潮设备是目前松散回潮工序广泛采用的主机设备形式。拆箱后的烟片原料，首先经过切片机切片(切片-松散回潮工艺)或者真空回潮(真空回潮-松散回潮工艺)预处理后，再送入松散回潮滚筒设备中，通过饱和蒸汽施加及定量雾化喷水，使烟片原料在滚筒内逐渐吸收水分，增加含水率及温度至一定水平。同时烟片原料在滚筒由进口至出口的运动传输过程中，在筒壁耙钉等内构件作用下由分切的块状逐渐松散开，叶片也由于水分、温度的增加变得舒展。同时，由于松散回潮也是制丝加工主要受热工序，热加工过程中烟叶原料内部会产生一系列复杂的生物化学反应，也会对回潮后的烟片香气风格和感官质量产生影响。滚筒松散回潮生产过程中，主机设备系统以雾化加水量、回风温度作为主要工艺控制要素。其中，通过雾化加水量的调节实现出口烟片的定量增湿，通过回风温度的调节改变松散回潮热加工强度，实现较好的烟片松散效果，并改善其感官质量。
4.在卷烟多点生产中，为了保障不同卷烟生产点加工的产品质量一致性，尤其是卷烟产品感官质量的一致性，在卷烟生产原料相同的前提下，需要确保不同加工点制丝关键工序的加工强度一致，包括松散回潮工序、叶丝干燥工序等。然而，由于烟草松散回潮主机型号多样，不同加工点的松散回潮设备可能存在较大差异，同时各加工点的环境介质、蒸汽介质工况也会存在较大差异。在此情况下，仅调节控制不同加工点松散回潮设备的回风温度相同，并不能保证烟草物料在回潮滚筒中的受热加工强度一致，因而对多点均质化加工等应用指导作用有限。


技术实现要素：

5.针对上述现有方法的不足，本发明提供一种烟草物料滚筒回潮工序的加工强度检测方法和系统，通过检测分析滚筒回潮设备生产过程中进出入的气相热焓，并结合来料片烟的流量和温湿度变化，确定片烟在松散回潮过程的热加工强度。
6.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种烟草物料滚筒回潮工序的加工强度检测方法，包括：
8.在松散回潮滚筒进料端连续实时检测入口热风的流量、温度和湿度，计算预设时间段内入口的热风热焓值；
9.在松散回潮滚筒蒸汽喷射管路入口处连续实时检测饱和蒸汽的流量和温度，计算预设时间段内喷射进入滚筒的饱和蒸汽热焓值；
10.在松散回潮滚筒出料端排潮管路上连续实时检测排潮气的流量、温度和湿度，计算预设时间段内排潮气的热焓值；
11.根据预设时间段内滚筒入口的热风热焓值、饱和蒸汽的热焓值和排潮气热焓值，确定预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值；
12.连续实时检测松散回潮滚筒出口处的片烟流量和含水率，再结合计算得到的气相加工介质输入滚筒的净热焓值，计算片烟松散回潮工序的加工强度。
13.进一步地，预设时间段内入口的热风热焓值的计算方法为：
[0014][0015]
式中，h
gasin
为计算得到的预设时间段内入口的热风热焓值，t1,t2为预设时间段的起始时间和终止时间，v
gasin
,t
gasin
,x
gasin
分别为在松散回潮滚筒进料端实时检测的入口热风的流量、温度和湿度。
[0016]
进一步地，预设时间段内喷射进入滚筒的饱和蒸汽热焓值的计算方法为：
[0017][0018]
式中，h
steam
为计算得到的预设时间段内喷射进入滚筒的饱和蒸汽热焓值，v
steam
,t
steam
分别为在松散回潮滚筒蒸汽喷射管路入口处实时检测的饱和蒸汽的流量和温度。
[0019]
进一步地，预设时间段内排潮气的热焓值的计算方法为：
[0020][0021]
式中，h
gasout
为计算得到的预设时间段内排潮气的热焓值，v
gasout
,t
gasout
,x
gasout
分别为在松散回潮滚筒出料端排潮管路上实时检测排潮气的流量、温度和湿度。
[0022]
进一步地，预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值的计算方法为：
