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烟叶烘干解决方案

烟叶烘干解决方案

烤烟生产过程大致可分为育苗、大田生长和烟叶烘烤三个阶段。烟叶烘烤是反映和决定烤烟品质和生产效益的关键的环节之一。它涉及到烟叶采收质量、烤房设备、烘烤工艺和实践经验等众多因素的有机配合。所以说烟草的烘烤是一个涉及多类知识的系统的工程并不过分。

一、密集型高效能烤房

随着烤烟生产理念和技术不断发展和创新,沿用多年的自然排湿式传统烤房逐步被改造和替代。近年来,在国家各级烟草管理部门的技术引导和资金扶植下,一些智能化,密集型的高效能的烤房得到迅速发展,并显示了独有的优势。新型烤房和与其配套的新技术的到出现,把烟草生产带入智能化、规模化和专业化的一个新领域。初显了烟草生产并入现代化农业生产模式的端倪。

我们以河南、云南两省烟草种植区普遍使用的密集型高效能烤房为例,简单介绍一下它的结构和工作过程。

1、基本结构和工作原理

这种密集型高效能烤房主要由装烟室、加热室和热风循环控制系统三个部分组成:

装烟室采用双门结构,容积约为70~90立方米。室内两侧墙壁上有三趟搭放烟杆的沟槽,中间设搭烟架。这些小窗口是观察窗,这里设两个排湿通道,中间的是热风循环通道。两侧墙壁上还有两个备用的排湿口。

这里是加热室,下面是加热炉,炉上边六根铁管是换热器,它除承担散热作用外还是加热炉的烟囱。这是加热室和装烟室的过渡间。

热风循环控制系统由循环风机、鼓风机、数字化控制器、干球温度计和湿球温度计组成。干球温度计检测的是烤房内的温度、湿球温度计检测的是烤房内的湿度,干球温度减去湿球温度的差值,我们这里称为“干湿差”。

点火后燃烧炉产生的热量经换热器到达燃烧室顶部,换热器散发的热量被循环风机吸入装烟室,而煤烟经管路直接排到炉外。在循环风机的作用下热气流穿过上层、中层和下层烟叶的缝隙到达装烟室的底层,再经热风循环通道回到加热室进行新的加热循环。烟叶在热风从表面流过时被加热烘烤。当室内温度过高时,补风门开启,冷空气进入以调整室内温度。而当室内湿度过大时,可打开排湿门降低室内湿度。在烘烤过程中,干湿球温度计随时监测着装烟室内的温度和湿度变化情况,并根据事先制订的烘烤工艺,控制循环风机、鼓风机和补风门的工作状态,从而以自动化或半自动化等多种方式完成整个的烘烤过程。

2、密集形卧式烤房的主要特点

  1. 采用强制热风循环和温湿度自动控制。实现了烘烤过程的数据化和科学化,控温、控湿准确性高。降低烟叶烘烤风险,有效改善了烟叶的烘烤品质。
  2. 降低了烤房高度,装烟卸烟方便,从而减轻了烘烤作业的劳动强度。
  3. 装烟量大,每座烤房可装烟4500~5000公斤,提高了生产效率。
  4. 燃烧和换热效率高,降低了耗煤量。每公斤干烟耗煤成本仅为普通烤房的50~70%左右。
  5. 加热室与装烟室分离,可以保证烟叶和烤房的安全。

二、烟叶的成熟采收

因为烟叶的采收质量与最终的烘烤品质密切相关,所以要介绍烟叶的烘烤技术我们还要从烟叶采摘这一环节说起。

不成熟的烟叶和过熟的烟叶在烘烤中变黄和失水速度与正常成熟的烟叶差异较大,极易烤青、考黑或烤成杂色烟。给烟叶的质量带来严重影响。因此准确的识别烟叶的成熟程度,适时采摘是烟农必须掌握的基本技能。

根据烟叶在烟株上的着生位置和成熟时间的差别,我们把一颗烟株上的烟叶分为:下部烟叶、中部烟叶和上部烟叶。从下部烟叶开始成熟到上部烟叶全部成熟,整个采收过程大约需要两个月的时间。

