一种基于打叶复烤的真空回潮设备及其工艺控制方法
技术领域
本发明属于烟叶加工技术领域，具体的说，涉及一种基于打叶复烤的真空 回潮设备及其工艺控制方法。
背景技术
近年来，在卷烟行业的打叶复烤加工领域，明确提出了“四化一保”的技 术升级方向,保香提质与水分均匀加工作为其中的两项核心指标，是打叶复烤领 域亟需攻克的重点与难点。保香加工是指最大程度保留烟草内部的致香成分， 避免导致工业加工降低原料的正向品质，降低原料的工业可用性；烟叶均质化加 工包括水分、化学成分等的均质控制。真空回潮加工作为打叶复烤流程加工的 一个环节，其主要任务是对烟叶进行高温高湿处理，增加烟叶的温度与水分， 提高回透率，使烟叶柔软、松散，杀灭烟叶害虫和病菌，具有提高铺叶效率， 降低后续工序过程造碎的作用。但真空回潮加工处理也容易导致烟包表层烟叶含水率过高，甚至出现水渍烟、蒸片烟，使部分压油烟凸显，烟包内部烟叶的 水分过小而烟包外层烟叶水分过大，造成水分含量呈两级分化，后续加工设备 入口水分变异系数大，加工效果不理想，制约着均质化加工水平。此外，现有 真空回潮加工工艺还存在如下问题：①为保持回潮后烟叶的松散度、防止烟叶 结饼和后续加工的造碎，以回透率≥98％和包芯温度60-75℃进行控制，但同时 也容易产生水渍烟、蒸片烟，同一批次烟叶的水分更是不均匀，制约着后续的 加工均质化效果。②高强度的真空回潮处理下，进行二次抽空，使烟叶在高温 高湿下长时间停留，烟叶的感官质量变差。③真空回潮加工后烟叶色泽变深， 品质下降。④盲目的降低真空回潮加工强度，会导致烟叶的松散度不够，出现 烟叶回透率低、烟叶结饼从而不易挑选，影响铺叶效率和造成后续加工造碎浪 费等问题。因此，目前的真空回潮加工工序为了保证烟叶的松散度、回透率， 并防止造碎、结饼等问题，需要将真空回潮的回透率控制在98％以上，包芯温度 控制在60-75℃之间。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种基于打叶复烤的真空 回潮设备及其工艺控制方法，打破传统烟叶真空回潮时高回透率的控制标准， 通过设备和工艺的配合，以60％-70％的回透率作为控制指标，降低了真空回潮加 工强度，达到烟包内部或真空回潮加工周期中寻求水分均匀性、最大程度减少 致香物质散失与控制烟叶造碎浪费的平衡点，既降低加工回潮强度，节能降耗， 又不影响挑选铺叶效率及不增加造碎等目的。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的基于打叶复烤的真空回潮设备包括冷却-冷凝水排出系统、抽真空系 统、增湿系统16、真空回潮机1；所述冷却-冷凝水排出系统包括冷凝水水箱2、 冷却塔3、冷却供水泵4、循环水泵5、分水缸13及阀件；抽真空系统包括分汽 缸14、一至三级及启动蒸汽喷射泵12、1#冷凝器6、2#冷凝器7、3#冷凝器8 及气动阀件；所述增湿系统16包括加温加湿喷嘴(拉瓦尔喷嘴)、气动蝶阀、 汽水管路等组成。主要功能是对真空箱内的烟包在真空的条件下进行回潮加湿， 达到对烟叶均匀提高水分的目的。
蒸汽送至分汽缸14，并从分汽缸14通过管线分别送至一、二、三级蒸汽喷 射泵及启动蒸汽喷射泵12和真空回潮机1；一级蒸汽喷射泵9的进口端通过设 有气动蝶阀的管线与真空回潮机1连接，出口与1#冷凝器6连接；二级蒸汽喷 射泵10进、出口分别与1#冷凝器6和2#冷凝器7连接；三级蒸汽喷射泵11和 启动蒸汽喷射泵12的进口分别与2#冷凝器7连接、出口与大气联通，从三级蒸 汽喷射泵11和启动蒸汽喷射泵12出来的汽体排入大气；1#冷凝器6和2#冷凝 器7底部分别与冷凝水水箱8连通，冷凝水通过管道及循环水泵5送至冷却塔3， 冷却塔3底部设有管线连接至冷却水供水泵4，冷却水供水泵4出口连接至分水 缸13，并与真空回潮机1#冷凝器(6)和2#冷凝器(7)相连，形成冷却水循环 系统。
