一种可控式烟叶烘烤方法与流程

2021-01-07 15:01:16|

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本发明属于烟叶烘烤领域，特别涉及一种可控式烟叶烘烤方法。

背景技术：

烟叶烘烤一般分为三个阶段，变黄期、定色期和干筋期。变黄期是增进和改善烟叶品质的重要时期，从外观上和内部化学组成上都发生了巨大的变化，就其实质而言，可以归结为水分散失的物理变化和酶促作用的生物化学变化，而散失一定量的水分，使生物化学变化向着提高烟叶品质的方向发展，起着利好的作用。定色期是在烟叶的变黄达到一定程度后，烟叶组织中促进烟叶继续变化的酶类活动必须终止，才能使烟叶内生物化学变化停止，把已获得的化学组成及外观上的优良品质固定下来。干筋期是排除烟叶主脉水分的时期，这时所需的环境温度高于定色期。

现行的《烟草及烟草制品感官评价方法》主要用于评价成品，在检测过程中采用抽样检查，评价光泽、谐调、香气、杂气、刺激性和余味，没有引入过程分析。一批烟叶大约需要烘烤130小时，时间长，单批产量大，所以行业对烟叶品质的要求越来越高，进而对过程控制也提出了新的要求。现有技术通过烤房内的温度、湿度和加热时长之类的参数间接反映烘烤过程及其烘烤品质，缺乏直接控制烟叶品质（变黄期、定色期和干筋期）的参数。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可控式烟叶烘烤方法，在烘烤过程中引入图像分析和评价方法，综合地控制烘烤过程中的烘烤品质，基于上述分析，同时对烤房内的烟叶分级。

为实现上述目的，本发明提供了一种可控式烟叶烘烤方法，包括烤房、烘干机和若干载物架，所述烤房的尾部上下两侧连接烘干机的送风口和回风口，在所述烘干机的带动下，所述烤房内形成上下流通的循环气流，各个所述载物架可拆卸地安装在烤房内，所述烤房内均匀地划分若干区域并且在所述区域内布置若干采样组，各个采样组均包括摄像机及闪光灯，各个摄像机及闪光灯共同连接上位机，用于上传数据和获取指令，还包括以下步骤：

s10.采用三段式烘烤，将烘烤周期分为变黄期、定色期和干筋期；

s20.在变黄期结束后，上位机驱动各个摄像机和各个闪光灯工作，获取不同位置的烟叶照片，将烟叶叶片的黄色程度按照浅至深划分十个颜色等级a1，将烟叶叶片的黄色面积按照小至大划分十个占比等级a2，每一个颜色等级a1对应一个分数，每一个占比等级a2对应一个分数；

s30.在定色期结束后，上位机驱动各个摄像机和各个闪光灯工作，获取不同位置的烟叶照片，将烟叶主筋的黄色程度按照浅至深划分十个颜色等级b1，将烟叶边缘的卷边程度由平至弯划分十个卷曲等级b2，每一个颜色等级b2对应一个分数，每一个卷曲等级b2对应一个分数；

s40.在干筋期结束后，上位机驱动各个摄像机和各个闪光灯工作，获取不同位置的烟叶照片，将烟叶叶片的橘黄程度按照浅至深划分十个颜色等级c1，每一个颜色等级c1对应一个分数；

s50.分别为变黄期、定色期和干筋期这三个阶段配置三个加权系数p1、p2和p3，其中1=p1+p2+p3，此时烟叶过程分数的公式为s1=p1*a1*a2+p2*b1*b2+p3*c1，在上位机的第一显示区域显示各个采样组的综合得分，在上位机的第二显示区域显示各个采样组的对应图片。

作为上述方案的改进，所述步骤s50中引入平衡系数k，以变黄期的颜色等级a1和占比等级a2的乘积为基准，按照小至大划分三个区间，每个区间对应不同的平衡系数k，此时烟叶过程分数的公式为s2=s1*k。

作为上述方案的改进，p1、p2和p3分别为0.5、0.3、0.2。

采用上述方案，考虑到了变黄期是烟叶烘烤最重要的阶段，如果变黄期的烟叶品质较好，那么就算后续烘烤出现小意外，得到的烟叶品质也不会太差，所以加入了平衡系数k，相应地，变黄期的权重也较高。

作为上述方案的改进，所述摄像机和对应的闪光灯同时布置在一外壳内，所述外壳将摄像机和对应的闪光灯完全密封，所述外壳具有通过电磁阀可打开的端盖，所述电磁阀连接上位机，当需要拍照时外壳的端盖打开，所述摄像机及闪光灯开始工作。

采用上述方案，外壳用于避免烤房内的湿气附着摄像机上，避免摄像机照出模糊的图片；端盖用于临时暴露出摄像机及闪光灯即可。其中端盖通过上位机控制，在其他时间段，也可以用于随时让摄像机拍照获取图片。

