CN112617267B - 一种箱装片烟局部水分脱除方法及脱除设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱装片烟局部水分脱除方法及脱除设备，该箱装片烟局部水分脱除方法包括步骤：1)干燥热风预热；2)启动射频加热同时用干燥热风辅助加热直至达到加热目标温度；3)腔体抽真空，在达到目标真空度后，保持第一预设时间；4)恢复常压；5)再次启动射频加热并用干燥热风辅助加热，并保持第二预设时间，达到预设加热次数则停止通入干燥热风并停止射频加热，否则返回步骤3)；6)抽真空，在达到目标真空度后，保持第三预设时间；7)通入干燥冷风并持续第四预设时间，若降至目标结束温度，则结束，否则返回步骤6)。本发明可以达到快速脱除箱装片烟局部区域水分，并有效避免对箱内未受潮区域片烟的品质造成不良影响的目的。

Description

一种箱装片烟局部水分脱除方法及脱除设备

技术领域

本发明涉及农产品干燥技术领域，特别涉及一种箱装片烟局部水分脱除方法及脱除设备。

背景技术

作为烟草工业原料，箱装片烟在醇化发酵过程中，会吸水受潮而霉变，其损失轻则降低烟叶等级，重则造成烟叶完全无法使用。片烟发霉后，其内含物迅速分解，正常的结构和内含物遭到破坏，外观色泽发暗，原有的香气消失，发出浓烈的霉酸臭味，吸味严重恶化，刺激性增大，吸时苦涩燥干，不能入喉，同时韧性和弹性大大降低，霉变严重时，完全变成了黑污色具恶臭的腐烂物，失去使用价值。

经过实地调研，发现箱装片烟通常为局部区域吸水受潮，受潮部位多位于箱装片烟的底面及靠近底面的侧面，霉变片烟大多集中于底面，箱装片烟其他部位特别是箱装片烟中心部位的含水率正常(含水率≈11％)，几乎不会发霉，因而需对局部的受潮片烟进行脱水处理，同时，未受潮区域的片烟尽可能不升温或不脱水。

因此，如何实现箱装片烟局部受潮区域的选择性脱水防霉处理，同时避免对箱内未受潮区域的片烟品质造成不良影响，是目前本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种箱装片烟局部水分脱除方法，以便实现箱装片烟受潮部位的选择性脱水防霉处理，同时避免或降低对箱内未受潮片烟的不良影响。

本发明的另一目的还在于提供一种箱装片烟局部水分脱除设备，以便通过该设备实施上述箱装片烟局部水分脱除方法。

为达到上述目的，本发明提供的箱装片烟局部水分脱除方法，包括步骤：

1)将箱装片烟放入具有进风口和出风口且能够进行射频加热的腔体中，并向所述腔体通入干燥热风，对所述箱装片烟进行预热，在所述箱装片烟的受潮区域达到预热目标温度后进入步骤2)；

2)在通入干燥热风的同时对所述箱装片烟进行射频加热，并记录当前射频加热次数，在所述受潮区域达到加热目标温度后进入步骤3)；

3)停止通入干燥热风并停止所述射频加热，封闭所述进风口和所述出风口并对所述腔体抽真空，在所述腔体内的真空度达到目标真空度后，保持第一预设时间，然后进入步骤4)；

4)打开所述进风口并使所述腔体内恢复常压，然后进入步骤5)；

5)打开所述出风口，在通入干燥热风的同时对所述箱装片烟进行射频加热并保持第二预设时间，记录当前射频加热次数，若当前射频加热次数达到预设加热次数则停止通入干燥热风并停止所述射频加热并进入步骤6)，否则返回步骤3)；

6)封闭所述进风口和所述出风口并对所述腔体抽真空，在所述腔体内的真空度达到目标真空度后，保持第三预设时间，然后打开所述进风口并使所述腔体内恢复常压，然后进入步骤7)；

