增溫增濕過程

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1、4.增溫增濕過程中煙葉吸濕速率變化研究1222曾強，李斌，閆亞明，羅登山（1.廈門卷煙廠，福建省廈門市海滄區(qū)海滄新陽路1號3610262.中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2號450001）摘要：為研究加工過程中煙葉的吸濕過程，利用調(diào)溫調(diào)濕箱模擬煙葉增溫增濕過程中的工藝條件，考察了熱風溫濕度對烤煙B2F干基含水率及吸濕速率的影響。結(jié)果表明，在增溫增濕初始階段，提高熱風溫度或熱風濕度均能增加煙葉的吸濕速率；隨著處理時間的延長，熱風溫度越高，煙葉吸濕速率趨近于零所需時間越短；

2、當熱風濕度較小時，煙葉吸濕速率出現(xiàn)了小于零的解濕現(xiàn)象。關鍵詞：煙葉；增溫增濕；吸濕速率[1]煙草屬膠體毛細管多孔薄層物料，其熱濕遷移過程十分復雜，迄今為止，國內(nèi)外對煙草加工過程中吸濕現(xiàn)象的報道較少。為此，利用調(diào)溫調(diào)濕箱模擬加工過程中的工藝條件，考察增溫增濕處理過程中煙葉含水率和吸濕速率的變化，研究煙葉加工過程中不同熱風溫濕度對煙葉吸濕速率的影響，以期為工藝條件的優(yōu)化提供相關的理論和實驗依據(jù)。1實驗部分1.1材料2003年產(chǎn)河南B2F復烤煙片。1.2設備與儀器PR-3K調(diào)溫調(diào)濕箱(日本ESPEC公

3、司)；CS101-2D電熱鼓風干燥箱(中外合資重慶四達實驗儀器有限公司)；RAYTEXMX2紅外測溫儀(美國RAYTEX公司)；MP4000電子天平(上海第四天平儀器廠)；自制帶網(wǎng)孔料盤。1.3試驗方法(1)設定調(diào)溫調(diào)濕箱內(nèi)的溫濕度，待其達到穩(wěn)定后，將空料盤放入箱體內(nèi)，每隔一定時間取出料盤稱量，記錄讀數(shù)。[5](2)用烘箱法測定來料煙片含水率，并用紅外測溫儀測定來料煙片溫度。每次取140g的煙片放入料盤中，在調(diào)溫調(diào)濕箱內(nèi)進行煙片增溫增濕實驗。每隔一定時間取出料盤稱量，記錄讀數(shù)。根據(jù)(1)、(2)

4、兩次料盤讀數(shù)變化得到增溫增濕后煙片的重量，進而推算出其含水率的大小。2結(jié)果與討論2.1煙葉吸濕速率變化曲線圖1為B2F烤煙在熱風溫度為60℃、熱風濕度為80%條件下其干基含水率隨時間的變化曲線。為了更直觀地顯示樣品的吸濕過程，對圖1數(shù)據(jù)曲線進行求導，得到增溫增濕過程煙葉的吸濕速率變化曲線，見圖2和圖3。由圖1可以看出，當煙片放入調(diào)溫調(diào)濕箱后，由于環(huán)境溫度和水蒸氣分壓與煙葉表面溫度、水蒸氣分壓差大，煙葉容易吸附水蒸氣，同時水蒸[2]氣也容易冷凝于煙葉表面，煙葉含水率呈迅速增加的趨勢。對照圖2和圖3

5、煙葉的吸濕速率變化曲線，此時煙葉的吸濕速率也較大；而隨著處理時間的延長，煙葉含水率的增加使煙[1]葉表面水蒸氣分壓增大，濕熱空氣向煙葉表面的擴散量減少；另一方面，由于冷凝于煙葉[3]表面的部分水分僅和煙葉呈機械結(jié)合狀態(tài)，在熱風溫度較高的條件下，這部分水分也可能會以蒸發(fā)等方式又回到介質(zhì)主體中去，故此時煙葉含水率的增加速率明顯減小。當煙葉表面水分逐漸向內(nèi)部擴散時，煙葉含水率緩慢地增加到該條件下煙葉的吸濕平衡含水率，而煙葉的吸濕速率則逐漸降低至零。1981861716(%)415(%/min)142干

6、基含水率13吸濕速率1201102468101214160246810121416時間(min)時間(min)圖1熱風溫度60℃、熱風濕度80％圖2熱風溫度60℃、熱風濕度80％B2F干基含水率變化曲線B2F吸濕速率變化曲線8642吸濕速率(%/min)01112131415161718干基含水率(%)圖3熱風溫度60℃、熱風濕度80％B2F吸濕速率隨含水率變化曲線2.2不同熱風溫度對煙葉含水率及吸濕速率變化的影響熱風溫度分別為60℃、70℃、80℃，熱風濕度為80%時，烤煙B2F含水率及吸濕速

7、率隨時間的變化曲線見圖4；把處理時間1~16min內(nèi)的煙葉吸濕速率變化曲線放大后得到圖5。由圖4、圖5可以看出，在增溫增濕較短的處理時間內(nèi)，熱風溫度越高，煙葉的吸濕速率也越大。這是由于在相同的熱風濕度條件下，當熱風溫度較高時，介質(zhì)的含濕量也較大，從而使冷凝在煙葉表面的水分量增加。當處理時間增加到8min后，隨著處理時間的繼續(xù)延長，[4]熱風溫度越高，煙葉的吸濕速率趨近于零所需時間越短。T80H80T80H80T70H80T70H80T60H80T60H8024162214122010188166

8、干基含水率(%)吸濕速率(%/min)414212002468101214160246810121416時間(min)時間(min)圖4不同熱風溫度對B2F含水率及吸濕速率變化影響注：圖中T表示熱風溫度，H表示熱風濕度，下同。0.8T80H80T70H800.6T60H80(%/min)0.40.2吸濕速率0.0246810121416時間(min)圖5B2F吸濕速率曲線放大圖2.3不同熱風濕度對煙葉含水率及吸濕速率變化的影響熱風濕度分別為60%、70%、80%和90%，熱風溫度80℃時，烤煙B