作为上述方案的改进，所述烤房的长度为10m，所述烤房的宽度为3m，所述烤房的高度为3m，在烤房60cm和240cm的两个高度位置布置采样组，在烤房1m、5m和9m的三个长度位置布置采样组，此时共有六个采样组阵列布置。

作为上述方案的改进，所述烤房的长度为7m，所述烤房的宽度为2m，所述烤房的高度为2m，在烤房40cm和160cm的两个高度位置布置采样组，在烤房1m和6m的两个长度位置布置采样组，此时共有四个采样组阵列布置。

采用上述两个方案，如果烤房的体积较大，烤房内循环气流较难保持均匀地流动，所以为了全面控制烟叶烘烤过程的情况，还需要增设较多的采样组。

本发明的有益效果：

量化地控制烟叶烘烤的过程，摄像机上传的照片既可以基于图形算法自动分析得分，也允许用户通过摄像机观察烤房内部的烟叶，摄像机配合闪光灯能在昏暗的烤房提供足够的亮度。

变黄期、定色期和干筋期是烟叶烘烤的三个关键阶段，在评分过程中，由于变黄期和定色期具有两个关键的参数（比如简单划分为优劣这种情况，存在双优、双劣、优劣和劣优这四种结果），所以采用a1*a2和b1*b2的方式（a\b\c所对应的分数均大于1），可以适当拉开变黄期和定色期中双优与剩下三种方案的差距，使得评分更加合理。

综合起来，既可以直观控制烟叶的品质，也可以通过固定的算法控制烟叶的品质（作为用户的参考）。

具体实施方式

本发明公开了一种可控式烟叶烘烤方法，主要用于控制烟叶烘烤过程的烟叶品质，涉及部分设备的改进和算法的改进。

首先介绍相关设备：

设备包括烤房、烘干机和若干载物架，所述烤房的尾部上下两侧连接烘干机的送风口和回风口，在所述烘干机的带动下，所述烤房内形成上下流通的循环气流，各个所述载物架可拆卸地安装在烤房内。所述烤房内均匀地划分若干区域并且在所述区域内布置若干采样组，各个采样组均包括摄像机及闪光灯，各个摄像机及闪光灯共同连接上位机，用于上传数据和获取指令。

所述摄像机和对应的闪光灯同时布置在一外壳内，所述外壳将摄像机和对应的闪光灯完全密封，所述外壳具有通过电磁阀可打开的端盖，所述电磁阀连接上位机，当需要拍照时外壳的端盖打开，所述摄像机及闪光灯开始工作。

一种实施例中，外壳为立方体壳体，端盖为矩形金属板（取代外壳其中一侧的侧面），端盖与壳体之间为铰接关系，电磁阀的伸缩端铰接端盖，此时电磁阀便可驱动端盖开合。上位机采用计算机，计算机同时集成无线接收的功能，用于接收远程指令。外壳用于避免烤房内的湿气附着摄像机上，避免摄像机照出模糊的图片；端盖用于临时暴露出摄像机及闪光灯即可。其中端盖通过上位机控制，在其他时间段，也可以用于随时让摄像机拍照获取图片。

本实施例中，所述烤房的长度为10m，所述烤房的宽度为3m，所述烤房的高度为3m，在烤房60cm和240cm的两个高度位置布置采样组，在烤房1m、5m和9m的三个长度位置布置采样组，此时共有六个采样组阵列布置。在另一种实施例中，所述烤房的长度为7m，所述烤房的宽度为2m，所述烤房的高度为2m，在烤房40cm和160cm的两个高度位置布置采样组，在烤房1m和6m的两个长度位置布置采样组，此时共有四个采样组阵列布置。

如果烤房的体积较大，烤房内循环气流较难保持均匀地流动，所以为了全面控制烟叶烘烤过程的情况，还需要增设较多的采样组。

下面介绍算法的改进：

s10.采用三段式烘烤，将烘烤周期分为变黄期、定色期和干筋期；

作为优选，所述步骤s50中引入平衡系数k，以变黄期的颜色等级a1和占比等级a2的乘积为基准，按照小至大划分三个区间，每个区间对应不同的平衡系数k，此时烟叶过程分数的公式为s2=s1*k。这里的k的区间为[0.7-1]。

作为优选，p1、p2和p3分别为0.5、0.3、0.2。当然了，权重可以根据用户的想法调整，计算机的部分显示区域用于输入参数。

本实施例中，变黄期的要求是叶片基本全黄为优（至少九成以上），缺陷是棕色和黑色；定色期的要求是叶片、叶筋变黄，叶片开始勾尖卷边，缺陷是叶片回青、叶筋回青、挂灰、蒸片和糊片；干筋期的要求是叶片橘黄（即略带微红），缺陷是偏黄。上述颜色和卷边在划分等级及其分数之后录入计算机。下表为一分数的实施例，其中各个参数的数值仅供参考，用户也可根据情况在上述基础上调整。

本发明的有益效果：

综合起来，既可以直观控制烟叶的品质，也可以通过固定的算法控制烟叶的品质（设备提供的这部分作为用户的参考）。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

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