7)打开所述出风口，向所述腔体内通入干燥冷风并持续第四预设时间，若所述箱装片烟的中心温度不大于目标结束温度，则结束，否则返回步骤6)。

优选的，所述第一预设时间为3min～15min，所述第二预设时间为2min～4min，所述第三预设时间为3min～15min，所述第四预设时间为3min～20min，所述预设加热次数为2～10。

优选的，所述预热目标温度为20℃～30℃，所述加热目标温度为45℃，所述目标真空度为-90kPa，所述目标结束温度为30℃。

本发明中所公开的箱装片烟局部水分脱出设备，包括：

具有进风口和出风口的真空罐，所述真空罐的内部为中空的腔体，以容纳箱装片烟；

用于插入所述箱装片烟内部以测量所述箱装片烟温度的温度传感器；

与所述进风口相连的进风管；

由冷风支管和热风支管并联形成的冷热风管，所述冷热风管的一端为入口总管，另一端为出口总管，且所述出口总管与所述进风管相连，所述冷风支管靠近所述入口总管的一端设置有第一开关阀，所述热风支管靠近所述入口总管的一端设置有第二开关阀，所述热风支管内设置有加热装置；

与所述冷热风管的入口总管相连的风机；

间隔设置在所述腔体内的两个射频电极板，且所述射频电极板与高频电压发生器电性连接；

与所述出风口相连的排风管，所述排风管具有与大气连通的第一出口以及与真空泵连通的第二出口，所述第一出口设置有第三开关阀，所述第二出口设置有第四开关阀。

优选的，所述风机的进风口还连接有除湿装置。

优选的，所述加热装置为呈螺旋状盘设在所述热风支管内的电热丝。

优选的，所述温度传感器至少具有两个插入端，其中一个所述插入端用于插入所述箱装片烟的受潮部位，另外一个所述插入端用于插入所述箱装片烟的中心部位。

优选的，所述进风口和所述出风口分别设置在所述真空罐的左右两个端面上，所述真空罐的前后两个端面设置有供所述箱装片烟进出的门体。

优选的，所述门体由液压缸驱动以实现打开和关闭。

优选的，所述真空罐设置有所述进风口的一端还设置有气流分配器，以使气流均匀分布于所述腔体内。

本发明所公开的箱装片烟局部水分脱除方法，首先通过干燥热风对箱装片烟的受潮区域进行预热，然后在通入干燥热风的同时对箱装片烟进行射频加热，当受潮区域到达加热目标温度后，按照如下方式循环预定次数：对箱装片烟所在的腔体进行抽真空并保持第一预设时间——使腔体恢复常压——在通入干燥热风的同时对箱装片烟进行射频加热并保持第二预设时间，直至完成预定次数的上述循环后；然后按照如下方式进行冷却循环：对腔体进行抽真空并保持第三预设时间——使腔体恢复常压——通入干燥冷风对箱装片烟进行冷却并保持第四预设时间，直至箱装片烟的中心温度降至目标结束温度。

本发明的有益效果是：采用辅助干燥热风对箱装片烟底部的受潮区域进行预热处理，可使箱装片烟受潮区域温度高于未受潮区域，根据射频选择性加热的特点，箱装片烟内温度较高、含水率较高的受潮区域会吸收更多的射频能量，射频加热过程中受潮片烟的升温速率远高于初始温度较低、含水率较低的未受潮片烟，从而可以实现在短时间内对局部受潮区域进行快速脱水处理的目的，同时保证未受潮区域，尤其是箱装片烟中心部位的温升较小，从而不会对该区域片烟的品质造成不良影响。

同时，射频加热具有穿透深度大的优势，可保证箱装片烟底部的受潮区域整体均匀升温。受潮片烟达到加热目标温度后，通过抽真空脱除箱装片烟受潮区域的水分。通过常压热风辅助射频加热处理以及真空脱除水分的脉动式循环，快速脱除箱装片烟受潮区域的水分，实现防霉的目的，且确保未受潮的片烟基本不升温、不脱水，从而有效避免过干燥或对其品质造成不良影响。

