环境温湿度对烟草制丝加工过程的影响研究

作者：邱小梅 龙岩烟草工业公司

随着卷烟制丝精细化加工技术要求的提高，烟草加工业越来越重视车间环境温湿度对烟草加工过程的影响。课题拟通过研究不同温湿度条件下，工序间物料流转过程环境温湿度与水分散失对应关系及主要加工过程各参数变化对出口水分的影响，为环境温湿度对制丝加工过程质量的影响研究提供前期基础，为卷烟精细化加工工艺技术标准的制定提供科学依据，满足“七匹狼”生态绵柔香的品牌特质。

主要研究内容

1 制丝加工过程环境温湿度变化规律研究

通过采集制丝关键位点不同季节、时段（一年以上）的环境温湿度数据，重点研究分析制丝加工过程不同位点、不同季节和不同时段等的环境温湿度变化规律，为制丝生产加工提供基础数据。

2 环境温湿度对制丝过程物料流转的影响研究

根据采集的环境温湿度和批次各工序的物料含水率等数据，重点研究分析制丝关键工序间物料流转过程中环境温湿度变化与物料温度和含水率的影响关系，为制丝各工序烟丝水分控制提供基础数据。

3 环境温湿度对制丝关键工序过程的影响研究

根据制丝环境温湿度变化规律研究结果，选择差异较大的环境温湿度条件，重点研究环境温湿度对制丝加工关键工序过程参数和质量指标的影响。

（1）环境温湿度对松散回潮过程的影响研究

①采用出口水分设定的反馈控制模式，研究分析环境温湿度对松散回潮过程蒸汽施加量、热风温度等参数的影响情况。

②采用过程参数设定的开环控制模式，研究分析环境温湿度对松散回潮出口物料温度和含水率的影响情况。

（2）环境温湿度对润叶加料过程的影响研究

①采用出口水分设定的反馈控制模式，研究分析环境温湿度对润叶加料过程蒸汽施加量、热风温度等参数的影响情况。

②采用过程参数设定的开环控制模式，研究分析环境温湿度对润叶加料出口物料温度和含水率的影响情况。

（3）环境温湿度对滚筒烘丝过程的影响研究

①采用出口水分设定的反馈控制模式，研究分析环境温湿度对滚筒烘丝过程热风温度、筒壁温度等参数的影响情况。

②采用过程参数设定的开环控制模式，研究分析环境温湿度对滚筒烘丝出口物料温度和含水率的影响情况。

预期技术经济指标

（1）研究确定制丝加工过程关键位点、不同季节、不同时段的环境温湿度分布规律；

（2）研究确定物料温度和含水率在各工序间流转的变化规律及与环境温湿度的关系；

（3）研究确定环境湿湿度对制丝关键工序过程（松散回潮、润叶加料和滚筒烘丝）主要参数和质量指标的影响关系。

课题完成情况

1研究了制丝加工过程环境温湿度变化规律

采集了制丝车间室内外环境温湿度数据，重点分析了全年制丝环境温湿度的季节变化规律和关键位点环境温湿度分布规律。

（1）室外全年环境温度和湿度有一定幅度的变化，1-12月环境温湿度呈先升后降的抛物线变化规律，全年4-8月下雨较多，湿度较高。

（2）制丝车间室内温度全年变化相对较小，湿度有所变化；全年之中，5-9月车间及各工序环境温湿度较高且相对变化较小。

（3）关键工序过程中，贮叶全年温湿度受控无差异；松散回潮、预混、润叶和烘丝的环境湿度变化相对较大，呈抛物线的变化规律，可考虑采用热焓值对车间环境进行划分管理。工序之间温湿度变化具有较强的相关性和连续性，可考虑采用某检测位点的温湿度条件或其平均值反映车间环境条件。

2 研究了环境温湿度对制丝物料流转过程的影响

在制丝环境温湿度变化研究的基础上，结合制丝物料流转过程水分的变化，研究分析了环境温湿度对制丝物料流转过程水分变化的影响。

（1）流转过程物料含水率变化较大，松散至润叶和润叶至烘丝过程其水分变化的变异系数分别为34.92%、26.65%。①松散至润叶水分变化受季节和天气的影响较润叶至烘丝水分变化的影响大。②下雨天气由于车间环境湿度较高，各流转过程水分变化的幅度较小。③天气变化（隔日）对流转过程物料水分变化的影响较大。

（2）影响松散至润叶水分变化的显著因素为松散出口水分、预混环境温度、预混环境湿空气化学势、松散至预混时间。采用多元线性回归、多元响应曲面进行分析，其水分变化的响应曲面回归绝对误差总体小于0.2%。

（3）影响润叶至烘丝水分变化的显著因素为润叶出口水分、润叶烘前环境平均温度、润叶烘前环境湿空气平均化学势、润叶至烘前时间。采用多元线性回归、多元响应曲面进行分析，其水分变化的响应曲面回归绝对误差总体小于0.2%。

3 环境温湿度对制丝关键工序过程的影响

采用试验研究和历史数据统计分析的方法，重点研究分析环境温湿度对松散回潮、润叶加料和滚筒烘丝过程工艺参数和质量指标的影响。

（1）环境温湿度对滚筒烘丝工序的均有显著影响，环境温度影响对松散回潮、润叶加料有影响，但环境湿度对松散回潮和润叶加料的影响较小。

（2）在生产控制条件下，环境温湿度对松散回潮加水、加汽比例和润叶加料蒸汽补偿比例有显著影响，试验条件下环境条件差异较大时，对滚筒烘丝工艺参数或其脱水能力也有较明显影响。

（3）松散和润叶加湿量与环境温度和加水、加汽量具有显著的相关性，采用多元回归效果较好，其绝对误差总体小于0.4%。

取得工作成效

（1）系统分析了卷烟制丝过程不同工序位点、不同日期和不同天气状况的环境温度、相对湿度、湿含量和热焓的变化规律。提出了以湿空气热焓指导制丝生产的车间环境温湿度管理方法。

（2）全面分析了卷烟制丝过程不同工序间物料流转含水率的变化规律，引入湿空气化学势的概念，采用多元回归方法，建立了制丝过程物料流转水分变化与环境湿空气化学势和关键工艺参数的数学回归模型，模型绝对误差总体小于0.5%。

（3）采用历史数据分析、专题试验等方法，系统研究了环境条件对松散回潮、润叶加料和滚筒烘丝工序过程关键工序参数、质量指标的影响。建立了根据环境条件和工艺参数变化的制丝关键工序过程控制方法。