1、 下部烟叶的成熟特征

在烟株封顶后的5~10天,就应注意采收下部烟叶了。除了从采收的时间上估算外,还要注意烟叶成熟时的两个基本特征:一是叶片应出现绿中泛黄的现象。但下部叶片因通风差,采光不匀等因素的影响,叶面颜色往往分布不均匀,所以要先看叶耳和叶基是否为黄绿色,再看叶尖是否开始转黄或枯尖。二是烟叶主茎与烟株茎竿的夹角要比没成熟的烟叶明显增大。三看叶脉应该出现褪色或变白。四是采摘时应有清脆的断裂声,断面光滑,符合这几个条件的下部烟叶就要及时采收了。

2、 中部烟叶的成熟特征

中部烟叶一般是在封顶后的30~40天开始进入成熟期。通常是在下部叶采收完成后,停7~10天后再进行采收。成熟特征是:叶面落黄8成左右,主脉全白发亮,支脉变白,茸毛大部分脱落,叶尖叶缘下垂。

3、 上部烟叶的成熟特征

上部烟叶要保证充分成熟后才能采收,一般是从封顶后50~60天开始。主要识别特征是:叶面落黄9成左右,主脉支脉变白发亮,茸毛脱落,叶面皱折明显,有时会出现明显的成熟斑块。为了防止烘烤后烟叶出现挂灰,顶部四到六片叶要待成熟后一次性采收。

4、 采收注意事项

采摘烟叶时要掐住烟叶茎根部,上下稍用力,尽量减小采摘后留下的伤口,更不能随意扭折,造成烟株茎皮损坏。

采下的烟叶在搬运、装车和堆放时要避免挤压、摩擦和日晒,要放置阴凉处。堆放时要尽量松散,不可太高,避免发热烫伤。

三、编烟和装烟

编烟和装烟是烘烤前的两个重要工序。合理地编烟和装烟能保证同类烟叶所需温度的均匀一致性。如果编烟和装烟的疏密和部位不合理,烘烤中易出现烤糟和烤青的问题。那么,对编烟和装烟的要求是什么呢?

1、编烟的技术要点

  1. 编烟要在编烟房或阴凉处进行,要搭架编烟不要拖地编烟,编好的烟叶要在遮荫处悬挂。
  2. 是编杆前要把烟叶正确分类:一类是成熟叶,另一类是欠熟叶,还有一类是过熟叶和可利用的病斑叶。编杆时要把三种类型烟叶分别编杆,保证同杆同类。编好的不同类别的烟叶要分隔清楚不能混淆。
  3. 是每撮的烟叶要叶背靠叶背。叶基对齐并露出烟杆头4厘米左右,注意绑扎结实,防止脱落。烟杆两端各留出8厘米空头,以备搭挂用。
  4. 是要疏密得当,要求大叶两片一撮,小叶三片一撮,撮与撮间均匀一致。通常一点五米长的烟杆,每杆编烟50~60撮,重量约8~10公斤。重量大含水多的叶片编烟宜稀,每杆可比常规少5~10撮。叶片较小时每杆要比常规多编5~10撮。撮与撮间疏密要均匀一致,严禁一半密一半稀。

2、分炕装烟的原则

根据装烟室内的温度差异我们把室内的空间划分高温区、中温区和低温区。我们介绍的烤房采用的是下排湿方式,上棚为高温区,过熟的烟叶要装在上棚。中棚属中温区应装适熟的烟叶。下棚属低温区,欠熟的烟叶应放在下棚。这样利用温度的差异弥补成熟上的偏差,可使同炉的烟叶质量趋近一致。这就是我们前边讲的编烟时要分类编杆的道理所在。

装烟时要把握的是装烟密度要适宜,疏密一致。通常相邻两个烟竿的距离为8~12厘米,普通烤房改密集型烤房的装烟竿距为12~15厘米。要确保水平和垂直方向装烟密度均匀一致。烟竿两端的烟叶与墙体或邻杆烟叶要紧密接触,不留空间,否则热气流就会集中流向这些空间,造成同棚烟叶受热不均匀。

