基于热泵烘烤除湿系统可提高烟叶评吸质量的烘烤方法与流程

2021-01-07 14:01:01|

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本发明属于烟叶调制技术领域，具体涉及一种节能减排，烤后烟叶淀粉、蛋白质含量明显降低，有效提高烟叶香气和上等烟比例，烟叶感官评吸质量明显提升的基于热泵烘烤除湿系统可提高烟叶评吸质量的烘烤方法。

背景技术：

在烟叶烘烤过程中，装烟室内烟叶中水分不断蒸发扩散到空气中，空气湿度不断增大，干燥能力变弱，需适时的进行排湿。目前密集烤房采用开放式排湿方法，高温高湿的热湿气流直接排向室外，室外低温空气经过加热后又进入装烟室内对烟叶进行干燥，吸收烟叶中的水分。在此过程中，排湿气流直接排向室外不但会造成排湿余热损失严重，增加烘烤能耗和烘烤成本，而且排湿气流中携带的香气物质也会流到外界，从而降低烟叶香气物质的含量，影响烟叶内在品质，并且在烘烤季节若遇到连续阴雨天气，室外新风含水量升高，极易出现水分无法排除的现象，从而导致黑糟烟和挂灰烟比例的提高，加大了烟农的经济损失。

烘烤过程中烟叶水分的变化情况影响烟叶变黄、定色和最终烟叶烘烤质量，只有失水速度与失水量同烟叶烘烤过程中各阶段的需求相匹配，最终才能烘烤出高品质的烟叶。变黄期密集烤房装烟室室内的空气温度低，相对湿度高，干湿球温差小，烟叶细胞组织结构未被破坏，输水通道不通常，烟叶失水速度慢，失水量小。定色期密集烤房装烟室内的空气温度升高，烟叶细胞组织结构被破坏，叶脉中大量的水分被蒸发出来，烟叶失水速度变快，失水量大，干筋期密集烤房装烟室内的空气温度较高，干湿球温差较大，干燥势最强，但烟叶中水分含量较低，因此烟叶失水速度又逐渐变慢，失水量减小。烘烤过程中控制好烟叶失水速度和失水量是烤好烟叶的关键。

针对上述密集烤房开式排湿的缺陷，研发一种节能减排，能够提高烟叶烤后质量，特别是能提高烟叶香气和上等烟比例，烟叶感官评吸质量明显提升的烘烤方法是解决上述问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节能减排，烤后烟叶淀粉、蛋白质含量明显降低，有效提高烟叶香气和上等烟比例，烟叶感官评吸质量明显提升的基于热泵烘烤除湿系统可提高烟叶评吸质量的烘烤方法。

本发明的目的是这样实现的：包括采收、装炉、变黄期控制、定色期控制、干筋期控制步骤，具体步骤如下：

a、采收：采收适熟的烤烟鲜烟叶：

b、装炉：将采集的烟叶编杆后装入设有热泵烘烤除湿系统的烤房；

c、变黄期控制：点火升温，变黄期分期烘烤，包括变黄初期、变黄中期、变黄后期，变黄初期以1℃/h的升温速率，将干球温度由室温升至40℃，湿球温度由室温调整至34～36℃，稳定干、湿球温度烘烤至高温层烟叶变黄1/3后结束；接着进入变黄中期以1℃/h的升温速率，将干球温度升至42～43℃，湿球温度调整至38～39℃，稳定干、湿球温度烘烤至高温层烟叶变黄2/3后结束；最后进入变黄后期以0.5℃/h的升温速率，将干球温度升至44～46℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤至底台烟叶完全变黄结束；

d、定色期控制：定色期分期烘烤，包括定色初期、定色后期，定色初期在变黄期结束后以0.5℃/h的升温速率，将干球温度升至50℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤至全炉烟叶支脉变黄后结束；接着进入定色后期以0.5℃/h的升温速率将干球温度升至55℃，湿球温度调整至37～39℃，稳定干、湿球温度烘烤至全烤房烟叶的支脉和叶肉干燥后结束；

