CN103610226A - 一种用于烟草气流干燥的含水率控制方法 - Google Patents

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周跃飞
曾强
谢金栋
吴玉生
罗靖
肖红力
王锐亮
阙文豪
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Abstract

本发明提供一种用于烟草气流干燥的含水率控制方法，该方法有三级调节变量，分别为第一级调节变量物料流量，第二级调节变量工艺气流量，第三级调节变量工艺气温度，当干燥后烟草物料含水率超标时，根据需要依次启动第一级调节变量物料流量、第二级调节变量工艺气流量、第三级调节变量工艺气温度，使出口物料含水率满足要求。本发明提供的含水率控制方法相对于现有技术，在相同的初始含水率脱水时，干燥系统物料含水率反馈调节时间可以缩短40-50秒，干燥后物料含水率标准偏差可降低0.5-1.0%，工艺气温度调节范围可减小2-3℃，产品加工质量的稳定性进一步提高，产品感官质量的保障能力得到进一步增强。

Description

一种用于烟草气流干燥的含水率控制方法
技术领域
本发明涉及一种烟草加工技术，尤其是涉及一种用于烟草气流干燥的含水率控制方法。
背景技术
气流干燥是烟草加工过程中的一个重要工序，其基本工作原理是采用高温加热后介质与待干燥的烟草直接进行接触，干燥过程中物料悬浮于气流之中，加热介质通过对流传热方式将热量传递给叶丝，进而使烟草物料中的水分快速汽化，从而获得一定含水率的烟草制品。
为了有效控制烟草气流干燥后的含水率，现有的控制方法主要有以下三种。
一是通过物料流量的调节来控制烟草物料含水率。如公开号为CN1605293A的发明专利公开了一种烟草产品的干燥设备和干燥方法，通过一个控制装置控制烟草物料流量，该控制装置随着检测信号的变化来控制经过干燥装置后的产品流量，即为了保持出料水分含量不变，进料水分含量越高，通过干燥装置的产品流量越低，反之亦然。二是通过工艺气温度来实现烟草物料含水率的调整。如公开号为CN1903086A的发明专利公开了一种降低叶丝气流干燥工作风温的方法使叶丝在较高温度条件下进入叶丝气流干燥机进行干燥处理，其主要的控制思路是工艺气风温可降低20-30℃,同时可以满足工艺加工要求。三是将一、二的主要控制思路结合，即采用双回路的调节方式，即干燥前烟草物料流量作为出口烟草物料含水率的第一级调节变量，并且赋予这一变量一定的域值；当物料流量调节范围超出规定的域值后，控制系统启动第二级调节变量，即通过工艺气温度的调整，以满足干燥后烟草物料含水率的工艺要求。
综上，现有烟草气流干燥的含水率控制方法存在以下不足：
（1）采用物料流量来控制出口烟草物料含水率，虽然响应时间短，但是其调节范围是有限的，即当物料流量超出它的额定生产能力且出口物料含水率仍无法满足工艺要求时，极易产生干燥入口物料阻塞，造成工艺事故，会严重影响生产的正常运行。
（2）采用工艺气温度来控制出口烟草物料含水率时，工艺气温度的调整响应时间是比较缓慢的，而这一现象的直接后果是干燥后出口含水率会随着工艺气温度的调整，波动进一步增大，进而直接影响了加工质量的稳定性。近期的研究结果也表明，工艺气温度在整个干燥过程中对于烟草物料的感官质量影响最大。因此，采用上述控制方式显然是不合适的。
（3）采用双回路的调节方式，表面上可以有效控制出口烟草物料的含水率，但在实际生产过程中，由于引入了两个调节变量，且如前述，工艺气温度的调整时间是比较缓慢的，因此，采用上述调节方式只会进一步增加干燥过程中系统的调整响应时间，而当变量调整到位时，却已产生了大量的水分不合格产品。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种烟草气流干燥含水率的控制方法，利用该方法能明显提高干燥后物料含水率的控制稳定性，明显缩短反馈调节响应时间，进一步稳定产品感官质量。
本发明为解决上述技术问题，提供一种用于烟草气流干燥的含水率控制方法，该方法有三级调节变量，分别为第一级调节变量物料流量，第二级调节变量工艺气流量，第三级调节变量工艺气温度，当干燥后烟草物料含水率超标时，根据需要依次启动第一级调节变量物料流量、第二级调节变量工艺气流量、第三级调节变量工艺气温度，使出口物料含水率满足要求。
在一个优选的实施方案中，本发明所述的含水率控制方法，包括以下步骤：
（1）分别设定干燥出口烟草物料含水率、干燥入口烟草物料流量、干燥工艺气流量、干燥工艺气温度四个参数的中心值，并赋予它们一定的其允差范围；
（2）当干燥后烟草物料含水率超出中心值的允差范围后，启动第一级调节变量物料流量，通过物料流量的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内；
（3）当物料流量调节范围超过允差范围，而干燥后物料含水率仍无法满足要求时，启动第二级调节变量工艺气流量，通过工艺气流量的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内；
（4）当工艺气温度调节范围超过允差范围，而干燥后物料含水率仍无法满足要求时，启动第三级调节变量工艺气温度，通过工艺气温度的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内。
在一个优选的实施方案中，本发明所述的含水率控制方法，其中干燥出口烟草物料含水率的允差范围为±0.2％。
在一个优选的实施方案中，本发明所述的含水率控制方法，其中干燥入口烟草物料流量的允差范围为±500kg/h。
在一个优选的实施方案中，本发明所述的含水率控制方法，其中干燥工艺气流量的允差范围为±2000m3/h。
在一个优选的实施方案中，本发明所述的含水率控制方法，其中干燥工艺气温度的允差范围为±0.5℃。
