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摘 要:烟叶烘烤的烤房可以分为普通式烤房和密集型自动化烤房,密集型自动化烤房与普通式烤房相比,其烘烤工艺技术有共性也有个性。本文主要从两种不同烤房在烟叶烘烤过程中的运作机理入手,进而从四个方面对密集型自动化烤房的烘烤工艺技术进行探究。
关键词:烟叶烘烤;普通式烤房;密集型自动化烤房
一、普通式烤房的工作原理
普通式烤房在烟叶烘烤过程中的运作机理是:燃料的燃烧产生热量,热量加热火管,火管加热烤房内部的空气;空气受热膨胀上升,形成热气流;烟叶在热气流的作用下,受热失水、变黄、后熟、干叶、干筋。其中,通过烧火的大小,来控制温度的高低;通过天窗、地洞的开关程度,来控制相对湿度的大小。烟叶在适宜的温湿度条件下,呈现鲜烟叶的质量,固定烟叶品质,烤出符合要求的原烟。
二、密集型自动化烤房的工作原理
密集型自动化烤房在烟叶烘烤过程中的运作机理是:燃料的燃烧产生热量,热量加热散热管,散热管加热供热室内部的空气;供热室内部的受热空气,在循环风机的作用下,形成热气流,通过出风口进入烤房,使烟叶受热、失水,变黄、干燥;热气流加热烟叶之后,温度降低,通过回风口,进入供热室加热。这样,煤燃烧的热量,通过热风循环风机,以强制性热气流循环的形式,源源不断地传入烤房烘烤烟叶。自动化控制系统,通过烧火的大小或烟气流量,来控制温度的高低;通过进风口和排湿窗的开关程度,来控制湿度的大小。烟叶在适宜的温湿度条件下,呈现鲜烟叶的质量,固定烟叶品质,烤出符合要求的原烟。
三、密集型自动化烤房的烘烤工艺技术
(一)低温调湿变黄
烟叶在变黄期的中心任务是:①蛋白质分解转化25%左右;②叶绿素的降解85%以上;③淀粉分解转化60%左右;④失水30%~40%。围绕这四项中心任务,积极促进烟叶内部一系列高分子化合物的分解转化,形成部份香气原始物质;在积极促进烟叶变黄的同时,合理協调烟叶含水量,打好烟叶外观质量基础。这一阶段,从烟叶外观形态到内部生理生化,影响较大的因素是叶绿素的降解,因此称之为变黄期。具体措施是:在适当低温、低湿的条件下,使烟叶受热→失水→发软→塌架→变黄。掌握的原则是:“烧火要小而忍”。“失水与变黄相适应,边排湿边变黄”,不可过急。技术关键是“以温控湿”。起火后,以平均1℃/h的升温速度,在14~17小时内,将底台干球温度升到35~37℃,湿球温度达到33~34℃,相对湿度80%~85%,时间24小时左右,烟叶变黄3~4成;再以1℃/h的升温速度,从37℃升到38~39℃,湿球34~35℃,持续24小时左右,使烤房底台烟叶达到青筋黄片。这一阶段,要保持烟叶细胞的生命活力,增强酶的活性,延长时间,促进烟叶内含物质分解转化,使烟叶变为黄色。烤到底台:下部烟叶基本变黄,变黄程度80%~85%;中部烟叶变黄90%左右;上部烟叶接近全黄,变黄程度95%左右。
(二)稳温排湿后熟
烟叶后熟期的中心任务是:最大限度地促进淀粉、总糖、蛋白质的分解转化,形成较多的香气原始物质。具体措施是:稳定温度,降低湿度,在保证烟叶黄色性质稳定的同时,积极促成烟叶内部一系列高分子化合物的分解转化。掌握的原则是:稳温排湿,温度不宜高,湿度不宜大,“烧成中火”。技术关键是“黄色临界值67%的应用”。干球温度,在3~5小时内,由39℃,以平均1℃/h的升温速度,升到42~44℃,湿球温度达到35~36℃,相对湿度控制在59~56%之间。稳定这种干湿球温度,烤到底台烟叶钩尖卷边,小卷筒;中上层烟叶达到青筋黄片为止。
(三)通风脱水干叶
干叶期的中心任务是:将烟叶变黄期、后熟期,所积累的以葡萄糖、果糖和氨基酸为代表的小分子物质复合、固定,合成烟叶香气物质。具体措施是:加大通风排湿,用较高的温度、较低的湿度,脱去烟叶水分,把烟叶变黄期、后熟期获得的品质因素固定下来。掌握的原则是:“保持一定的升温速度,并做到稳温、恒定、持久,不掉温,不猛升温,延长时间,加快脱水,烤干支脉和叶肉”。烧火“要大而稳”。技术关键是“先排湿,后升温”或“稳步升温排湿”。干球温度在3~5小时内,以平均1℃/h的升温速度,由44℃,升到47~48℃,湿球温度保持在35~36℃,持续24~36小时,烤到底台烟叶钩尖卷边小卷筒,主脉翻白8.5成以上,全炉烟叶变黄凋萎。实现这一烘烤目标后,干球温度在4~6小时内,以平均1℃/h的升温速度,从48℃升到52~53℃,湿球温度保持在36~37℃,持续12~24小时,烤到全炉烟叶主脉全部翻白,底台烟叶大卷筒,中上层烟叶基本干燥,小卷筒为止。即叶片干燥2/3左右,仅叶基部和主脉附近的叶肉还绵软。这一阶段,一般需要48~60小时。需要注意温度的平稳和通风脱水迅速,克服热挂灰、冷挂灰和黑糟烟的出现。