e、干筋期控制：干筋期分期烘烤，包括干筋前期、干筋后期，干筋前期在定色期结束后以1℃/h的升温速率，将干球温度升至55～60℃，湿球温度调整至39～43℃，稳定干、湿球温度烘烤至至支脉完全干燥后结束；接着进入干筋后期，以1℃/h的升温速率，将干球温度升至70～75℃，湿球温度调整至42～43℃，稳定干、湿球温度烘烤至全烤房烟叶的主脉干燥为止，最后随炉冷却后出炉。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用的烤房中设置的热泵烘烤除湿系统，其中热泵供热系统为热泵除湿一体机，供热采用空气源热泵主要基于逆卡诺循环工作原理，利用高位能使热能从低位热源像高位热源的节能装置，其能效比可达到1:4，较传统的燃煤烘干可节能30%以上；而且热泵除湿一体机具有可拆、易安装的特点，拆装和维护简单。热泵烘烤除湿系统的余热回收系统，可回收排湿带走的余热并加热新风，从而可显著提高烤房的热效率，为烟叶烘烤提供充足热量的同时还能减少热量损失。

2、本发明采用设置热泵烘烤除湿系统的烤房进行烘烤，烤房的排湿气流不与外界直接接触，既能保留烟叶在烘烤过程中形成香气成分，使之能更好、更多的附着在烟叶上，增加干烟叶净重，提高烟叶烘烤品质，又能对排湿气流余热进行回收利用，降低烘烤能耗和排放。

3、本发明采用设置热泵烘烤除湿系统的烤房进行烘烤，能够更好的控制烤房排湿，烤房内失水速度和失水量的比例更加均衡平缓，能有效避免烤房湿度引起的烤坏烟现象。

附图说明

图1为本发明之设有热泵烘烤除湿系统的烤房结构示意图；

图中：1-挂烟架，2-装烟室，3-进风口，4-加热室，5-新风口，6-冷凝器，7-热泵除湿一体机，8-比例调节阀，9-蒸发器，10-回风口。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。

本发明包括采收、装炉、变黄期控制、定色期控制、干筋期控制步骤，具体步骤如下：

a、采收：采收适熟的烤烟鲜烟叶：

b、装炉：将采集的烟叶编杆后装入设有热泵烘烤除湿系统的烤房；

所述a步骤中适熟的烤烟鲜烟叶是指叶色浅黄、主脉全白发亮、支脉变白，而且叶尖、叶缘下卷、叶面起皱，有成熟斑且茸毛大部分脱落的烤烟烟叶。

所述a步骤中采收烟株中适熟的下部叶、中部叶和/或上部叶。

所述b步骤中设有热泵烘烤除湿系统的烤房为气流上升式密集烤房，所述热泵烘烤除湿系统包括热泵供热系统、余热回收系统，所述热泵供热系统为热泵除湿一体机，所述热泵除湿一体机的出风口与烤房的进风口连通，所述热泵除湿一体机的进气口与烤房的回风口及新风口连通；所述余热回收系统为分离式热管余热回收机组，所述分离式热管余热回收机组的蒸发器设置于热泵除湿一体机的进气口与烤房的回风口通道之间，所述分离式热管余热回收机组的冷凝器设置于新风口，所述蒸发器与冷凝器形成环流连通。

所述热泵除湿一体机的进气口与烤房的回风口间的通道底部设置有排液口，所述热泵除湿一体机的进气口通过比例调节阀分别与烤房的回风口及新风口连通，所述比例调节阀的控制端分别与现场控制仪的控制端电性连接。

所述排液口用于排出蒸发器产生的冷凝水。

所述b步骤中烟叶装入烤房的装烟密度为42～45kg/m³且装烟至烤房容积95%以上。

所述c步骤中变黄初期以1℃/h的升温速率，开始3h保持1℃的干湿球温差逐步升温，随后干湿球温差扩大为2℃并保持升温4h，最终将干球温度由室温升至40℃，湿球温度由室温调整至34～36℃，稳定干、湿球温度烘烤28～34h至高温层烟叶变黄1/3后结束；变黄中期经稳定干、湿球温度烘烤18～25h至高温层烟叶变黄2/3后结束；变黄后期以0.5℃/h的升温速率，开始4h保持4℃的干湿球温差逐步升温，随后干湿球温差扩大为6℃并保持升温，最终将干球温度升至44～46℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤12～24h至底台烟叶完全变黄结束。