烟叶回透率控制为60-70％，包芯温度控制为：35-55℃，回潮后含水率 16.0-17.5％。
进一步的，所述的真空回潮机内真空回潮增湿压力为：-0.058～-0.068MPa， 真空回潮保温时间为60-90s。
进一步的，不同烟叶部位的回潮后包芯温度控制为：
A.上部烟叶：包芯温度：40-55℃，回潮后含水率：16.0-17.5％；
B.中部烟叶：包芯温度：35-50℃，回潮后含水率：16.0-17.5％；
C.下部烟叶：包芯温度：40-50℃，回潮后含水率：16.0-17.5％。
进一步的，不同等级烟叶的真空回潮机内控制参数为：
A.B3F：保温时间80S，增湿压力：-0.058MPa；
B.B2F：保温时间75S，增湿压力：-0.058MPa；
C.BBSF：保温时间70S，增湿压力：-0.060MPa；
D.CCSF：保温时间60S，增湿压力：-0.068MPa；
E.C2F：保温时间60S，增湿压力：-0.068MPa；
F.C3F：保温时间60S，增湿压力：-0.063MPa；
G.C4F：保温时间70S，增湿压力：-0.060MPa；
H.X2F：保温时间75S，增湿压力：-0.060Mpa。
进一步的，在烟叶真空回潮过程中取消二次抽吸。
进一步的，二级蒸汽泵启动点压力：-0.065Mpa；一级泵启动点压力： -0.078Mpa；一级泵抽空时间：60S。
本发明的有益效果：
1、以蒸湿压力和保温时间为控制点，合理设置加工参数，提高真空回潮加 工后烟包内外烟叶水分的均匀性，有效杜绝水渍烟、蒸片烟的产生。
2、以60-70％的回透率作为标准，降低了真空回潮加工强度。较好地保留烟 叶内在致香物质，使烟叶感官质量得到保持或提升。
3、通过设备与工艺的共同配合，降低加工强度和缩短加工周期时间，使烟 叶在真空回潮设备内进行合理时间的加工处理，避免烟叶色泽过度变深、工业 可用性降低的问题。
4、通过设备与工艺的共同配合，形成针对不同烟叶等级的水分均质与保香 提质的加工参数组，达到烟包内部或真空回潮加工周期中寻求水分均匀性、最 大程度减少致香物质散失与控制烟叶造碎浪费的平衡点，既降低加工回潮强度， 节能降耗，又不影响挑选铺叶效率及不增加造碎等目的。
5、形成以感官质量的指标评价和色泽变化程度为导向的加工参数设置方法。 该方法可以扩展到不同生态区域、不同品种、等级的原烟加工领域。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图；
图中，1-真空回潮机、2-冷却水箱、3-冷却塔、4-冷却供水泵、5-循环水泵、 6-1#冷凝器、7-2#冷凝器、8-冷凝水水箱、9-一级蒸汽喷射泵、10-二级蒸汽喷射 泵、11-三级蒸汽喷射泵、12-启动蒸汽喷射泵、13-分水缸、14-分汽缸、15-冷凝 水循环水泵、16-增湿系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的 优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
如图1所示，所述的基于打叶复烤的真空回潮设备包括真空回潮机1、抽真 空系统、增湿系统、蒸汽分配系统14、空压及仪表系统、冷却-冷凝水排出系统、 进出料系统、安全装置等；冷却-冷凝水排出系统包括冷凝水水箱8、冷却塔3 及水箱2、供水泵4、循环水泵5、15、管道及阀件等；抽真空系统包括一级蒸 汽喷射泵9、二级蒸汽喷射泵10、三级蒸汽喷射泵11、启动蒸汽喷射泵12、冷 凝器6和7、分汽缸13、消声器及气动控制阀件等。一级蒸汽喷射泵9、二级蒸 汽喷射泵10、三级蒸汽喷射泵11、启动蒸汽喷射泵12蒸汽进汽压力为0.8～ 1.2MPa，以满足工艺设备运行条件。