附图说明

图1为本发明实施例中所公开的箱装片烟局部水分脱除方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中所公开的箱装片烟局部水分脱出设备的结构示意图。

其中，1为真空罐，2为射频电极板，3为箱体，4为排风管，5为第三开关阀，6为第四开关阀，7为真空泵，8为除湿装置，9为风机，10为第二开关阀，11为第一开关阀，12为电热丝，13为热风支管，14为冷风支管，15为气流分配器，16为进风管，17为高频电压发生器，18为温度传感器。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种箱装片烟局部水分脱除方法，以便实现箱装片烟受潮部位的选择性脱水防霉处理，同时避免或降低对箱内未受潮片烟的不良影响。

本发明的另一核心还在于提供一种箱装片烟局部水分脱除设备，以便通过该设备实施上述箱装片烟局部水分脱除方法。

请首先参考图1，本发明中所公开的箱装片烟局部水分脱除方法中，包括如下步骤：

S1)干燥热风预热；

具体的，将箱装片烟放入能够射频加热的腔体中，该腔体具有进风口和出风口，然后从进风口向腔体内通入干燥热风，从出风口引出干燥热风，以此种方式对箱装片烟进行预热，并判断箱装片烟的受潮区域的温度是否达到预热目标温度，在受潮区域的温度达到预热目标温度后进入步骤S2)，否则继续执行步骤S1)；

S2)启动射频加热同时采用干燥热风进行辅助加热；

具体的，在该步骤中，通入干燥热风的同时射频加热，并且在加热的同时记录射频加热次数，判断箱装片烟的受潮区域是否达到加热目标温度，若是，则进入步骤S3)，若否，则继续执行步骤S2)；

S3)抽真空；

具体的，停止通入干燥热风并停止射频加热，封闭进风口和出风口，对腔体抽真空，并判断腔体内的真空度是否达到目标真空度，若是，则保持该目标真空度第一预设时间后进入步骤S4)，若否，则继续执行步骤S3)；

S4)恢复常压；

具体的，打开进风口，使腔体内恢复常压，然后进入步骤S5)；

S5)再次启动射频加热同时采用干燥热风辅助加热；

具体的，打开出风口，再次进行干燥热风预热并同时射频加热，并保持第二预设时间，然后记录当前射频加热次数，若当前射频加热次数达到预设加热次数，则停止通入干燥热风并停止射频加热，进入步骤S6)，否则，返回步骤S3)；

S6)抽真空，达到目标真空度后保持第三预设时间，恢复常压；

具体的，封闭进风口和出风口，并对腔体抽真空，在腔体内的真空度达到目标真空度后，保持第三预设时间后打开进风口以使腔体内恢复常压，然后进入步骤S7)；

S7)通入冷空气冷却第四预定时间；

具体的，打开出风口，并向腔体内通入冷空气(即干燥冷风)持续第四预设时间，若箱装片烟的中心温度降至目标结束温度，则结束，否则，返回至步骤S6)。

由上述实施例可以看出，本发明所公开的箱装片烟局部水分脱除方法，首先通过干燥热风对箱装片烟的受潮区域进行预热，然后在通入干燥热风的同时对箱装片烟进行射频加热，当受潮区域到达加热目标温度后，按照如下方式循环预定次数：对箱装片烟所在的腔体进行抽真空并保持第一预设时间——使腔体恢复常压——在通入干燥热风的同时对箱装片烟进行射频加热并保持第二预设时间，直至完成预定次数的上述循环后；然后按照如下方式进行冷却循环：对腔体进行抽真空并保持第三预设时间——使腔体恢复常压——通入干燥冷风对箱装片烟进行冷却并保持第四预设时间，直至箱装片烟的中心温度降至目标结束温度。

