滚筒复合传热过程烤烟叶丝干燥与收缩特性研究.pdf

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1、南方农业学报JournalofSouthernAgricultureISSN2095—1191；CODENNNXAABDOI：10．3969／j：issn．2095—1191．2014．8．1447滚筒复合传热过程烤烟叶丝干燥与收缩特性研究朱文魁，许冰洋，周雅宁，李斌，于川芳，陈良元(郑州烟草研究院烟草工艺重点实验室，郑州450001)摘要：【目的】研究滚筒复合传热过程烤烟叶丝干燥及收缩特性，为烟叶原料的滚筒干燥工艺优化提供科学参考。【方法】LXB2F烤烟上部烟叶为原料，采用滚筒复合传热方式，考察不同筒壁温度下烤烟叶丝的含水率和温度变化特征，以及叶丝颗粒体积收缩特性。【结果】不

2、同筒壁温度下烤烟叶丝的含水率变化均可采用二元Weibull分布模型描述，模型拟合精度在0．9700LXJ2；筒壁温度对恒速干燥脱水阶段和快速升温阶段影响较大，筒壁温度越高，叶丝干燥速率越快，叶丝温度升高也越快；不同筒壁温度下叶丝干燥终点体积收缩率为20％～25％，且收缩率与含水率之间的变化关系近似线性相关。【结论】筒壁温度是影响烤烟叶丝干燥效果的关键因素，应作为烤烟实际干燥加工中的首选调控参数。关键词：烤烟叶丝；滚筒；复合传热；干燥；收缩中图分类号：TS441文献标志码：A文章编号：2095—1191(2014)08—1447—05Investigationonthedryin

3、gandshrinkagecharacteristicsofflue-—-curedcuttobaccoduringdrumprocessingwithcombinedheattransferZHUWen—kui，XUBing—yang，ZHOUYa-ning，LIBin，YUChuan—fang，CHENLiang——yuan(TobaccoKeyLab，ZhengzhouTobaccoResearchInstitute，Zhengzhou450001，China)I’引吾【研究意义】滚筒干燥是烤烟烟叶制丝加工的必要环节，也是烟草加工中烟叶原料物理、化学性质及感官品质变化较为

4、显著的过程(黄嘉初和谢剑平，2000)。在滚筒干燥过程中，烟叶含水率、温度变化是影响其内部美拉德反应、致香成分析出等化学过程的关键(赖伟玲等，2004)。另一方面，由于烟草属胶体毛细管多孔生物材料，在热湿处理尤其是干燥过程中，温湿度变化所产生的应力作用常导致其内部结构发生一系列收缩形变，并直观体现在密度变化上(Dissaeta1．，2010)，且烟叶结构收缩对其填充性、弹性等物理质量均有影响。因此，研究滚筒干燥过程中烤烟叶收稿日期：2014—02—27基金项目：国家自然科学基金项目(51306213)；郑州烟草研究院科技项目(212012CZ0320)作者简介：朱文魁(1979

5、一)，博士，副研究员，主要从事烟草原料综合加工利用研究工作，E-maihwkzhu79@163．coin_重n呲=墓叶鼍；呈

6、一h～～一一一～～一一一一一蛐～一一～一奶kli曲m曲湎枷‰岫⋯一一一蝴～一一_i川黑蛐‰篇山o{

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10、丝干燥与收缩特性，对提升烟叶原料加工质量具有重要意义。【前人研究进展】近年来，国内已有不少学者对不同加热方式下的烟丝干燥特性进行研究，但主要集中在单一对流传热干燥、加压对流传热干燥和固定床对流一传导复合传热干燥方面。顾中铸等(2007)研究单一热风对流传热干燥的烟丝在增温减湿条件下的热质迁移规律，以及该过程对烟丝填充力的影响，结果表明，提高风温或风速可缩短干燥周期，有利于提高烘后烟丝的填充力。刘泽等(2009)研究了烟丝在对流与传导复合传热固定床中的干燥特性，基于菲克第二定律建立了可描述烟丝薄层干燥含水率变化的动力学模型。张合明等(2011)利用加压对流干燥装置考察环境压力与温

11、度对烟丝干燥过程的影响，结果表明，在加压干燥条件下，环境介质温度越高，有效扩散系数越大，水分逸出越快；环境压力越高，有效扩散系数越大，水分干燥越快；所建模型能够较好地表征加压条件下烟丝干燥动力学特}生。李建欣等(2013)利用烟草热湿处理特性在线分析装置，研究卷烟原料在不同温度下含水率随时问的变化规律，并建立卷烟原料干燥动力学方程，结果表明，该动力学模型可较好地描述卷烟原料的干燥过程，试验值与计算值相关性较好。【本研究切人点】目前，关于滚筒复合传热方式下的烟丝干燥特性以及滚筒干燥过程中烟丝收