CN115153078B - 一种智能烟草干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能烟草干燥装置，所述烘干机主体一侧边部固定安装有风机，所述烘干机主体内部位于风机一侧位置处固定安装有风道，所述烘干机主体内部位于风道一侧位置处固定安装有通气阀门，本烟草干燥装置，采用三个腔体，每一腔体都可单独完成三段式的烘烤工艺，这样可以对比不同生长情况以及不同产地的烟叶的烘烤情况，从而有针对性地改变温湿度参数提高烘烤质量，风机与三个腔体之间有风道设计，通过控制通气阀门即可选择让任意一个腔体通风，这样设计节能、经济、环保，装置侧面设置有观察窗，这样进行烘烤工作时不仅方便操作而且可以直接观察到每一阶段的烟草变化情况，进而决定是否升温、降温或除湿。

Description

一种智能烟草干燥装置

技术领域

本发明涉及烟草干燥技术领域，具体为一种智能烟草干燥装置。

背景技术

烟草烘干是在烟草加工中一个精炼和准备的过程，通过提高温度、干燥和复湿，将烟叶的水分温度稳定在工艺的特定要求内，同时提高烟叶的质量和性能，同时，烟叶烘烤既是一个与物理变化过程也是一个化学变化过程，物理变化是指烟叶内的水分不断地汽化排出，使烟叶逐渐干燥，化学变化则是新鲜烟叶组织细胞在呼吸酶类、水解酶类、氧化还原酶类等的作用下，使烟叶内含物质分解、转化的全过程，烟草烘烤工艺就是人为调控温度湿度时间，使烟叶的各种变化向着最有利于工业可用性的方向发展，达到烤熟、烤黄、烤香的目的；

现如今密集型烤房中，热交换和热控过程粗糙而简单，而且一些节能措施没有在密集型烤房中完全实施，这种传统烤房也比较浪费人力、物力等资源、污染环境，而且烟草是热敏物质，烟叶受热不均，会出现烤糟的情况，目前，如何保证烟草干燥质量，提升干燥效率、节能减排同时减少劳动力是主要问题。

发明内容

本发明提供一种智能烟草干燥装置，可以有效解决上述背景技术中提出现如今密集型烤房中，热交换和热控过程粗糙而简单，而且一些节能措施没有在密集型烤房中完全实施，这种传统烤房也比较浪费人力、物力等资源、污染环境，而且烟草是热敏物质，烟叶受热不均，会出现烤糟的情况，目前，如何保证烟草干燥质量，提升干燥效率、节能减排同时减少劳动力是主要问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能烟草干燥装置，包括烘干机主体，所述烘干机主体内部通过隔板分隔设置有三个加热腔室，所述烘干机主体一侧边部固定安装有风机，所述烘干机主体内部位于风机一侧位置处固定安装有风道，所述烘干机主体内部位于风道一侧位置处固定安装有通气阀门，所述通气阀门一端开设有进风口；

所述烘干机主体一侧边部安装有门，且烘干机主体边部与风机相对一侧处固定安装有电控箱，所述烘干机主体内部三个加热腔室的内侧底部均等距安装有加热丝，三个加热腔室内侧底端位于加热丝底部位置处等距安装有称重传感器，所述烘干机主体内部的三个加热腔室内侧顶部均固定安装有可拆卸丝杠，所述烘干机主体顶部与三个加热腔室对应位置处开设有出风口，所述烘干机主体内部位于三个加热腔室内侧一边部位置处均安装有温湿度传感器，所述烘干机主体两侧边部与加热腔室对应位置处开设有观察窗，所述烘干机主体内侧一边部与三个加热腔室对应位置处开设有除尘口。

根据上述技术方案，所述烘干机主体内部的三个加热腔室都可进行三段式烘烤，分为变黄、定色和干筋三个阶段，每个加热腔室的顶部均设置有两根可拆卸丝杠，每个加热腔室的底部均设置有三条加热丝。