本发明采用辅助干燥热风对箱装片烟底部的受潮区域进行预热处理，可使箱装片烟受潮区域的温度高于未受潮区域，根据射频选择性加热的特点，箱装片烟内温度较高、含水率较高的受潮区域会吸收更多射频能量，射频加热过程中受潮片烟的升温速率远高于初始温度较低、含水率较低的未受潮片烟，从而可以实现在短时间内对局部受潮区域进行快速脱水处理的目的，同时保证未受潮区域，尤其是箱装片烟中心部位温升较小，从而不会对该区域片烟的品质造成不良影响。

同时，射频加热具有穿透深度大的优势，可保证箱装片烟底部的受潮区域整体均匀升温。受潮的片烟达到加热目标温度后，通过抽真空脱除箱装片烟受潮区域的水分。通过常压热风辅助射频加热处理以及真空脱除水分的脉动式循环，快速脱除箱装片烟受潮区域的水分，实现防霉的目的，且确保未受潮的片烟基本不升温、不脱水，从而有效避免过干燥或对其品质造成不良影响。

本领域技术人员能够理解的是，根据箱装片烟规格的不同，片烟种类的不同，第一预设时间、第二预设时间、第三预设时间、第四预设时间以及预设加热次数可以有相应的调整，在本发明所公开的一种实施例中，第一预设时间为3min～15min，第二预设时间为2min～4min，第三预设时间为3min～15min，第四预设时间为3min～20min，预设加热次数为2～10。

根据片烟种类的不同，预热目标温度、加热目标温度、目标真空度、目标结束温度等参数也需要进行适应性调整，在本发明所公开的一种实施例中，预热目标温度为箱装片烟受潮区域温度达到20℃～30℃，加热目标温度为箱装片烟受潮区域温度达到45℃，目标真空度为-90kPa，目标结束温度为箱装片烟中心温度不大于30℃。

如图2中所示，本发明实施例中还公开了一种箱装片烟局部水分脱除设备，包括真空罐1、温度传感器18、进风管16、冷热风管、风机9、射频电极板2以及排风管4，真空罐1具有进风口和出风口，真空罐1的内部为中空的腔体，以便通过该腔体容纳箱装片烟3，温度传感器18用于插入到箱装片烟3内测量温度，进风管16与真空罐1的进风口相连通，排风管4与真空罐1的出风口相连通，排风管4具有与大气连通的第一出口以及与真空泵7连通的第二出口，冷热风管由冷风支管14和热风支管13并联形成，冷热风管的一端为入口总管，另一端为出口总管，出口总管与上述进风管16相连，冷风支管14靠近入口总管的一端设置有第一开关阀11，热风支管13靠近入口总管的一端设置有第二开关阀10，排风管4的第一出口设置有第三开关阀5，第二出口设置有第四开关阀6，热风支管13内还设置有加热装置，风机9与冷热风管的入口总管相连，射频电极板2可以是两个也可以是多个，如图2中所示，两个射频电极板2间隔设置在腔体内，并且这两个射频电极板2与高频电压发生器17电性连接。

进一步优化上述方案，本实施例中所公开的箱装片烟局部水分脱除设备中，风机9的进风口处还连接有除湿装置8，以保证通入腔体内的热风和冷风的干燥度。

本领域技术人员能够理解的是，热风支管13内的加热装置类型并不局限于一种，加热管、加热丝等加热装置均可，在本实施例中，加热装置具体为呈螺旋状盘设在热风支管13内的电热丝12。

在一种实施例中，温度传感器18为光纤温度传感器，其至少有两个插入端，其中一个插入端用于插入箱装片烟3的受潮部位，另外一个插入端用于插入箱装片烟3的中心位置，以便在对箱装片烟3中受潮区域的片烟脱除水分的同时还能够监测箱装片烟3中心位置的片烟温度，避免箱装片烟3未受潮区域的温度过高而对片烟品质造成不良影响。

本发明一种实施例中所公开的箱装片烟局部水分脱除设备，进风口和出风口分别设置在真空罐1的左右两个端面上，如图2中所示，真空罐1的前后两个端面设置有供箱装片烟3进出的门体，可以理解的是，真空罐1既可以为柱状罐体，也可为立方体罐体。