(四)控温、控湿干筋
干筋期的中心任务是:排尽主脉水分,实现全炉烟叶干燥。具体措施是:用较高温度和较低湿度,加速主脉水分的排除。烟叶主脉在干叶期已经干燥了2/3~3/4,残留的水分不多,只是表皮厚,组织紧密,水分蒸发较慢,但不需要大量的通风排湿;同时,烟叶叶片已经干燥,烤房内部烟竿之间空隙变大;如果继续开大排气窗、进风洞,必然会造成热量的损失和燃料的浪费。因此,密集型自动化烤房的湿球温度,在这阶段,可控制在38~40℃之间,适当关小排气窗、进风洞,减少热量损失,缩短烘烤时间,节约能源。掌握的原则是“烧火由大变中而均匀,烧成中火,慢升温、稳温,排尽湿气,烤干主脉”。技术关键是“温度不宜高,湿度不宜大”。以1℃/h的升温速度,从53℃升到62~63℃,湿球温度调整在37~38℃,保持这样的干湿球温度,持续12~18小时,这段时间为干筋阶段的过渡期,要求全炉烟叶主脉干燥5成以上转火。再以1℃/h的升温速度,升至67~68℃,湿球温度也随之上升至38~40℃,相对湿度13%~9%,稳定干湿球温度,烤到顶台90%以上的烟叶主脉干燥时,停火,利用余热把未干的主脉烤干。
参考文献:
[1]何雪.可移动空气源热泵烤烟烘房关键技术研究及应用[D].贵州大学,2017.
[2]赵高坤.750型卧式密集型烤房性能验证及其配套烘烤工艺研究[D].湖南农业大学,2009.
作者简介:邹义江(1990—),男,河南新县人,机电工程学院农业机械化工程专业2016级硕士研究生,主要研究方向:动力机械及新能源利用。
张鹏琦(1991—),男,河南济源人,马克思主义学院科学技术史专业2017级硕士研究生,主要研究方向:科学技术史。
李思雅(1993—),女,河南息县人,马克思主义学院2017级硕士研究生,主要研究方向:马克思主义基本原理。
关键词:烟叶烘烤;普通式烤房;密集型自动化烤房
一、普通式烤房的工作原理
普通式烤房在烟叶烘烤过程中的运作机理是:燃料的燃烧产生热量,热量加热火管,火管加热烤房内部的空气;空气受热膨胀上升,形成热气流;烟叶在热气流的作用下,受热失水、变黄、后熟、干叶、干筋。其中,通过烧火的大小,来控制温度的高低;通过天窗、地洞的开关程度,来控制相对湿度的大小。烟叶在适宜的温湿度条件下,呈现鲜烟叶的质量,固定烟叶品质,烤出符合要求的原烟。
二、密集型自动化烤房的工作原理
密集型自动化烤房在烟叶烘烤过程中的运作机理是:燃料的燃烧产生热量,热量加热散热管,散热管加热供热室内部的空气;供热室内部的受热空气,在循环风机的作用下,形成热气流,通过出风口进入烤房,使烟叶受热、失水,变黄、干燥;热气流加热烟叶之后,温度降低,通过回风口,进入供热室加热。这样,煤燃烧的热量,通过热风循环风机,以强制性热气流循环的形式,源源不断地传入烤房烘烤烟叶。自动化控制系统,通过烧火的大小或烟气流量,来控制温度的高低;通过进风口和排湿窗的开关程度,来控制湿度的大小。烟叶在适宜的温湿度条件下,呈现鲜烟叶的质量,固定烟叶品质,烤出符合要求的原烟。
三、密集型自动化烤房的烘烤工艺技术
(一)低温调湿变黄
烟叶在变黄期的中心任务是:①蛋白质分解转化25%左右;②叶绿素的降解85%以上;③淀粉分解转化60%左右;④失水30%~40%。围绕这四项中心任务,积极促进烟叶内部一系列高分子化合物的分解转化,形成部份香气原始物质;在积极促进烟叶变黄的同时,合理協调烟叶含水量,打好烟叶外观质量基础。这一阶段,从烟叶外观形态到内部生理生化,影响较大的因素是叶绿素的降解,因此称之为变黄期。具体措施是:在适当低温、低湿的条件下,使烟叶受热→失水→发软→塌架→变黄。掌握的原则是:“烧火要小而忍”。“失水与变黄相适应,边排湿边变黄”,不可过急。技术关键是“以温控湿”。起火后,以平均1℃/h的升温速度,在14~17小时内,将底台干球温度升到35~37℃,湿球温度达到33~34℃,相对湿度80%~85%,时间24小时左右,烟叶变黄3~4成;再以1℃/h的升温速度,从37℃升到38~39℃,湿球34~35℃,持续24小时左右,使烤房底台烟叶达到青筋黄片。这一阶段,要保持烟叶细胞的生命活力,增强酶的活性,延长时间,促进烟叶内含物质分解转化,使烟叶变为黄色。烤到底台:下部烟叶基本变黄,变黄程度80%~85%;中部烟叶变黄90%左右;上部烟叶接近全黄,变黄程度95%左右。