本发明所述的含水率控制方法，其中所述的干燥出口烟草物料含水率、干燥入口烟草物料流量、干燥工艺气流量、干燥工艺气温度等四个参数的中心值可以根据实际的生产需要设定。例如，可以设定干燥出口烟草物料含水率中心值为13.6%，并赋予其允差范围为±0.2％；设定干燥入口烟草物料流量中心值为4500kg/h，并赋予其允差范围为±500kg/h；设定干燥工艺气流量中心值为60000m3/h，并赋予其允差范围为±2000m3/h；设定干燥工艺气温度中心值为164℃，并赋予其允差范围为±0.5℃。
本发明的一个具体的实施方案中，本发明所述的含水率控制方法，其用于含水率调节的变量有三个，步骤包括：（1）设定干燥出口烟草物料含水率中心值，并赋予其允差范围为±0.2％；设定干燥入口烟草物料流量中心值，并赋予其允差范围为±500kg/h；设定干燥工艺气流量中心值，并赋予其允差范围为±2000m3/h；设定干燥工艺气温度中心值，并赋予其允差范围为±0.5℃；（2）当干燥后烟草物料含水率超出中心值允差±0.2范围后，启动第一级调节变量物料流量，通过物料流量的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内；（3）当物料流量调节范围超过±500kg/h而干燥后物料含水率仍无法满足要求时，启动第二级调节变量工艺气流量，通过工艺气流量的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内；（4）当工艺气温度调节范围±2000m3/h而干燥后物料含水率仍无法满足要求时，启动第三级调节变量工艺气温度，通过工艺气温度的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内。
本发明提供的含水率控制方法相对于现有技术，在相同的初始含水率脱水时，干燥系统物料含水率反馈调节时间可以缩短40-50秒，干燥后物料含水率标准偏差可降低0.5-1.0%，工艺气温度调节范围可减小2-3℃，产品加工质量的稳定性进一步提高，产品感官质量的保障能力得到进一步增强。
附图说明
图1是本发明的含水率控制方法的原理图。
具体实施方式
下面将结合图1对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例一：
A牌号烟草物料，进入气流干燥设备进行加工，其主要控制步骤包括：
①设定干燥出口烟草物料含水率中心值为13.6%，并赋予其允差范围为±0.2％；设定干燥入口烟草物料流量中心值为4500kg/h，并赋予其允差范围为±500kg/h；设定干燥工艺气流量中心值为60000m3/h，并赋予其允差范围为±2000m3/h；设定干燥工艺气温度中心值为164℃，并赋予其允差范围为±0.5℃；
②按照步骤①中设定的工艺参数对A牌号烟草物料进行干燥，物料干燥后检测出口物料含水率为14.5%，超出所述的含水率设定允差范围，启动第一级调节变量物料流量，当物料流量调整至4000kg/h时，此时出口物料含水率检测值为14.3%；
③经步骤②的调整后，物料干燥后检测出口物料含水率仍超出所述的含水率设定允差范围，而物料流量已达到设定允差范围下限，此时启动第二级调节变量工艺气流量，当工艺气流量调整至62000m3/h时，此时出口物料含水率检测值为14.0%；
④经步骤③的调整后，物料干燥后检测出口物料含水率仍超出所述的含水率设定允差范围，而工艺气流量已达到设定允差范围上限，此时启动第三级调节变量工艺气温度，当工艺气温度调整至164.4℃时，此时出口物料含水率检测值为13.7%，满足出口物料含水率中心值允差范围要求。
本发明实施例一的实施结果与现有加工方法（即双回路的调节方式,具体步骤参见背景技术部分）实施结果比较参见表1：
表1本发明实施结果与现有加工方法实施结果对比
Figure BDA0000438303700000051
实施例二：
B牌号烟草物料，进入气流干燥设备进行加工，其主要控制步骤包括：
①设定干燥出口烟草物料含水率中心值为13.6%，并赋予其允差范围为±0.2％；设定干燥入口烟草物料流量中心值为4500kg/h，并赋予其允差范围为±500kg/h；设定干燥工艺气流量中心值为60000m3/h，并赋予其允差范围为±2000m3/h；设定干燥工艺气温度中心值为164℃，并赋予其允差范围为±0.5℃；
②按照步骤①中设定的工艺参数对A牌号烟草物料进行干燥，物料干燥后检测出口物料含水率为12.7%，超出所述的含水率设定允差范围，启动第一级调节变量物料流量，当物料流量调整至5000kg/h时，此时出口物料含水率检测值为12.9%；
③经步骤②的调整后，物料干燥后检测出口物料含水率仍超出所述的含水率设定允差范围，而物料流量已达到设定允差范围下限，此时启动第二级调节变量工艺气流量，当工艺气流量调整至58000m3/h时，此时出口物料含水率检测值为13.2%；
④经步骤③的调整后，物料干燥后检测出口物料含水率仍超出所述的含水率设定允差范围，而工艺气流量已达到设定允差范围上限，此时启动第三级调节变量工艺气温度，当工艺气温度调整至163.6℃时，此时出口物料含水率检测值为13.5%，满足出口物料含水率中心值允差范围要求。
本发明实施例二的实施结果与现有加工方法（即双回路的调节方式,具体步骤参见背景技术部分）实施结果比较参见表2：
表2本发明实施结果与现有加工方法实施结果对比
Figure BDA0000438303700000061
上述两个实施例的结果表明，本发明的含水率控制方法相对于现有的控制方法，在相同的初始含水率脱水时，干燥系统物料含水率反馈调节时间可以缩短40-50秒，干燥后物料含水率标准偏差可降低0.5-1.0%，工艺气温度调节范围可减小2-3℃，产品加工质量的稳定性进一步提高，产品感官质量的保障能力得到进一步增强。