根据上述技术方案，所述烘干机主体内部与门对应的空间为工作间，门的后方是工作人员进行烘烤工作的工作间。

根据上述技术方案，所述风机通过风道将气流输送至进风口，风道在输送气流时通过通气阀门对风量进行调节，所述通气阀门基于电动气缸和密封阀板的结构来实现气量调节。

根据上述技术方案，所述电控箱中设置有可编程控制器PLC，可编程控制器PLC与MCGS触摸屏组态通过RS通讯接口连接，实时监控并且设置需求温湿度。

根据上述技术方案，所述温湿度传感器通过温湿度变送器连接到可编程控制器PLC上，称重传感器通过压力变送器连接到可编程控制器PLC上，传感器接收到的电信号由可编程控制器PLC接收并通过MCGS显示出来，通气阀门通过变频器连接到可编程控制器PLC上，风机通过继电器连接到可编程控制器PLC上。

根据上述技术方案，所述烘干机主体顶部与三个加热腔室对应位置处可拆卸安装有安装板，且安装板顶部对应三个加热腔室位置处均安装有过滤盒，所述过滤盒顶端安装有引流风机，且引流风机顶端连接有导流管；

所述烘干机主体顶部与风道对应位置处安装有密封板，所述导流管远离引流风机的一端与密封板顶部贯穿连接，所述导流管端部穿过密封板位于烘干机主体内，且导流管的端部连接有布气头，所述烘干机主体内部横向连接有连通管。

根据上述技术方案，所述烘干机主体内部三个加热腔室内加热后的气流均对应输送至三个过滤盒内，所述安装板与出风口对应位置开设有通孔，且该通孔与出风口相通。

根据上述技术方案，所述过滤盒内部通过密封抽拉结构嵌入连接有过滤屉，且该过滤屉内自下而上分别设置有海绵吸附、活性炭层和硅胶干燥层。

根据上述技术方案，所述布气头将导流管内输送的气流输送至烘干机主体内，并通过连通管重新从烘干机主体的底部输送至三个加热腔室内，且连通管外侧安装有阀门。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：

1、本烟草干燥装置，采用三个腔体，每一腔体都可单独完成三段式的烘烤工艺，这样可以对比不同生长情况以及不同产地的烟叶的烘烤情况，从而有针对性地改变温湿度参数提高烘烤质量，风机与三个腔体之间有风道设计，通过控制通气阀门即可选择让任意一个腔体通风，这样设计节能、经济、环保，装置侧面设置有观察窗，这样进行烘烤工作时不仅方便操作而且可以直接观察到每一阶段的烟草变化情况，进而决定是否升温、降温或除湿。

2、在智能控制时以PLC为控制核心，实时采集和处理烤烟温度和湿度，采用模糊PID动态切换控制器，结合模糊算法和PID控制算法的优点，实现两者优势互补，而且不仅仅只能干燥烟叶，还可以对其他水果蔬菜等物料进行干燥以及含水率的检测，改进了传统的干燥技术，提高干燥效率，节省资源，节约能源，更加清晰的监控烟草变化，使传统干燥技术与数字传感技术相结合，对推动烟草干燥技术意义重大。

3、通过过滤盒内的过滤组件来实现对热量气流进行过滤处理，以此使得热量气流能够被过滤后排出到导流管内，结合布气头使热量气流均匀能够返回至烘干机主体的内部，一方面可以对风道的外侧进行加热，使得风道内流进加热腔室内的气流携带一定的热量，另一方面利用连通管使热量气流能够重新返回输送至加热腔室内，使得热量气流能够得到循环利用，进而避免热量资源的损耗，便于更好的实现烟草的烘烤作业，达到节能降耗的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明电控箱的安装结构示意图；

图3是本发明烘干机主体的内部结构示意图；

图4是本发明的俯视图；

图5是本发明过滤盒的安装结构示意图；

图6是本发明导流管的连接结构示意图；

图7是本发明智能烟草干燥装置的控制系统框图；

图8是本发明智能烟草干燥装置的工作流程示意图；

图9是本发明智能烟草干燥装置的称重流程示意图；

图中标号：1、烘干机主体；2、风机；3、加热丝；4、门；5、电控箱；6、通气阀门；7、风道；8、可拆卸丝杠；9、进风口；10、出风口；11、温湿度传感器；12、称重传感器；13、除尘口；14、观察窗；15、安装板；16、过滤盒；17、引流风机；18、导流管；19、密封板；20、布气头；21、连通管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-9所示，本发明提供一种技术方案，一种智能烟草干燥装置，包括烘干机主体1，烘干机主体1内部通过隔板分隔设置有三个加热腔室，烘干机主体1一侧边部固定安装有风机2，烘干机主体1内部位于风机2一侧位置处固定安装有风道7，烘干机主体1内部位于风道7一侧位置处固定安装有通气阀门6，通气阀门6一端开设有进风口9，风机2通过风道7将气流输送至进风口9，风道7在输送气流时通过通气阀门6对风量进行调节，通气阀门6基于电动气缸和密封阀板的结构来实现气量调节，方便对风道7的进气量进行调节，从而便于控制烟草烘烤过程的温度；