(二)稳温排湿后熟
烟叶后熟期的中心任务是:最大限度地促进淀粉、总糖、蛋白质的分解转化,形成较多的香气原始物质。具体措施是:稳定温度,降低湿度,在保证烟叶黄色性质稳定的同时,积极促成烟叶内部一系列高分子化合物的分解转化。掌握的原则是:稳温排湿,温度不宜高,湿度不宜大,“烧成中火”。技术关键是“黄色临界值67%的应用”。干球温度,在3~5小时内,由39℃,以平均1℃/h的升温速度,升到42~44℃,湿球温度达到35~36℃,相对湿度控制在59~56%之间。稳定这种干湿球温度,烤到底台烟叶钩尖卷边,小卷筒;中上层烟叶达到青筋黄片为止。
(三)通风脱水干叶
干叶期的中心任务是:将烟叶变黄期、后熟期,所积累的以葡萄糖、果糖和氨基酸为代表的小分子物质复合、固定,合成烟叶香气物质。具体措施是:加大通风排湿,用较高的温度、较低的湿度,脱去烟叶水分,把烟叶变黄期、后熟期获得的品质因素固定下来。掌握的原则是:“保持一定的升温速度,并做到稳温、恒定、持久,不掉温,不猛升温,延长时间,加快脱水,烤干支脉和叶肉”。烧火“要大而稳”。技术关键是“先排湿,后升温”或“稳步升温排湿”。干球温度在3~5小时内,以平均1℃/h的升温速度,由44℃,升到47~48℃,湿球温度保持在35~36℃,持续24~36小时,烤到底台烟叶钩尖卷边小卷筒,主脉翻白8.5成以上,全炉烟叶变黄凋萎。实现这一烘烤目标后,干球温度在4~6小时内,以平均1℃/h的升温速度,从48℃升到52~53℃,湿球温度保持在36~37℃,持续12~24小时,烤到全炉烟叶主脉全部翻白,底台烟叶大卷筒,中上层烟叶基本干燥,小卷筒为止。即叶片干燥2/3左右,仅叶基部和主脉附近的叶肉还绵软。这一阶段,一般需要48~60小时。需要注意温度的平稳和通风脱水迅速,克服热挂灰、冷挂灰和黑糟烟的出现。
(四)控温、控湿干筋
干筋期的中心任务是:排尽主脉水分,实现全炉烟叶干燥。具体措施是:用较高温度和较低湿度,加速主脉水分的排除。烟叶主脉在干叶期已经干燥了2/3~3/4,残留的水分不多,只是表皮厚,组织紧密,水分蒸发较慢,但不需要大量的通风排湿;同时,烟叶叶片已经干燥,烤房内部烟竿之间空隙变大;如果继续开大排气窗、进风洞,必然会造成热量的损失和燃料的浪费。因此,密集型自动化烤房的湿球温度,在这阶段,可控制在38~40℃之间,适当关小排气窗、进风洞,减少热量损失,缩短烘烤时间,节约能源。掌握的原则是“烧火由大变中而均匀,烧成中火,慢升温、稳温,排尽湿气,烤干主脉”。技术关键是“温度不宜高,湿度不宜大”。以1℃/h的升温速度,从53℃升到62~63℃,湿球温度调整在37~38℃,保持这样的干湿球温度,持续12~18小时,这段时间为干筋阶段的过渡期,要求全炉烟叶主脉干燥5成以上转火。再以1℃/h的升温速度,升至67~68℃,湿球温度也随之上升至38~40℃,相对湿度13%~9%,稳定干湿球温度,烤到顶台90%以上的烟叶主脉干燥时,停火,利用余热把未干的主脉烤干。
参考文献:
[1]何雪.可移动空气源热泵烤烟烘房关键技术研究及应用[D].贵州大学,2017.
[2]赵高坤.750型卧式密集型烤房性能验证及其配套烘烤工艺研究[D].湖南农业大学,2009.
作者简介:邹义江(1990—),男,河南新县人,机电工程学院农业机械化工程专业2016级硕士研究生,主要研究方向:动力机械及新能源利用。
张鹏琦(1991—),男,河南济源人,马克思主义学院科学技术史专业2017级硕士研究生,主要研究方向:科学技术史。
李思雅(1993—),女,河南息县人,马克思主义学院2017级硕士研究生,主要研究方向:马克思主义基本原理。