Claims (6)

1.一种用于烟草气流干燥的含水率控制方法，该方法有三级调节变量，分别为第一级调节变量物料流量，第二级调节变量工艺气流量，第三级调节变量工艺气温度，当干燥后烟草物料含水率超标时，根据需要依次启动第一级调节变量物料流量、第二级调节变量工艺气流量、第三级调节变量工艺气温度，使出口物料含水率满足要求。
2.权利要求1所述的含水率控制方法，包括以下步骤：
（1）分别设定干燥出口烟草物料含水率、干燥入口烟草物料流量、干燥工艺气流量、干燥工艺气温度四个参数的中心值，并赋予它们一定的其允差范围；
（2）当干燥后烟草物料含水率超出中心值的允差范围后，启动第一级调节变量物料流量，通过物料流量的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内；
（3）当物料流量调节范围超过允差范围，而干燥后物料含水率仍无法满足要求时，启动第二级调节变量工艺气流量，通过工艺气流量的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内；
（4）当工艺气温度调节范围超过允差范围，而干燥后物料含水率仍无法满足要求时，启动第三级调节变量工艺气温度，通过工艺气温度的调整使出口物料含水率重新落入中心值允差范围内。
3.权利要求2所述的含水率控制方法，其中干燥出口烟草物料含水率的允差范围为±0.2％。
4.权利要求2所述的含水率控制方法，其中干燥入口烟草物料流量的允差范围为±500kg/h。
5.权利要求2所述的含水率控制方法，其中干燥工艺气流量的允差范围为±2000m3/h。
6.权利要求2所述的含水率控制方法，其中干燥工艺气温度的允差范围为±0.5℃。
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