烘干机主体1一侧边部安装有门4，烘干机主体1内部与门4对应的空间为工作间，门4的后方是工作人员进行烘烤工作的工作间，方便工作人员进行后续的除尘作业，同时也便于工作人员更好的对烟草的烘烤过程进行监管，且烘干机主体1边部与风机2相对一侧处固定安装有电控箱5，烘干机主体1内部三个加热腔室的内侧底部均等距安装有加热丝3，三个加热腔室内侧底端位于加热丝3底部位置处等距安装有称重传感器12，称重传感器12通过非接触性检测，实现烟草生产过程中实时进行含水率快速检测、非烟草物料探测，实时反馈烤烟过程中因烟叶水分流失而改变的压力信号，从而向工作人员提供更加直观的数据反馈以控制烟叶达到最佳干燥指标；

烘干机主体1内部的三个加热腔室内侧顶部均固定安装有可拆卸丝杠8，可拆卸丝杠8用于悬挂烤烟，它是可拆卸的，工作人员在烤烟之前要做的准备工作是把烟叶挂在可拆卸丝杠8上面，再通过门4进入烘干机主体1中，将可拆卸丝杠8连同烟草放入到三个加热腔室内进行烤制；

烘干机主体1内部的三个加热腔室都可进行三段式烘烤，分为变黄、定色和干筋三个阶段，每个加热腔室的顶部均设置有两根可拆卸丝杠8，每个加热腔室的底部均设置有三条加热丝3，方便对烟草进行不同阶段的烘烤处理，烘干机主体1顶部与三个加热腔室对应位置处开设有出风口10，烘干机主体1内部位于三个加热腔室内侧一边部位置处均安装有温湿度传感器11，通过三个加热腔室内分别加装的温湿度传感器11，方便掌握三个加热腔室内烟叶温湿度实时变化情况，烘干机主体1两侧边部与加热腔室对应位置处开设有观察窗14，烘干机主体1内侧一边部与三个加热腔室对应位置处开设有除尘口13，方便工作人员将烘烤过程产生的灰尘清理出来。

电控箱5中设置有可编程控制器PLC14，可编程控制器PLC14与MCGS触摸屏组态通过RS232通讯接口连接，实时监控并且设置需求温湿度。

温湿度传感器11通过温湿度变送器连接到可编程控制器PLC14上，称重传感器12通过压力变送器连接到可编程控制器PLC14上，传感器接收到的电信号由可编程控制器PLC14接收并通过MCGS显示出来，通气阀门6通过变频器连接到可编程控制器PLC14上，风机2通过继电器连接到可编程控制器PLC14上。

烘干机主体1顶部与三个加热腔室对应位置处可拆卸安装有安装板15，烘干机主体1内部三个加热腔室内加热后的气流均对应输送至三个过滤盒16内，安装板15与出风口10对应位置开设有通孔，且该通孔与出风口10相通，方便将三个加热腔室内的气流输送至三个对应位置的过滤盒16内，且安装板15顶部对应三个加热腔室位置处均安装有过滤盒16，过滤盒16内部通过密封抽拉结构嵌入连接有过滤屉，且该过滤屉内自下而上分别设置有海绵吸附、活性炭层和硅胶干燥层，方便对三个加热腔室内排出的气流进行充分有效且针对性的过滤处理，从而便于将过滤后干净的热量气流进行回用,过滤盒16顶端安装有引流风机17，且引流风机17顶端连接有导流管18；

烘干机主体1顶部与风道7对应位置处安装有密封板19，导流管18远离引流风机17的一端与密封板19顶部贯穿连接，导流管18端部穿过密封板19位于烘干机主体1内，且导流管18的端部连接有布气头20，烘干机主体1内部横向连接有连通管21。