[0023]htotal
＝h
gasin
h
steam-h
gasout
[0024]
式中，h
total
为计算得到的净热焓值，h
gasin
,h
steam
,h
gasout
分别为预设时间段内滚筒入口的热风热焓值、饱和蒸汽的热焓值和排潮气热焓值。
[0025]
进一步地，片烟松散回潮工序的加工强度的计算方法为：
[0026][0027]
式中，q为片烟松散回潮工序的加工强度，w,x
tobacco
分别为实时检测的松散回潮滚筒出口处的片烟流量和含水率，h
total
为气相加工介质输入滚筒的净热焓值。
[0028]
进一步地，所述预设时间段，按物料单位批次加工时间确定，或者按稳态生产过程中不低于物料滚筒通过时间的任意时段确定。
[0029]
一种烟草物料滚筒回潮工序的加工强度检测系统，包括数据采集单元和数据处理单元；
[0030]
所述数据采集单元包括设置于松散回潮滚筒进料端的入口热风管路上的气体质量流量检测器及气相温湿度检测器，用于实时检测入口热风的流量、温度和湿度：
[0031]
所述数据采集单元包括设置于松散回潮滚筒蒸汽喷射管路入口处的气体质量流量检测器及气相温度检测器，用于实时检测饱和蒸汽的流量和温度；
[0032]
所述数据采集单元包括设置于松散回潮滚筒出料端的排潮气管路上的气体质量流量检测器及气相温湿度检测器，用于实时检测排潮气的流量、温度和湿度；
[0033]
所述数据采集单元包括设置电子皮带秤和在线水分检测器，设置于松散回潮滚筒入口或出口处，所述电子皮带秤用于实时检测片烟的流量，所述在线水分检测器用于实时检测片烟的含水率；
[0034]
所述数据处理单元，从数据数据采集单元获取实时检测的数据，计算预设时间段内入口的热风热焓值、喷射进入滚筒的饱和蒸汽热焓值以及排潮气的热焓值；根据计算的各热焓值确定预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值；根据预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值、实时检测的片烟流量和含水率，计算得到片烟松散回潮工序的加工强度。
[0035]
有益效果
[0036]
本发明提供的烟草物料滚筒回潮工序的加工强度检测方法和系统，具有以下优点：
[0037]
1、实现了对烟草滚筒回潮加工强度的准确量化评价。传统滚筒松散回潮加工中，采用设备的回风温度工艺参数来间接反映物料的加工强度，然而由于不同型号加工设备结构差异以及设备间蒸汽注入量和排潮状态的不同，难以准确对比分析不同加工滚筒中物料的受热处理程度。而本发明通过同步检测分析循环进口热风、注入蒸汽和排潮气的热焓值，进而计算确定的物料受热加工强度，不仅可准确反映单一设备特定时间的热加工强度，也可用于不同加工设备间加工强度的量化对比分析。
[0038]
2、检测方法简便易行。本发明仅需在滚筒进出口气相加工介质管路处安装相应流量和温湿度检测器件即可实现，无需在滚筒设备内部对物料加热状态进行检测。
具体实施方式
[0039]
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本发明的技术方案作进一步解释说明。
[0040]
实施例1
[0041]
针对某卷烟厂制丝生产线滚筒松散回潮工序，采用本发明提供的方法检测分析物料加工过程热加工强度，实施步骤如下：
[0042]
1、在按照既定的滚筒松散回潮加工参数进行正常生产，在滚筒进料端的入口热风管路和出料端的排潮气管路上，分别设置气体质量流量检测器及气相温湿度检测器，实时在线检测采集滚筒入口热风的流量和温湿度、滚筒排潮气流量和温湿度；
[0043]
2、在喷射进入滚筒的饱和蒸汽管路上设置蒸汽质量流量检测器及气相温度检测器，实时在线检测采集喷射进入滚筒的饱和蒸汽流量、温度；
[0044]
3、在滚筒物料进口处或出口处，采用电子皮带秤在线检测采集物料质量流量；同时设置在线水分检测器，在线检测采集片烟在进口或出口的含水率变化信息；