所述d步骤中定色初期在变黄期结束后以0.5℃/h的升温速率，将干球温度升至48℃且湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤至基本达到全炕黄，然后继续将干球温度升至50℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤10～15h至全炉烟叶支脉变黄后结束；接着进入定色后期以0.5℃/h的升温速率将干球温度升至55℃，湿球温度调整至37～39℃，稳定干、湿球温度烘烤20～25h至全烤房烟叶的支脉和叶肉干燥后结束。

所述e步骤中干筋前期稳定干、湿球温度烘烤18~20h至支脉完全干燥后结束，干筋后期稳定干、湿球温度烘烤18～20h至全烤房烟叶的主脉干燥为止。

所述烤烟的品种包括k326、krk26、红花大金元、云烟系列。

所述热泵除湿一体机的结构如cn201811025873.2或cn201921698137.3，所述分离式热管余热回收机组的结构如cn201621416494.2或cn201420418815.7。

实施例1

s100：采收昆明市石林县大可乡适熟的云烟87品种烟株的中部叶和上部叶。

s200：将采集的烟叶按同竿同质、同部位，稀密恰当的原则编竿，然后按同炉同质的原则，以42kg/m³的密度装入设有热泵烘烤除湿系统的烤房至容积的96%待烘烤。

s300：点火升温，变黄期分期烘烤，包括变黄初期、变黄中期、变黄后期，变黄初期以1℃/h的升温速率，开始3h保持1℃的干湿球温差逐步升温，随后干湿球温差扩大为2℃并保持升温4h，最终将干球温度由室温升至40℃，湿球温度由室温调整至34～36℃，稳定干、湿球温度烘烤28～34h至高温层烟叶变黄1/3后结束；接着进入变黄中期以1℃/h的升温速率，将干球温度升至42～43℃，湿球温度调整至38～39℃，稳定干、湿球温度烘烤18～25h至高温层烟叶变黄2/3后结束；最后进入变黄后期以0.5℃/h的升温速率，开始4h保持4℃的干湿球温差逐步升温，随后干湿球温差扩大为6℃并保持升温，最终将干球温度升至44～46℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤12～24h至底台烟叶完全变黄结束。

s400：定色期分期烘烤，包括定色初期、定色后期，定色初期在变黄期结束后以0.5℃/h的升温速率，将干球温度升至48℃且湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤至基本达到全炕黄，然后继续将干球温度升至50℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤10～15h至全炉烟叶支脉变黄后结束；接着进入定色后期以0.5℃/h的升温速率将干球温度升至55℃，湿球温度调整至37～39℃，稳定干、湿球温度烘烤20～25h至全烤房烟叶的支脉和叶肉干燥后结束。

s500：干筋期分期烘烤，包括干筋前期、干筋后期，干筋前期在定色期结束后以1℃/h的升温速率，将干球温度升至55～60℃，湿球温度调整至39～43℃，稳定干、湿球温度烘烤至至支脉完全干燥后结束；接着进入干筋后期，以1℃/h的升温速率，将干球温度升至70～75℃，湿球温度调整至42～43℃，稳定干、湿球温度烘烤24～29h至全烤房烟叶的主脉干燥为止，最后随炉冷却后出炉。

实施例2

s100：采收玉溪市江川区九溪镇适熟的k326品种烟株的下部叶和上部叶。

s200：将采集的烟叶按同竿同质、同部位，稀密恰当的原则编竿，然后按同炉同质的原则，以45kg/m³的密度装入设有热泵烘烤除湿系统的烤房至容积的98%待烘烤。

实施例3

s100：采收大理州弥渡县红岩镇适熟的krk26品种烟株的上部叶。

s200：将采集的烟叶按同竿同质、同部位，稀密恰当的原则编竿，然后按同炉同质的原则，以43kg/m³的密度装入设有热泵烘烤除湿系统的烤房至容积的97%待烘烤。

s500：干筋期分期烘烤，包括干筋前期、干筋后期，干筋前期在定色期结束后以1℃/h的升温速率，将干球温度升至55～60℃，湿球温度调整至39～43℃，稳定干、湿球温度烘烤至支脉完全干燥后结束；接着进入干筋后期，以1℃/h的升温速率，将干球温度升至70～75℃，湿球温度调整至42～43℃，稳定干、湿球温度烘烤24～29h至全烤房烟叶的主脉干燥为止，最后随炉冷却后出炉。