布气头20将导流管8内输送的气流输送至烘干机主体1内，并通过连通管21重新从烘干机主体1的底部输送至三个加热腔室内，且连通管21外侧安装有阀门，方便将过滤处理后的热量气流进行重新输送，从而达到节能降耗的目的，提高热源的利用效率，便于提高烘干的效率。

本发明的工作原理及使用流程：干燥装置在工作时，称量待干燥物料，将物料放置在可拆卸丝杠8上面，烟草装入烘干机主体1后，电控箱5控制电源，使可拆卸丝杠8下方的加热丝3对加热腔内进行加热，电控箱5中设置可编程控制器PLC14，可编程控制器PLC14与MCGS触摸屏组态通过RS232通讯接口连接，实时监控并且设置需求温湿度，温湿度传感器11通过温湿度变送器连接到可编程控制器PLC14上，称重传感器12通过压力变送器连接到可编程控制器PLC14上，传感器接收到的电信号由可编程控制器PLC14接收并通过MCGS显示出来，通气阀门6通过变频器连接到可编程控制器PLC14上，风机2通过继电器连接到可编程控制器PLC14上；

在加热丝3开始加热后，在MCGS触摸屏上输入预设温度T0和预设湿度C0，然后温湿度传感器11读取实时的温度Ts0和湿度Cs0，当装置内实际温度Ts0和实际湿度Cs0大于预设值则可编程控制器PLC14控制风机2开始工作，然后可编程控制器PLC14控制通气阀门6调节风量，若装置内实际温度Ts0和实际湿度Cs0等于预设值时，则进入变黄阶段，否则继续干燥，同理，定色阶段和干筋阶段也是一样的干燥流程；

在具体实现过程中，烟草在变黄阶段设置预设温度为38℃，通过温湿度传感器11获取实时工作温度、湿度，当实际温度大于预设温度时，PLC控制风机2工作，通过调节通气阀门6控制风量大小，以每小时0.5℃-1.5℃的速度将温度提高到36℃-38℃，将干球温度和湿球温度之差保持在1℃-2.5℃，等待下部叶片变黄7-8%，中部叶片变黄9-10%，上部叶片变黄10%，在进入固色期之前，叶片完全枯萎，失去水分，主脉变软；

烟草在定色阶段需要在适当的时候增加火力，增加排湿和通风，保持湿球温度不变，同时提高干球温度来保证上一步骤中烟叶残留的绿色消失，条纹完全变黄，慢慢提高温度，固定颜色，50℃前湿球温度稳定在37℃-39℃，50℃后干球温度稳定在54℃左右，持续6h-12h，当烟叶变黄时，以平均2-3小时1℃的速度将温度缓慢提高到54℃，使卷须在50℃前变黄，然后在1h-2h内提高1℃，达到54℃-55℃，以供烟叶变成大卷；

烟草在干筋阶段要去除烟筋中的残留水分，控制干球温度，限制湿球温度，增加环境湿度，减少通风，及时停火，让烟草完全干燥，以每小时 1℃的速度将干球温度提高到约65℃-68℃，并相应地将湿球温度提高到约42℃，直到烟草主叶完全干燥，湿球温度稳定在42℃；

另外，在上述对烟草各阶段进行干燥的过程中，通过出风口10排出的热量气流会通过安装板15直接进入到过滤盒16内，此时利用过滤盒16内的过滤组件来实现对热量气流进行过滤处理，以此使得热量气流能够被过滤后排出到导流管18内，结合导流管18的输送作用，使热量气流输送至布气头20内，以此使得热量气流能够返回至烘干机主体1的内部，而此时干净热量气流一方面可以对风道7的外侧进行加热，使得风道7内流进加热腔室内的气流携带一定的热量，其次利用连通管21使热量气流能够重新返回输送至加热腔室内，使得热量气流能够得到循环利用，进而避免热量资源的损耗，便于更好的实现烟草的烘烤作业，达到节能降耗的目的；