原则上,上、中、下三棚都必须装满烟叶,才可烘烤。但若一次采烟量不足时,宁可只装上、中两棚,不可稀装下棚,如两棚装满有剩余,可在门口处搭挂,密度要疏松些,而且两路要对称。

3、装烟时应注意的问题:

  1. 装烟前检查温度计水壶是否缺水或漏水,确认纱布头已深入水槽中,两个风机是否同向运转
  2. 装烟室过潮和过热时不要装烟,过潮时应先点火驱潮,过热时要开门降温,待温度和湿度正常后再装烟。
  3. 当日采收、编杆的烟叶要当天烘烤。
  4. 装满炕后要把室内杂物及散落的叶片清理干净,然后关闭装烟门并封严以防散热。

四、烘烤工艺

密集型烤房与普通标准化烤房的烘烤机理相通,其不同之处在于装烟密度大和实行了强制通风。

密集型烤房的烘烤基本模式仍然是三段式烘烤工艺。对于不同素质的鲜烟,还可在基本模式基础上灵活调整,实施应变烘烤。这样就降低了传统烤房烘烤中对人为因素的依赖程度,使烤烟质量变得更加稳定可靠。下面我们按烘烤过程分段介绍烘烤方法。

1、 变黄阶段

烟叶变黄阶段要达到的目标是:叶片塌架变软,变黄达到簧片青筋微带青。

① 基本工艺条件

干湿球温度

点火后,以每小时升温1℃的速度升温至38℃,并保持稳定,误差不超过1℃。干湿球温度相差2℃~3℃,误差不超过0.5℃;稳温时间要视烟叶变化情况而定,一般为30~72小时,当烟叶达到8成黄左右时,以平均4小时升温l℃速度,将温度升到42℃,干湿差由2℃升到4℃左右,并延长时间,使烟叶达到既变黄又变软。这段稳温时间约为8~12小时。

坚持通风

变黄阶段要持续强制通风,风机先高速运转2~4小时,然后低速连续运转。缩小棚间温、湿度差,促使各棚烟叶的变黄与干燥尽可能均匀一致。

② 灵活控制的因素

灵活控制升温速度

通常雨天烟、薄烟、过熟烟、贪青烟或处于海拔较低的烟区,升温宜快,适当缩短38℃前的低温阶段。而旱烟、厚烟、适熟烟、处于海拔较高烟区,升温宜慢、相应延长38℃前的低温阶段。

灵活控制干湿差

对素质不高、易于烤黑的鲜烟,应将干湿差扩大到3℃~5℃,这样可以预防“硬变黄”现象。对素质较高、有烤青倾向的鲜烟,应缩小干湿差,保持在1℃左右,这样可以杜绝烤青现象。

灵活控制变黄程度

对品质优良、易于烘烤的鲜烟,可提高变黄程度达9~10成黄。对素质较差、不好烘烤的鲜烟,应将变黄程度降低到7~8成黄,让没有变黄的青色部分留给以后定色阶段较高温度下再变黄,这样可以预防把烟烤黑。

2、 定色阶段

定色阶段要达到的目标是:适时适速定色,提高烟叶外观等级质量和内在品质。要做到42℃叶片全黄,48℃叶脉全黄。在干燥程度上要达到:50℃时叶片半干,54℃时叶片全干。

① 工艺条件

转火升温

烟叶在42℃稳温完成变黄要求之后,开始加大烧火,缓慢升温,转入定色阶段,这个过程的转换俗称“转火”。

不适时转火会出现烤黑或烤青烟现象,所以转火时间的早或晚,升温速度的快与慢,是定色阶段关键环节。为了做到适时转火升温,烟农常采取分时段升温方法,其操作要点是:

以平均3小时升温1℃的速度,用12小时将温度由42℃升至46℃,湿球要稳定地保持在38℃~39℃。再以平均2小时 升温1℃的速度,用8小时左右时间将温度由46℃升至50℃,湿球仍保持在38℃~39℃。 然后,以平均每小时1℃的速度升温到54℃,湿球要稳定在39℃~40℃间。最后,在54℃左右稳温12~20小时,确保全炕烟叶干片定色。