蒸汽送至分气缸13，并从分气缸13通过管线分别送至一、二、三蒸汽喷射 泵及启动蒸汽喷射泵和真空回潮箱体；一级蒸汽喷射泵9出口与1#冷凝器6连 接；二级蒸汽喷射泵10的进、出口端分别与1#冷凝器6、2#冷凝器7连接；三 级蒸汽喷射泵11、启动蒸汽泵喷射泵12与2#冷凝器7连接；一级蒸汽喷射泵9 的进口端通过设有气动蝶阀的管线与真空回潮箱体1连接；从三级蒸汽喷射泵 11、启动蒸汽喷射泵12出来的气体排空；1#冷凝器6、2#冷凝器7底部与冷凝 水水箱8连通，冷凝水水箱8通过循环水泵15用管线连接至冷却塔3，冷却塔 3底部设有冷却水箱2，供水泵4的进口管与冷却水箱2连接，出口管连接至分 水缸13；自循环水泵5的进口管与循环水槽2连接，出口管与冷却塔3连接。 在冷凝水循环系统，从冷凝水水箱8出来的冷凝水经循环水泵输15送至冷却塔 3降温后回到冷却水箱2，供水泵4将冷却水箱2内的水输送至分水缸13，循环 水泵5将冷却水箱2的水送至冷却塔3循环冷却，以控制冷却水箱2内水温。 从分水缸13出来的冷却水分别送至6、7冷凝器；蒸汽在一、二级蒸汽喷射泵 与冷凝水接触，为真空回潮箱体1提供负压，其中，二级蒸汽喷射泵10启动点 压力控制为-0.065Mpa；一级蒸汽喷射泵9启动点压力控制为-0.078Mpa，抽真空 时间为60s，观察抽真空结束时，真空回潮箱体1内压力应≈-0.083MPa。然后 进行增温增湿，蒸湿压力控制为-0.058～-0.068Mpa，真空回潮箱体1内保温时 间为60～90S。烟叶回透率控制为60-70％，包芯温度控制为：35-55℃，回潮后 含水率16.0-17.5％。
在进行真空回潮参数设置时，需根据真空回潮加工后的烟叶感官质量评价 作为参考依据，进而在参数范围内作调整。真空回潮的评吸导向：真空回潮的 评吸关键在于香韵、香气量指标与未加工烟叶基本持平，浓度、劲头指标可稍 低于未加工烟叶，但是不能拉开太大差距，香气质、杂气、刺激性与余味指标 要显著优于未加工烟叶，总分要显著高于未加工烟叶。而回潮后烟叶无蒸片烟、 水渍烟，烟叶的色泽只能稍有变深，而不能过度。不同生长部位烟叶真空回潮 工艺调整参数如下：
表1加工工艺目标
不同等级烟叶的真空回潮设备参数设置表：
表2真空回潮设备工艺控制参数
利用本发明的装置结合控制工艺加工的烟叶质量与原工艺对比：
以云南红河烟区典型的烟叶为试验对象，等级C3F，品种K326。每个水平 处理投料量为2520kg/次(烟包重量40kg/包，63包/次)，各设置6次重复。采 用压力控制模式，抽空极限真空度在-0.083MPa，将反抽时间设置为0，以蒸湿 压力和保温时间为主因子。
表3原有工艺参数与现有工艺参数的烟叶加工质量对比
如上表所述，回透率方面：原工艺参数回透率均值为93.51％、变异系数4.21％，现工艺参数回透率均值为66.42％、变异系数2.99％，现工艺参数回透率比原工 艺参数降低了27.09％，但是变异系数提升了29.02％，说明现工艺参数的回透率 均匀性好于原工艺参数方案。包芯温度方面：原工艺参数包芯温度均值72.97℃、 变异系数3.59％，现工艺参数包芯温度均值47.26℃、变异系数2.31％，现工艺 参数比原工艺参数的包芯温度降低了25.71℃，变异系数提升了35.81％，说明现 工艺参数能有效降低烟叶的包芯温度，更有利包芯温度的均匀性。回潮后水分 方面：来料烟叶的水分均值分别为15.27％、15.28％，差异不大，但是回潮后， 原工艺参数回潮后水分均值18.74％、变异系数5.07％，现工艺参数水分均值 17.03％、变异系数0.69％，现工艺参数比原工艺参数的回潮后水分变异系数提高了86.38％，说明现工艺参数能大幅提高回潮烟叶水分的均匀性。