实施例4

s100：采收昆明市石林县大可乡适熟的云烟87品种烟株的中部叶和上部叶。

s200：将采集的烟叶按同竿同质、同部位，稀密恰当的原则编竿，然后按同炉同质的原则，以42kg/m³的密度装入普通密集烤房至容积的96%待烘烤。

实施例5

s100：采收玉溪市江川区九溪镇适熟的k326品种烟株的下部叶和上部叶。

s200：将采集的烟叶按同竿同质、同部位，稀密恰当的原则编竿，然后按同炉同质的原则，以45kg/m³的密度装入普通密集烤房至容积的98%待烘烤。

实施例6

s100：采收大理州弥渡县红岩镇适熟的krk26品种烟株的上部叶。

s200：将采集的烟叶按同竿同质、同部位，稀密恰当的原则编竿，然后按同炉同质的原则，以43kg/m³的密度装入普通密集烤房至容积的97%待烘烤。

实验例1

实施例4、5、6调制的烟叶分别作为实施例1、2、3的对应对照组，将实施例1和4，实施例2和5以及实施例3和6的烘烤工艺参数取最小值、最大值和中间值分别烘烤，然后对各项烤后各项指标进行评测，结果分别见表1～6。

表1烟叶烘烤质量（石林县大可乡烘烤）

由表1可知，实施例1-1的上等烟百分比比实施例4-1的上等烟百分比高7%，实施例1-1的均价比实施例4-1的均价高1.7元/公斤；实施例1-2的上等烟百分比比实施例4-2的上等烟百分比高11%，实施例1-2的均价比实施例4-2的均价高1.75元/公斤；实施例1-3的上等烟百分比比实施例4-3的上等烟百分比高10%，实施例1-3的均价比实施例4-3的均价高1.74元/公斤。

表2烟叶烘烤质量（江川九溪镇烘烤）

由表2可知，实施例2-1的上等烟百分比比实施例5-1的上等烟百分比高10%，实施例2-1的均价比实施例5-1的均价高1.92元/公斤；实施例2-2的上等烟百分比比实施例5-2的上等烟百分比高11%，实施例2-2的均价比实施例5-2的均价高1.94元/公斤；实施例2-3的上等烟百分比比实施例5-3的上等烟百分比高11%，实施例2-3的均价比实施例5-3的均价高2.4元/公斤。

表3烟叶烘烤质量（弥渡县红岩镇烘烤）

由表3可知，实施例3-1的上等烟百分比比实施例6-1的上等烟百分比高10%，实施例3-1的均价比实施例6-1的均价高1.77元/公斤；实施例3-2的上等烟百分比比实施例6-2的上等烟百分比高11%，实施例3-2的均价比实施例6-2的均价高1.79元/公斤；实施例3-3的上等烟百分比比实施例6-3的上等烟百分比高10%，实施例3-3的均价比实施例6-3的均价高1.81元/公斤。

表4烟叶感官评吸质量（石林县大可乡烘烤）

由表4可知，实施例1-1的感官评吸质量比实施例4-1的感官评吸质量高7.3分；实施例1-2的感官评吸质量比实施例4-2的感官评吸质量高8.1分；实施例1-3的感官评吸质量比实施例4-3的感官评吸质量高8.9分。

表5烟叶感官评吸质量（石林县大可乡烘烤）

由表5可知，实施例2-1的感官评吸质量比实施例5-1的感官评吸质量高8.4分；实施例2-2的感官评吸质量比实施例5-2的感官评吸质量高9.4分；实施例2-3的感官评吸质量比实施例5-3的感官评吸质量高9.5分。

表6烟叶感官评吸质量（弥渡县红岩镇烘烤）

由表6可知，实施例3-1的感官评吸质量比实施例6-1的感官评吸质量高7.1分；实施例3-2的感官评吸质量比实施例6-2的感官评吸质量高8.7分；实施例3-3的感官评吸质量比实施例6-3的感官评吸质量高7.5分。

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