连续强制通风

定色阶段循环风机要持续高速运转,保证热量供给和湿空气顺利排除。当各层的叶片已基本干燥后,可转为低速运转。

② 灵活控制的因素

灵活控制升温速度

对于变黄快的烟叶,在转火后应快速升温定色。

对于变黄慢的烟叶要慢速升温定色,使残留较多的青色在转火后,靠更高的温度和较慢的升温速度完成变黄和定色。

灵活控制干湿差

对于素质高、烘烤潜质大的鲜烟叶,要采用相对较高的湿球温度,确保烟叶进行充分和完善变化,实现烤黄、烤熟、烤香。比如在38℃~42℃时,干湿差可以达到3℃;42℃~50℃时,湿球稳定在39℃;50℃~54℃期间,湿球稳定在40℃左右。

若鲜烟叶素质不高、不太好烤,则宜控制相对较低的湿球温度。

3、 干筋阶段

干筋阶段的主要目标是:确保全炕烟叶全部烤干烤透,不出湿筋、湿片,无洇筋现象。

① 工艺条件

温湿度控制

干球温度以每小时1℃的速度由54℃左右升温至68℃。其中当升温到60℃时,要适度顿火稳温,等全炕低温区的烟叶完全干片定色后再继续升温,当温度达到68℃后,稳温12~20小时。在稳温过程中,当烟筋仅剩3厘米左右未彻底干燥、但已干缩呈紫色时,即可停止加煤,鼓风机仍需持续运转6小时左右才可停止工作。

湿球温度的调整方法是,自干筋期升温开始,逐渐关小进排湿口,使湿球温度迅速调整至41-42℃,最高不超过43℃,最低不低于41℃。直至干筋结束。

减小强制通风

干筋阶段初期循环风机要保持高速运转,保证热量供给和湿空气顺利排除。当各层叶片已基本干燥后,可转为低速运转。直至炉火熄灭,烤房内温度低于50℃后,才能关机,以防止风机电机损坏和烤房内局部过热而损害顶棚烟叶。

4、 特殊工艺措施

① 低温定色

在烘烤返青烟时,除早转火促残存青色在较高温度下完成变黄外,更应坚持在47℃时充分延长时间,并将湿球温度保持在34℃~36℃。以较低的温度和较强的通风使烟叶干燥达60%以上,确保烟叶安全定色。

② 湿球“前低后高”定色

烘烤身份较薄、颜色较淡的烟叶时,在干球温度达50℃之前,湿球温度应保持在35℃~38℃间,确保叶片干燥达小卷筒。在干球温度为50℃~54℃时,要采取较高的湿球温度,约39℃~41℃。这样不但可以顺利定色,还可增进烟叶品质。

五 常见的烤坏烟现象

1、 青黄烟

青黄烟是指烘烤后黄多青少,浮青、黄片青筋,青黄烟的香气质差,刺激性和清杂气重。

青黄烟产生原因:叶片采青,成熟度不够。采收后烟叶没分类编杆,成熟程度差异过大。热炉装烟,烘烤起点温度过高。

烘烤中变黄不够,升温过早。转火升温过快,使定色前期烟叶干燥过快。在50度前烟叶未达黄片黄筋,升温后部分烟叶易青筋。

2、 黑糟烟

烤后呈黑褐色,光泽暗淡,品质低劣的烟统称为黑糟烟。产生的原因常有:含水较多烟叶在定色期升温过急过猛。进风排湿面积偏小排湿不良。装烟过密,烤房升温性能跟不上。多数叶没能及时定色。编装杆时烟叶疏密不均匀。

3、 挂灰

烘烤后叶面上有灰黑、灰褐、灰白、黑褐、红褐色等杂色斑块的烟叶都称挂灰烟。 过熟叶、打顶过低的烟叶和留叶数少于三片的顶部烟叶容易挂灰。变黄期温度忽高忽低。变黄期温度过低,烟叶不失水。定色期45~46℃前升温速度过快,常伴随有糟烟。45~46度后升温过快,常伴随有蒸片。定色期至60℃前烤房温度降低较大且时间长。干筋期降温易形成基部挂灰,并常伴有洇茎。

