本發(fā)明涉及一種利用煙草原料干燥動(dòng)力學(xué)特征調(diào)控出口含水率均值與穩(wěn)定性的方法。具體是以煙草原料為研究對(duì)象，利用煙草原料的干燥動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)，調(diào)控干燥設(shè)備出口煙草原料的含水率均值與穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)：

煙草在干燥加工過(guò)程中，水分遷移的動(dòng)力學(xué)特征一直都是研究的重點(diǎn)。含水率大小影響煙草產(chǎn)品的物理和感官質(zhì)量，而含水率穩(wěn)定性是煙草加工過(guò)程重要的質(zhì)量控制目標(biāo)。

目前對(duì)于煙草干燥動(dòng)力學(xué)特征的研究主要涉及不同干燥方式，干燥介質(zhì)溫度、濕度和壓力等操作參數(shù)，通過(guò)半經(jīng)驗(yàn)以及經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)煙草原料的水分遷移規(guī)律進(jìn)行描述、分析和預(yù)測(cè)。

煙草原料本身并不存在唯一確定的物理化學(xué)屬性，干燥特征參數(shù)呈現(xiàn)出分布特征。一方面，在煙草原料的實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中，不同產(chǎn)地、不同等級(jí)、不同屬性的煙草原料進(jìn)行配方分組、模塊加工，煙草原料的干燥特性參數(shù)的分布特征更加明顯；另一方面，煙草生產(chǎn)加工過(guò)程為動(dòng)態(tài)工序流轉(zhuǎn)過(guò)程，其影響因素非常多且復(fù)雜，煙草原料經(jīng)歷的局部溫度、濕度環(huán)境也不完全相同，煙葉的含水率在干燥設(shè)備的入口已經(jīng)表現(xiàn)為分布形態(tài)，單純使用含水率均值已經(jīng)很難調(diào)控干燥設(shè)備出口含水率的性質(zhì)，必須對(duì)煙草原料含水率的穩(wěn)定性加以調(diào)控。

但是目前并沒(méi)有類似的專利通過(guò)煙草干燥動(dòng)力學(xué)特征關(guān)注干燥出口含水率的穩(wěn)定性調(diào)控方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而提供一種利用煙草原料干燥動(dòng)力學(xué)特征調(diào)控出口含水率均值與穩(wěn)定性的方法，以此獲得煙草原料干燥出口水分的穩(wěn)定性，為煙草干燥過(guò)程水分穩(wěn)定性調(diào)控提供技術(shù)支持。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：1.測(cè)試煙草原料的動(dòng)力學(xué)特征；2.測(cè)試煙草原料的水分特征；3.表征煙草出口水分的均值與穩(wěn)定性。具體步驟如下：

1）測(cè)試煙草原料的動(dòng)力學(xué)特征：選至少30組煙草原料樣品，每組質(zhì)量2g，將煙草樣品置于固定的溫度和濕度環(huán)境中進(jìn)行干燥實(shí)驗(yàn)，實(shí)時(shí)檢測(cè)其干基含水率變化，對(duì)煙草樣品的干燥動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)按照牛頓干燥模型進(jìn)行擬合，式中表示時(shí)間，表示時(shí)刻煙草原料的干基含水率；，，均為擬合參數(shù)，為初始干基含水率，為平衡干基含水率，為干燥速率常數(shù)，和表示煙草原料的動(dòng)力學(xué)特征；分別計(jì)算以上30組煙草原料樣品的平衡干基含水率與動(dòng)力學(xué)參數(shù)的均值，與方差，；

2）測(cè)試煙草原料的水分特征。選取30組煙草原料樣品，每組質(zhì)量2g左右。在溫度22（+/-2）℃，相對(duì)濕度60%（+/-5%）的環(huán)境中，測(cè)得煙草原料的初始質(zhì)量。在溫度100（+/-2）℃的絕干環(huán)境中，將煙草樣品烘干2h，測(cè)得煙草原料的干基質(zhì)量，煙草原料的初始干基含水率為。計(jì)算以上30組煙草原料樣品初始干基含水率的均值和方差。

3）表征煙草出口水分的均值與穩(wěn)定性。根據(jù)煙草原料的動(dòng)力學(xué)參數(shù)與初始含水率的均值與方差，采用下式分別計(jì)算在任意時(shí)刻的含水率均值與方差。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)、實(shí)現(xiàn)步驟方便可靠，重復(fù)性高，減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)；2）對(duì)煙草原料出口水分均值和穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)調(diào)控預(yù)測(cè)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的工藝流程。

圖2片煙干燥動(dòng)力學(xué)曲線集合。

圖3片煙水分隨時(shí)間變化的實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值比較結(jié)果。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明以下結(jié)合實(shí)施例（附圖）做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實(shí)施例1

1）測(cè)試83個(gè)樣品片煙樣品在干燥溫度為70℃，相對(duì)濕度為30%的干燥動(dòng)力學(xué)曲線集合，如圖2所示。首先根據(jù)圖中每條干燥動(dòng)力學(xué)曲線，擬合干燥動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算得到各個(gè)樣品平衡干基含水率和干燥動(dòng)力學(xué)參數(shù)。然后求得83個(gè)樣品的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，均值的計(jì)算公式為，方差的計(jì)算公式為。得到片煙樣品的平衡干基含水率均值為6.31%，方差為1.17×10^-5；樣品干燥動(dòng)力學(xué)參數(shù)的均值為7.46×10^-4，方差為5.81×10^-9。

2）測(cè)得片煙樣品干燥過(guò)程初始干基含水率的均值為，方差為。

3）根據(jù)片煙樣品的動(dòng)力學(xué)特征與初始含水率特征參數(shù)，通過(guò)預(yù)測(cè)公式計(jì)算片煙干燥過(guò)程水分隨時(shí)間變化的均值與方差，各個(gè)時(shí)刻片煙水分均值預(yù)測(cè)值為

各個(gè)時(shí)刻片煙水分方差預(yù)測(cè)值為

統(tǒng)計(jì)83個(gè)樣品片煙各個(gè)時(shí)刻的水分的均值和方差，此實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值的比較結(jié)果如圖3所示。從圖中可以看出，片煙干基含水率的均值與方差的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值在整個(gè)干燥過(guò)程相差相對(duì)較小，說(shuō)明該模型方法能夠?qū)φ麄€(gè)干燥變化過(guò)程的均值進(jìn)行較好地預(yù)測(cè)調(diào)控，對(duì)方差的預(yù)測(cè)調(diào)控初始階段有一定的差異，但在片煙濕基8%-10%臨界含水率區(qū)間，即工藝質(zhì)量要求的目標(biāo)區(qū)間方差預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確。