烟丝冷却物理特性变化规律研究

摘要

在卷烟加工过程中，烟草物料在经历烟片复烤、烟丝干燥等一些较高强度的干燥脱水热加工后，需要对在制品进行冷却处理再进入后续加工工序。为了研究冷却方式及条件对冷却后烟丝物理特性的影响，本课题通过自行搭建的烟丝冷却装置，以河南许昌烤烟为试验原料，考察了不同冷却方式、通风冷却不同工艺参数对冷却后烟丝形态结构及物理质量的变化规律，并分析了通风冷却过程中烟丝的传质传热特性，为今后冷却工艺的深化应用提供了数据参考。本课题得出的主要结论如下:
　　(1)建立了烘后烟丝通风冷却检测装置，可实现不同冷却风温、风量、风湿度条件下的通风冷却试验，同时建立了烘后烟丝卷曲形态的检测方法，可通过计算机视觉技术并使用形状描述算法，计算出烟丝的卷曲度。
　　(2)考察了烟丝冷却过程含水率和温度变化特征，建立了较适宜形容烟丝风冷过程的传质传热模型。结果表明:随着冷却风温的降低、冷却风量的增加和冷却风湿度的减小，烟丝的冷却速率逐渐增大;随着冷却风温增加、冷却风量增加、冷却风湿度减小，烟丝水分损失量逐渐增加;自然冷却过程烟丝平均冷却速率和水分损失量均明显低于通风冷却过程。基于能量守恒建立的传热方程和经验传质方程，可准确描述烟丝不同通风冷却过程温度和含水率变化特征。
　　(3)考察了原料条件、干燥条件对烟丝冷却后形态结构的影响规律。结果表明:自然冷却条件下，对不同等级烟叶原料和不同切丝宽度的烟丝原料而言，上部烟叶烟丝以及切丝宽度为10mm的烟丝卷曲度最大，随着干燥温度的提高和烟丝初始含水率的增加，烟丝的卷曲度呈增加的趋势。
　　(4)考察了冷却方式、通风冷却条件对烟丝冷却后形态结构的影响规律。结果表明:通风冷却条件下，随着冷却风温的降低，烟丝的卷曲度逐渐变大，风温为25℃风温冷却后烟丝的内孔容积较大。随着冷却风量的增大，烟丝的卷曲度逐渐减小，但内孔容积逐渐增大。与通风冷却相比，自然冷却后烟丝的卷曲度和内孔容积均较小。
　　(5)考察了原料条件、干燥条件对烟丝冷却后物理质量的影响规律。结果表明.自然冷却方式下，烟丝结构在大于3.35mm范围占有较高的比例，特征尺寸较大，但是耐加工性相对较差，下部叶烟丝的填充性和弹性均最好，宽度为12mm的烟丝填充值和弹性值均最大;随着干燥温度的加大，烟丝的填充性和弹性逐渐减小，随着烟丝初始含水率的增加，烟丝的填充值呈增加的趋势，烟丝的弹性值呈减小的趋势。
　　(6)考察了冷却方式、通风冷却条件对烟丝冷却后物理质量的影响规律。通风冷却方式下，随着冷却风温的增加、冷却风量的减小、冷却风湿度的增加，烟丝结构中的中长丝比例增加，烟丝的特征尺寸及耐加工性均逐渐增大。与自然冷却相比，通风冷却后烟丝的填充值均能得到不同程度的提高，弹性值虽有变化，但无显著影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 烟草加工中烘后烟丝冷却工艺现状

1．1．1 VAS流化冷却

1．1．2 就地风选

1．1．3 自然冷却

1．2 食品加工中冷却工艺现状

1．2．1 食品冷却方法的分类

1．2．2 食品冷却研究进展

1．3 课题研究的目的意义和内容

1．3．1 课题研究的目的及意义

1．3．2 课题研究的主要内容

第二章 试验原料、装置及方法

2．1 试验原料

2．2 试验装置

2．3 试验条件设计

2．4 试验方法

2．4．1 温度和含水率测量方法

2．4．2 卷曲度测量方法

2．4．3 烟丝结构测量方法

2．4．4 内孔容积的计算方法

2．4．5 其他指标的测量方法

2．5 小结

第三章 烟丝冷却过程温度及含水率变化特征分析

3．1 干燥过程烟丝含水率和温度变化特征

3．2 冷却条件对烟丝温度和含水率变化影响

3．3 冷却过程传质传热特性分析

3．3．1 传质过程

3．3．2 传热过程

3．4 小结

第四章 烟丝冷却过程形态结构变化特征分析

4．1 烟丝卷曲度变化特征分析

4．1．1 原料及干燥条件对冷却后烟丝卷曲度影响

4．1．2 冷却方式对烟丝卷曲度的影响

4．1．3 通风冷却条件对烟丝卷曲度的影响

4．2 烟丝内孔容积变化特征

4．2．1 冷却方式对烟丝内孔容积影响

4．2．2 通风冷却条件对烟丝内孔容积影响

4．3 孔隙形貌变化特征分析

4．4 小结

第五章 烟丝冷却物理质量变化特征分析

5．1 烟丝结构变化特征分析

5．1．1 冷却方式对烟丝结构的影响

5．1．2 通风冷却条件对烟丝结构的影响

5．2 烟丝耐加工性交化分析

5．3 烟丝填充值变化特征分析

5．3．1 自然冷却方式下烟丝填充性分析

5．3．2 不同条件对通风冷却后烟丝填充性的影响

5．4 烟丝弹性变化特征分析

5．4．1 自然冷却方式下烟丝弹性分析

5．4．2 冷却方式对烟丝弹性的影响

5．4．3 通风冷却条件对烟丝弹性的影响

5．5 小结

6．1 总结全文

6．2 论文创新点

6．3 进一步研究建议

参考文献

作者简介

致谢