以上介绍的只是烟叶烘烤的一般规律和方法。在实际生产中存在着地域、气候、烤烟品种、烤房类型和工艺措施等多方面的差别,烘烤时许多因素都要因地制宜,合理调整。这就需要农民朋友在理论与实践的结合中不断总结经验,加深对烟叶烘烤特性的了解和把握。在烟叶烘烤的实践中探索出一条成熟的工艺路线。

空气能烘干除湿机在烘烤烟叶的应用

烟草原料质量是卷烟质量的基础和最重要的限制因素。目前,中国烟草原料生产最突出最关键的问题是香气品质和上等烟比例不满足卷烟工业的需求,其中烘烤加工设备和工艺条件起着十分重要的作用。近几年的研究和实践证明,由于烘烤设备陈旧落后,加工工艺不能得到保证,造成烟叶质量和烟农损失有25%~30%。

烟叶烘烤是一个大量耗热的过程,普通烤房用煤直接供热,热利用率低。耗煤量高,通常烤干1kg烟叶耗煤量在1.5~2.5kg标煤,而且环境污染严重。

近年来,随着现代烟草农业的发展,烤房的改进和煤碳替代能源的开展成为烟叶生产中越来越受到重视的问题。热泵作为一种环保型的制热设备,在发达国家已开始普及。为将热泵及其配套技术应用到烟叶烘烤中,中国某些科技人员和企业做了一些尝试,结果表明,热泵烤房可有效利用空气中的热能替代煤碳进行烟叶烘烤,而且烤后烟叶质量有明显提高,烘烤成本明显降低。

热泵烟叶烘干方法

根据含水量多少,确定烘烤方法(含水量多,8—10公斤鲜烟烤1公斤干烟的)。

1.雨淋烟

一般指正常落黄成熟的烟叶,只是遭受短时期降雨后,烟叶表面带有大量的附着水分,而叶组织内受降雨影响不大。这种烟叶在烘烤开始时,只要将排气窗完全打开,并酌情开大进风洞排湿,经过一段时间后,检查烟叶如没有水珠,说明附着水已经排出,可用简易方法进行正常烘烤。

2.多雨年分生长的烟叶

这种烟叶由于受长时期连绵阴雨的影响,水分通过根系和叶面吸收,含水量很大;同时气温低,日照少,光合作用受阻,碳水化合物为呼吸作用大量转化消耗而含量减少,蛋白质含量则相应增加,内含物欠充实。烘烤时尚可变黄,但易烤青;定色较难,容易出现棕色化反应发生褐变而烤黑。

在采收和烘烤技术上应采取以下措施:

(1)适当提早采收:多雨年份生长的烟叶,除氮肥施用量偏多的会反青外,一般成熟特征不明显,如果一定要养到具有适熟特征才采收,则已过熟,故以出现始熟(初熟)特征采收为好。就是在烟筋基本变白或已变白,茸毛部分脱落至大部分脱落的前提下,下部烟叶采收叶面5—6成黄的黄绿色叶片,中部烟叶采收叶面7成黄的绿黄色叶片,上部烟叶采收叶面8成黄的浅黄色叶片;雨后连续天晴8天以上,按照正常成熟度标准采收。

(2)调整编烟、装烟密度:编烟、装烟稍稀,以装烤房正常容量的85%左右为宜,以利热气上升和水气排出。

(3)烘烤方法要注意五点:

  1. 给以较高的干球温度,较低的湿球温度。
  2. 升温速度稍快。
  3. 适当提高变黄程度,防止烤青。
  4. 延长定色初期时间,加强排湿,防止烤黑。
  5. 控温控湿干筋。

热泵烘干机是一种新型高效率节能烘干机,其工作原理是根据逆卡诺循环原理,采用少量的电能,利用压缩机,将工质经过膨胀阀后在蒸发器内蒸发为气态,并大量吸收空气中的热能,气态的工质被压缩机压缩成为高温、高压的气体,然后进入冷凝器放热,把干燥介质加热,如此不断循环加热,可以把干燥介质加热至40℃~85℃。相对于电热烘干机而言,节约了三分之二的电能。

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