现有烟叶加工过程中降低回透率标准，缩短真空回潮工艺动作时间，所需 的压力升高、保温时间降低，包芯温度降低、回潮后烟叶含水率降低，避免了 蒸片烟以及水渍烟的结果，更重要的是，能降低回潮后烟叶含水率及包芯温度 的变异系数，提高真空回潮加工质量的均匀性。
蒸片烟、水渍烟方面：原工艺参数下平均每包烟产生蒸片烟、水渍烟12.67 片，而现工艺参数可以避免蒸片烟与水渍烟的产生。回潮时间方面，现工艺参 数比原工艺参数缩短了83秒，提高了设备14.73％的工作效率。造碎方面：现工 艺参数与原有工艺参数分别为0.41％与0.37％，虽然造碎略有提升，但是差异不 大。上述可知，现工艺参数能大幅提升回潮后烟叶包芯温度、水分均匀性的优 点，同时能缩短真空回潮加工时间周期，提高设备效率。虽然现工艺参数的回 透率降低至66.42％左右，但是造碎率增加不明显，具有一定的工艺可用性。
色泽对比：
未进行真空回潮加工前，选取烟叶色泽均匀一致、色泽光鲜饱和的烟叶适 量制成10组样品，每组样品10kg；运用半叶法，将所选取的10组样品烟叶从 主脉一分为二后进行编号，一半烟叶晾置到常温后装袋密封保存，另一半扎把 后标识进行真空回潮各水平处理，再自然风干到常温保存。通过25个人对两组 样品进行比对，感官辨识其色泽变化程度。
表4不同真空回潮加工强度对烟叶色泽的影响
统计辨识结果，分析原工艺参数与先工艺参数下烟叶的色泽变化情况。如 上表所示，原工艺参数加工条件下，88.0％的人认为烟叶色泽“稍变深”，甚至有 “变深”到“明显变深”的层次；先工艺参数加工条件下，40.0％的人认为无变化， 56.0％的人认为“似变深”，仅4.0％认为“稍变深”。如此对比可知，现工艺参数 加工条件下，虽然烟叶色泽有一定的变化，但是变化不明显，经加工后的烟叶 色泽不会下降，外观指标得到了较好的保持，同时，工业可用性也得到较好的 保持。
感官质量对比：
将取样样品切丝后，在<40℃的温度下将烟丝水分调至(12±0.5)％，混 合均匀后在温度(22±1)℃和相对湿度(60±2)％条件下平衡48h后采用暗 评的方式，组织7位专业评吸人员进行样品感官质量评价。评吸指标包括香气 风格、香气特性(香气质、香气量、杂气)、烟气特性(劲头、浓度、细腻程度)和 口感特性(余味)等指标。评吸组根据YC/T 138-1998(烟草及烟草制品感官评价 方法)及《烟叶质量风格特色感官评价方法(试用稿)》等技术文件要求对制作 烟样进行评价。感官质量对比见下表，原工艺参数条件下，烟叶的感官质量指 标仅杂气、刺激性和余味稍高于未加工烟叶，其余项均显著低于未加工烟叶， 特别是总分低于未加工烟叶，说明原工艺参数下的真空回潮加工降低了烟叶的 感官质量，间接制约着烟叶的工业可用性。现有工艺参数除劲头分值低于未加 工烟叶、香韵与未加工烟叶持平外，其余项均显著高于原烟，且总分分别高于 未加工烟叶、原工艺参数加工烟叶的2.84分、3.47分，说明现工艺参数能显著 提高真空回潮加工烟叶的感官质量，间接提升烟叶的工业可用性。
表5未加工烟叶、原有工艺参数与现有工艺参数的烟叶感官质量对比
蒸汽消耗对比：
现工艺参数下的吨烟蒸汽消耗比原工艺参数降低了20.91％，说明现工艺参 数降低了生产过程中的蒸汽消耗量。
表6真空回潮机蒸汽消耗统计表
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制， 尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员 应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明 权利要求书所限定的范围。