[0045]
4、计算机从上述设置的所有检测设备获取实时检测到的数据，计算预设时间段内入口的热风热焓值、喷射进入滚筒的饱和蒸汽热焓值以及排潮气的热焓值：
[0046][0047][0048][0049]
式中，h
gasin
为计算得到的预设时间段内入口的热风热焓值，t1,t2为预设时间段的起始时间和终止时间，v
gasin
,t
steam
,x
gasin
分别为在松散回潮滚筒进料端实时检测的入口热风的流量、温度和湿度；
[0050]hsteam
为计算得到的预设时间段内喷射进入滚筒的饱和蒸汽热焓值，v
steam
,t
steam
分别为在松散回潮滚筒蒸汽喷射管路入口处实时检测的饱和蒸汽的流量和温度；
[0051]hgasout
为计算得到的预设时间段内排潮气的热焓值，v
gasout
,t
gasout
,x
gasout
分别为在松散回潮滚筒出料端排潮管路上实时检测排潮气的流量、温度和湿度。
[0052]
其中的预设时间段，可以按物料单位批次加工时间确定，也可以按稳态生产过程中不低于物料滚筒通过时间的任意时段确定。
[0053]
5、根据上一步计算的各热焓值确定预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值：
[0054]htotal
＝h
gasin
h
steam-h
gasout
[0055]
式中，h
total
为计算得到的净热焓值，h
gasin
,h
steam
,h
gasout
分别为预设时间段内滚筒入口的热风热焓值、饱和蒸汽的热焓值和排潮气热焓值。
[0056]
6、根据在线检测采集到的片烟流量和含水率，以及上一步计算得到的预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值h
total
，计算得到片烟松散回潮工序的加工强度：
[0057][0058]
式中，q为片烟松散回潮工序的加工强度，w,x
tobacco
分别为实时检测的松散回潮滚筒出口处的片烟流量和含水率。
[0059]
实施例2
[0060]
本实施例提供一种烟草物料滚筒回潮工序的加工强度检测系统，包括数据采集单元和数据处理单元；
[0061]
所述数据采集单元包括设置于松散回潮滚筒进料端的入口热风管路上的气体质量流量检测器及气相温湿度检测器，用于实时检测入口热风的流量、温度和湿度：
[0062]
所述数据采集单元包括设置于松散回潮滚筒蒸汽喷射管路入口处的气体质量流量检测器及气相温度检测器，用于实时检测饱和蒸汽的流量和温度；
[0063]
所述数据采集单元包括设置于松散回潮滚筒出料端的排潮气管路上的气体质量
流量检测器及气相温湿度检测器，用于实时检测排潮气的流量、温度和湿度；
[0064]
所述数据采集单元包括设置电子皮带秤和在线水分检测器，设置于松散回潮滚筒入口或出口处，所述电子皮带秤用于实时检测片烟的流量，所述在线水分检测器用于实时检测片烟的含水率；
[0065]
所述数据处理单元，从数据数据采集单元获取实时检测的数据，计算预设时间段内入口的热风热焓值、喷射进入滚筒的饱和蒸汽热焓值以及排潮气的热焓值；根据计算的各热焓值确定预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值；根据预设时间段内由气相加工介质输入滚筒的净热焓值、实时检测的片烟流量和含水率，计算得到片烟松散回潮工序的加工强度。
[0066]
本实施例中的数据处理单元，其工作原理与实施例1相同，此处不再重复阐述。
[0067]
以上实施例为本技术的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本技术总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本技术要求保护的范围之内。