[发明专利]一种测定对流干燥中烟丝受热程度的方法

说明书

本发明公开了一种测定对流干燥中烟丝受热程度的方法，包括以下步骤；A、采用能量守恒方程描述烟丝干燥的能量传递过程；B、采用Newton模型描述烟丝干燥过程中含水率比随时间的变化规律；C、采用含水率比表征烟丝干基含水率，简化能量守恒方程；D、假设烟丝干燥的初始条件，计算烟丝表面温度随含水率比变化模型；E、采用烟丝干燥特征温度表征烟丝在对流干燥过程中的受热程度。本发明准确的描述了对流干燥过程中烟丝的受热情况，为进一步研究烟丝受热程度对烟丝质量影响规律提供了依据。

技术领域

本发明涉及烟草加工技术领域，尤其涉及一种测定对流干燥中烟丝受热程度的方法。

背景技术

烟丝加工过程是一个伴随着湿热处理的过程，过程中存在较为复杂的传热、传质现象，这一过程对卷烟的理化品质及感官品质均有重要的影响。烟丝作为热敏性物料，过度的热处理势必造成烟丝香味成分损失，最终影响卷烟的品质，因此，研究烟丝受热程度对烟丝质量影响规律十分重要。目前，用于表征烟丝受热程度的方法很少，一般多用出口温度的高低表征干燥过程中烟丝的受热程度。然而烟丝干燥是一个变化的受热过程，单点出口温度高低并不能准确代表整个干燥过程中烟丝的受热情况。因此，研究能够准确测定烟丝干燥过程中的受热程度的方法，对提高烘后烟丝的品质有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定对流干燥中烟丝受热程度的方法，能够准确的表征烟丝在对流干燥过程中的受热程度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种测定对流干燥中烟丝受热程度的方法，包括以下步骤：

A、假设烟丝干燥过程中对流换热系数、烟丝与干燥介质接触的有效面积和烟丝的比热容均为常数，采用能量守恒方程描述烟丝干燥的能量传递过程：

式中h—对流换热系数[W/(m².℃)]；A—对流换热中烟丝与热风接触的有效面积(m²)；T_a—干燥介质干球温度(℃)；T—烟丝表面温度(℃)；M_t—烟丝质量(kg)；C_t—烟丝的比热容[J/(kg.℃)]；R_w—水的汽化潜热(J/kg)；X—烟丝干基含水率(％)；

B、采用Newton模型描述烟丝干燥过程中含水率比随时间的变化规律：

M_R＝Exp(-kt) (2)

式中M_R为含水率比，即X、X₀、X_e分别为t时刻、初始时刻和平衡时刻的烟丝干基含水率(％)，k代表模型参数；烟丝终点的平衡含水率与初始时刻的含水率比较，平衡含水率较小，省略X_e，则M_R＝X/X₀；

C、采用含水率比M_R表征烟丝干基含水率X，将公式(2)代入公式(1)得：

令hA＝m，M_tC_t＝n，M_tR_wk＝p，则公式(3)简化为：

D、假设烟丝干燥的初始条件为t＝0，T＝T₀，T₀为烟丝表面初始温度，对公式(4)求解得到：

式中m、n、p、k均为常数，令则将公式(2)代入公式(5)得到烟丝表面温度随含水率比变化模型：

E、采用烟丝干燥特征温度T'表征烟丝在对流干燥过程中的受热程度：