为了提高箱装片烟局部水分脱除设备的自动化程度，本实施例中真空罐1前后两个端面所设置的门体通过液压缸驱动，以便实现门体的自动打开和关闭，当然，门体还可提供气缸或电机进行驱动，本申请文件中对此不作限制。

请参考图2，为了保证气流能够均匀分布在真空罐1内，本实施例还在真空罐1的进风口一端设置有气流分配器15，气流分配器15具有进风端和排风端，进风端用于与进风管16相连，排风端由多个在真空罐1的横截面上均匀分布的排风孔构成。

采用上述实施例所公开的箱装片烟局部水分脱除设备进行片烟局部水分脱除时可按照如下步骤进行：

S1)将箱装片烟3放入真空罐1中，该真空罐1具有进风口和出风口，打开第二开关阀10和第三开关阀5，关闭第一开关阀11和第四开关阀6，然后启动风机9和电热丝12，从进风口向真空罐1内通入干燥热风，从出风口引出干燥热风，以此种方式对箱装片烟3进行预热，并通过温度传感器18判断箱装片烟3受潮区域的温度是否达到预热目标温度，若是，则进入步骤S2)，否则，继续执行步骤S1)；

S2)在通入干燥热风的同时，启动射频发生器17，通过射频电极板2对箱装片烟3进行射频加热，并且在加热的同时记录射频加热次数，通过温度传感器18判断箱装片烟3的受潮区域是否达到加热目标温度，若是，则进入步骤S3)，若否，则继续执行步骤S2)；

S3)关闭风机9、电热丝12和射频发生器17，停止通入干燥热风并停止射频加热，关闭第二开关阀10和第三开关阀5，封闭进风口和出风口，并打开第四开关阀6，启动真空泵7对真空罐1抽真空，再判断真空罐1内的真空度是否达到目标真空度，若是，则关闭第四开关阀6，保持该目标真空度第一预设时间后进入步骤S4)，若否，则继续执行步骤S3)；

S4)打开第一开关阀11，并使真空罐1内恢复常压，然后进入步骤S5)；

S5)打开第二开关阀10和第三开关阀5，关闭第一开关阀11，然后启动风机9、电热丝12和射频发生器17，在通入干燥热风的同时通过射频电极板2对箱装片烟3进行射频加热，并保持第二预设时间，然后记录当前射频加热次数，若当前射频加热次数达到预设加热次数，则关闭风机9、电热丝12和射频发生器17，停止通入干燥热风并停止射频加热，进入步骤S6)，否则，返回步骤S3)；

S6)关闭第二开关阀10和第三开关阀5，封闭进风口和出风口，并打开第四开关阀6，启动真空泵7对真空罐1抽真空，在真空罐1内的真空度达到目标真空度后，关闭第四开关阀6并保持第三预设时间，再打开第一开关阀11使真空罐1内恢复常压，然后进入步骤S7)；

S7)打开第三开关阀5，并启动风机9向真空罐1内通入冷空气持续第四预设时间，若温度传感器17表明箱装片烟3的温度降至目标结束温度，则结束，否则，返回至步骤S6)。

需要进行说明的是，本案中不同实施例中相同的技术名词的含义一致，对于技术名词的理解，本领域技术人员可在各个实施例之间相互参考。

以上对本发明所提供的箱装片烟局部水分脱除方法及脱除设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种箱装片烟局部水分脱除方法，其特征在于，包括步骤：

1)将箱装片烟放入具有进风口和出风口且能够进行射频加热的腔体中，并向所述腔体通入干燥热风，对所述箱装片烟进行预热，在所述箱装片烟的受潮区域达到预热目标温度后进入步骤2)；