最后，在干燥结束后，通过MCGS组态监控称重传感器12采集的最终重量对比初始重量计算含水率，通过控制先关闭风机2然后停止加热丝3加热，最后称重传感器12工作检测物料重量以及含水率，干燥结束后，工作人员将物料取出。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能烟草干燥装置，包括烘干机主体（1），其特征在于：所述烘干机主体（1）内部通过隔板分隔设置有三个加热腔室，所述烘干机主体（1）一侧边部固定安装有风机（2），所述烘干机主体（1）内部位于风机（2）一侧位置处固定安装有风道（7），所述烘干机主体（1）内部位于风道（7）一侧位置处固定安装有通气阀门（6），所述通气阀门（6）一端开设有进风口（9）；

所述烘干机主体（1）一侧边部安装有门（4），且烘干机主体（1）边部与风机（2）相对一侧处固定安装有电控箱（5），所述烘干机主体（1）内部三个加热腔室的内侧底部均等距安装有加热丝（3），三个加热腔室内侧底端位于加热丝（3）底部位置处等距安装有称重传感器（12），所述烘干机主体（1）内部的三个加热腔室内侧顶部均固定安装有可拆卸丝杠（8），所述烘干机主体（1）顶部与三个加热腔室对应位置处开设有出风口（10），所述烘干机主体（1）内部位于三个加热腔室内侧一边部位置处均安装有温湿度传感器（11），所述烘干机主体（1）两侧边部与加热腔室对应位置处开设有观察窗（14），所述烘干机主体（1）内侧一边部与三个加热腔室对应位置处开设有除尘口（13）；

所述风机（2）通过风道（7）将气流输送至进风口（9），风道（7）在输送气流时通过通气阀门（6）对风量进行调节，所述通气阀门（6）基于电动气缸和密封阀板的结构来实现气量调节；

所述电控箱（5）中设置有可编程控制器PLC14，可编程控制器PLC14与MCGS触摸屏组态通过RS232通讯接口连接，实时监控并且设置需求温湿度；

所述温湿度传感器（11）通过温湿度变送器连接到可编程控制器PLC14上，称重传感器（12）通过压力变送器连接到可编程控制器PLC14上，传感器接收到的电信号由可编程控制器PLC14接收并通过MCGS显示出来，通气阀门（6）通过变频器连接到可编程控制器PLC14上，风机2通过继电器连接到可编程控制器PLC14上；

所述烘干机主体（1）顶部与三个加热腔室对应位置处可拆卸安装有安装板（15），且安装板（15）顶部对应三个加热腔室位置处均安装有过滤盒（16），所述过滤盒（16）顶端安装有引流风机（17），且引流风机（17）顶端连接有导流管（18）；

所述烘干机主体（1）顶部与风道（7）对应位置处安装有密封板（19），所述导流管（18）远离引流风机（17）的一端与密封板（19）顶部贯穿连接，所述导流管（18）端部穿过密封板（19）位于烘干机主体（1）内，且导流管（18）的端部连接有布气头（20），所述烘干机主体（1）内部横向连接有连通管（21）。

2.根据权利要求1所述的一种智能烟草干燥装置，其特征在于：所述烘干机主体（1）内部的三个加热腔室都可进行三段式烘烤，分为变黄、定色和干筋三个阶段，每个加热腔室的顶部均设置有两根可拆卸丝杠（8），每个加热腔室的底部均设置有三条加热丝（3）。

3.根据权利要求1所述的一种智能烟草干燥装置，其特征在于：所述烘干机主体（1）内部与门（4）对应的空间为工作间，门（4）的后方是工作人员进行烘烤工作的工作间。

4.根据权利要求1所述的一种智能烟草干燥装置，其特征在于：所述烘干机主体（1）内部三个加热腔室内加热后的气流均对应输送至三个过滤盒（16）内，所述安装板（15）与出风口（10）对应位置开设有通孔，且该通孔与出风口（10）相通。

5.根据权利要求1所述的一种智能烟草干燥装置，其特征在于：所述过滤盒（16）内部通过密封抽拉结构嵌入连接有过滤屉，且该过滤屉内自下而上分别设置有海绵吸附、活性炭层和硅胶干燥层。

6.根据权利要求1所述的一种智能烟草干燥装置，其特征在于：所述布气头（20）将导流管（8）内输送的气流输送至烘干机主体（1）内，并通过连通管（21）重新从烘干机主体（1）的底部输送至三个加热腔室内，且连通管（21）外侧安装有阀门。

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