气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向研究

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　　摘  要：为提高密集烤房的使用效率，在气流上升式密集烤房内用温湿度自动记录仪测量了不同烤房空间、不同烘烤时间的温湿度状况。结果表明：气流上升式烤房在烘烤过程中垂直方向上、中、下层和水平方向不同区域温湿度差异较明显。最大温度差出现在42℃阶段，为5.7℃，最大湿度差出现在46℃阶段，为5.7%。烤房内热风循环路线为：热空气在循环风机作用下，从加热室下方的出风口吹出，至下棚距隔热墙6m处上行至顶棚，返回从后排湿窗出。另外一条路径为：下棚中线距隔热墙2m处通过较强的辐射热，自下棚向顶棚穿透，水分由后排湿窗排除。此研究结果为指导密集烤房合理装烟与优化烘烤工艺提供了理论依据。
　　关键词：密集烤房;气流;方向;温度;湿度
　　中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）01-0095-03
　　密集烤房技术优势明显，推广情况良好[1-2]。近年来，我国密集烤房在建造、安装和使用等方面的研究取得了较大进展[3]，但密集烤房在应用过程中，存在诸如烤后烟叶片僵硬、颜色变淡、油份降低等问题。前人虽然针对烤房不同的气流方式以及烤房内部风速等因素对烤后烟品质的影响展开了一系列的研究[4-7]，但对密集烤房内部温湿分布及气流运动规律的研究尚显不足。皖南作为全国密集烤房普遍率较高的烟区，有关皖南密集烤房内温湿度变化及气流运动规律的研究还鲜有报道。为此，笔者针对皖南气流上升式密集烤房，研究了烘烤过程中不同空间、不同时间温湿度分布动态，旨在为皖南烟区密集烤房内气流运动规律提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 供试材料 供试烟叶：烤烟品种云烟97，选取1.33hm2成熟度一致的烟田，采收腰叶部位，含水率86.3%。供试烤房：山东百特机械设备有限公司生产的可拆卸聚氨酯轻钢密集烤房，符合国烟办418号文件要求，装烟室8.0m×2.78m×3.6m，烤房风机型号为7号风机，风机中电机功率，2.2kW/h;自控仪为山东百特温湿度自控仪，采用全自动加煤设备烘烤。测试仪器：河北亚太电子仪表厂生产的微电脑烤烟干湿温湿仪。试验时间及地点：2018年安徽省宣城市宣州区沪皖烟草科技园。
　　1.2 试验设计 在每个烤房20个点悬挂电子温度计，全程记录各点温度，分析烘烤期间烤房不同位置温度差异和相关性，具体位置见表1。
　　表1 温度仪烤房内悬挂位置
　　[编号 位置 T1 上棚距挂梁0.7m距隔热墙2m处 T2 上棚挂梁距隔热墙2m处 T3 上棚距挂梁0.7m距隔热墙4m处 T4 上棚挂梁距隔热墙4m处 T5 上棚距挂梁0.7m距隔热墙6m处 T6 上棚挂梁距隔热墙6m处 T7 中棚距挂梁0.7m距隔热墙2m处 T8 中棚挂梁距隔热墙2m处 T9 中棚距挂梁0.7m距隔热墙4m处 T10 中棚挂梁距隔热墙4m处 T11 中棚距挂梁0.7m距隔热墙6m处 T12 中棚挂梁距隔热墙6m处 T13 下棚距挂梁0.7m距隔热墙2m处 T14 下棚挂梁距隔热墙2m处 T15 下棚距挂梁0.7m距隔热墙4m处 T16 下棚挂梁距隔热墙4m处 T17 下棚距挂梁0.7m距隔热墙6m处 T18 下棚挂梁距隔热墙6m处 T19 前观察窗 T20 后观察窗 ]
　　2 结果与分析
　　2.1 不同区域温度差异分析 根据“三段五步八点”精准烘烤工艺流程，采集腰叶调制过程中各区域的温度实时监测数据。