2)在通入干燥热风的同时对所述箱装片烟进行射频加热，并记录当前射频加热次数，在所述受潮区域达到加热目标温度后进入步骤3)；

3)停止通入干燥热风并停止所述射频加热，封闭所述进风口和所述出风口并对所述腔体抽真空，在所述腔体内的真空度达到目标真空度后，保持第一预设时间，然后进入步骤4)；

4)打开所述进风口并使所述腔体内恢复常压，然后进入步骤5)；

5)打开所述出风口，在通入干燥热风的同时对所述箱装片烟进行射频加热并保持第二预设时间，记录当前射频加热次数，若当前射频加热次数达到预设加热次数则停止通入干燥热风并停止所述射频加热并进入步骤6)，否则返回步骤3)；

6)封闭所述进风口和所述出风口并对所述腔体抽真空，在所述腔体内的真空度达到目标真空度后，保持第三预设时间，然后打开所述进风口并使所述腔体内恢复常压，然后进入步骤7)；

7)打开所述出风口，向所述腔体内通入干燥冷风并持续第四预设时间，若所述箱装片烟的中心温度不大于目标结束温度，则结束，否则返回步骤6)。

2.根据权利要求1所述的箱装片烟局部水分脱除方法，其特征在于，所述第一预设时间为3min～15min，所述第二预设时间为2min～4min，所述第三预设时间为3min～15min，所述第四预设时间为3min～20min，所述预设加热次数为2～10。

3.根据权利要求1所述的箱装片烟局部水分脱除方法，其特征在于，所述预热目标温度为20℃～30℃，所述加热目标温度为45℃，所述目标真空度为-90kPa，所述目标结束温度为30℃。

4.一种箱装片烟局部水分脱除设备，其特征在于，用于实施如权利要求1-3任意一项所述的方法，包括：

具有进风口和出风口的真空罐(1)，所述真空罐(1)的内部为中空的腔体，以容纳箱装片烟(3)；

用于插入所述箱装片烟(3)内部以测量所述箱装片烟温度的温度传感器(18)；

与所述进风口相连的进风管(16)；

由冷风支管(14)和热风支管(13)并联形成的冷热风管，所述冷热风管的一端为入口总管，另一端为出口总管，且所述出口总管与所述进风管(16)相连，所述冷风支管(14)靠近所述入口总管的一端设置有第一开关阀(11)，所述热风支管(13)靠近所述入口总管的一端设置有第二开关阀(10)，所述热风支管(13)内设置有加热装置；

与所述冷热风管的入口总管相连的风机(9)；

间隔设置在所述腔体内的两个射频电极板(2)，且所述射频电极板(2)与高频电压发生器(17)电性连接；

与所述出风口相连的排风管(4)，所述排风管(4)具有与大气连通的第一出口以及与真空泵(7)连通的第二出口，所述第一出口设置有第三开关阀(5)，所述第二出口设置有第四开关阀(6)。

5.根据权利要求4所述的箱装片烟局部水分脱除设备，其特征在于，所述风机(9)的进风口还连接有除湿装置(8)。

6.根据权利要求4所述的箱装片烟局部水分脱除设备，其特征在于，所述加热装置为呈螺旋状盘设在所述热风支管内的电热丝(12)。

7.根据权利要求4所述的箱装片烟局部水分脱除设备，其特征在于，所述温度传感器(18)至少具有两个插入端，其中一个所述插入端用于插入所述箱装片烟(3)的受潮部位，另外一个所述插入端用于插入所述箱装片烟(3)的中心部位。

8.根据权利要求4所述的箱装片烟局部水分脱除设备，其特征在于，所述进风口和所述出风口分别设置在所述真空罐(1)的左右两个端面上，所述真空罐(1)的前后两个端面设置有供所述箱装片烟进出的门体。

9.根据权利要求8所述的箱装片烟局部水分脱除设备，其特征在于，所述门体由液压缸驱动以实现打开和关闭。

10.根据权利要求8所述的箱装片烟局部水分脱除设备，其特征在于，所述真空罐(1)设置有所述进风口的一端还设置有气流分配器(15)，以使气流均匀分布于所述腔体内。

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