　　从表2可以看出，38℃前期-42℃后期，最大温差在1.7～5.7℃，呈逐步增大的趋势，最大温差出现在42℃前期，之后略有降低。高温点在T14，低温点在T4。44℃前期-46℃前期，最大温差在4.6～5℃，呈逐渐降低趋势，该阶段T6、T8、T11、T12、T19升温明显，较接近目标温度。高温点在T14，低温点在T1、T3、T13。46℃前期-54℃后期，最大温差在2.2-5℃范围，呈逐渐降低趋势，54℃后期温差最小。T8、T11、T12、T16、T17、T9升温明显，较接近目标温度。高温点出现在T6、T14、T17、T18。低温点在T1、T3、T13。68℃前期-68℃后期，最大温差较54℃后期先增后降，高温点在T6。低温点在T1。
　　下棚中线距隔热墙2m处、下棚距中线0.7m距隔热墙6m处、下棚中线距隔热墙6m处属于高温区，其中下棚中线距隔热墙6m处温度最高。上棚距中线0.7m距隔热墙2m处、上棚距中线0.7m距隔热墙4m处、上棚中线距隔热墙4m处、下棚距中线0.7m距隔热墙2m处属于低温区，其中，上棚距中线0.7m距隔热墙2m处温度68℃前一直最低。68℃后，中棚距中线0.7m距隔热墙2m处温度最低，这也验证了实际烘烤中该处烟叶常出现烤不干的现象。
　　2.2 不同区域湿度差异分析 从表3可以看出，38%前期-42%前期，最大湿度差呈逐渐增大趋势，由0.5%增大到1.5%。40%后期之前，高湿点集中在T6、T11、T14、T17，低湿点集中在T7、T10。42%后期，最大湿度差略降，为0.9%。高湿点在T6、T11、T14、T17、T18，低湿点在T2、T3、T4、T7、T10、T12。44%前期-46%前期，烘烤进入大排湿阶段，烟叶变软出汗，最大湿度差增大，最大值达到5.7%。该阶段高湿点集中在T14、T17、T18，低湿点集中在T2、T4、T6、T7。46%后期-68%前期，最大湿度差呈先升后降趋势，在50%阶段最高，为5.7%，高湿点集中在T6、T14，低湿点集中在T7。68%后期：湿度幅度为39.3～43，最大湿度差3.7%，高湿点在T1、T6，低濕点在T4、T7、T17、T18。
　　2.3 烤房内气流运动规律分析 从图1可以看出，44℃即55h之前高温点同时也是高湿点，但44℃前期即76h时，T6、T12这2个点湿度较其他点湿度反向降低，由此可以推断在44℃前期即76h，下棚中线距隔热墙6m处风力较大，烟叶较快收缩进入小卷筒状态，热空气在此处上行，形成通道，同时也导致了中棚中线距隔热墙6m处湿度降低，最终将上棚中线距隔热墙6m处通道打开。
　　3 结论与讨论
　　烤房内热风循环路线为：热空气在循环风机作用下，从加热室下方的出风口吹出，至下棚距隔热墙6m处上行至顶棚，返回从后排湿窗出。另外一条路径为：下棚中线距隔热墙2m处通过较强的辐射热，自下棚向顶棚穿透，水分由后排湿窗排除。中棚距隔热墙4m处，因为上下棚温度均高于中棚，会形成冷气团，形成一个低温低湿区，这也验证了在实际烘烤中，此处常出现烟叶未烤干烂烟现象。下棚距隔热墙6m处最先打开气流通道，验证了在烘烤中此处烟叶掉落较多的现象。因此，在实际装炕中，下棚距隔热墙2m、6m处宜适度密装，下棚距隔热墙4m及顶棚靠门处宜适度稀装。
　　参考文献
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　　[5]王方锋，谭青涛，杨杰，等.不同气流运动方向密集烤房与普通烤房对比研宄[J].中国烟草科学，2007，28（2）：17-18，37.
　　[6]陈少滨，何健，宋朝鹏，等.对密集烟叶烤房气流方向的分析和探讨[J].河北农业科学，2008，12（11）：77-79.
　　[7]王能如，徐增汉，何明雄，等不同气流运动方向密集烤房烟叶烘烤质量差异研究[J].中国烟草，2011，32（2）：81-85.
　　（责编：张宏民）
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