片烟射频保质防霉设备
技术领域
本实用新型涉及烟草加工技术领域,特别涉及一种片烟射频保质防霉设备。
背景技术
烟叶作为烟草工业的原料,经初烤→打叶复烤→片烟储存→醇化发酵→卷烟配方→卷烟制丝→烟支卷制→卷烟包装→销售。片烟储存醇化发酵过程中,会遭受霉菌的危害。霉菌对加工期烟叶所造成的损失轻则降低等级,重则造成烟叶完全无法使用。霉菌广泛存在于自然界空气中,烟叶、烟丝上主要有曲霉属、毛霉属和青霉属真菌。烟叶发霉后,烟叶内含物被迅速分解,正常结构和内含物遭到破坏,外观色泽发暗,原有香气消失,发出浓烈霉酸臭味,吸味严重恶化,刺激性增大,吸时苦涩燥干,不能入喉,烟叶韧性和弹性大大降低,霉变严重时,完全变成了黑污色具恶臭的腐烂物,失去使用价值,给生产者造成重大损失。据统计,我国每年因霉菌所造成的烟叶损失为1.9%,最高可达6%,防霉工作为烟草储存过程中重中之重。环境湿度、温度和片烟含水量是影响储存烟叶霉变的三大因素,其中湿度为主导因素,环境湿度高会使烟箱或烟包中片烟含水量变高。研究表明,在相同温度条件下,烟叶含水量在安全储存含水量范围内,片烟可安全储存不发霉,含水量超过了安全储存含水量标准,就容易滋生霉菌,造成片烟发生霉变。所以,烟箱中片烟是否能保持安全储存含水量或快速脱去烟箱中超出安全储存含水量的水分,成为储存片烟保持品质、防止发生霉变的关键。
目前常用的烟叶保质防霉技术中,传统物理防霉变方法有通风、密封降氧等方法,通风可以降低烟草仓库的温、湿度,防止烟叶发霉,但在阴雨连绵或者雾气弥漫的季节,环境空气湿度大,效果不明显;采用大型除湿和温控设备调节控制储存仓库保持恒温恒湿也可有效防止片烟发生霉变,但因相应仓储设施建设和运行成本过高,同时较低温度不利烟叶醇化;仓储空间气调储存技术密封降氧也可以避免或减轻片烟霉变,但因片烟储存期间要进行醇化发酵,密封降氧不利用烟叶醇化发酵,影响片烟品质和后续使用。利用化学防霉药剂或生物制剂对储存片烟进行防霉处理可以避免或减轻片烟霉变,但存在使用场所和范围受限、灭菌力弱、有残留毒性等问题。辐射与臭氧防霉等技术,均不同程度存在不利于环境安全、影响烟叶醇化和外观品质等缺点。物理灭菌技术中,微波具有一定的穿透性和选择性加热等优点,对片烟灭菌防霉变效果显著,可改善加工工艺性及品质,但因微波穿透深度小,效率偏低,生产消耗功率大,难以大规模推广应用。
因此,快速脱去烟箱中片烟多余水分、有效杀灭霉菌,成为防止片烟发生霉变的关键,烟草行业片烟储存生产亟需一种能克服上述方法缺点,并能有效的防止烟叶霉变的技术。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种片烟射频保质防霉设备。
为了实现上述目的,本实用新型提供了一种烟射频保质防霉设备,包括片烟输送***、射频加热干燥防霉***和冷却降温***,所述射频加热干燥防霉***包括若干组射频加热单元和若干组排湿单元;
所述射频加热单元用于对经过其内的片烟进行射频加热干燥防霉处理;
所述排湿单元用于对经过射频加热干燥防霉处理后从片烟中排出的水分进行排除,使该片烟中含水量满足预设安全储存含水量要求;
所述冷却降温***用于对经过射频加热干燥防霉处理达到所述预设安全储存含水量要求的片烟进行降温处理;
所述片烟输送***用于沿着预定工艺路径输送所述片烟。
可选地,所述射频加热单元包括射频保质干燥防霉处理腔体和射频发生器,所述射频发生器能够向所述射频保质干燥防霉处理腔体内提供射频能量,对位于所述射频保质干燥防霉处理腔体内的片烟进行射频加热干燥防霉处理。
可选地,所述射频加热干燥防霉***还包括若干组辅助热风单元,所述辅助热风单元用于对经过所述射频加热干燥防霉***的片烟进行辅助加热。
可选地,所述辅助热风单元包括辅助热源、气流循环风机、风管和热风喷管,所述风管分别连接所述气流循环风机与所述热风喷管,所述热风喷管的出风口与烟片对应设置;其中,
所述气流循环风机用于将所述辅助热源所产生的热风吸入所述风管内并输送至所述热风喷管中。
可选地,所述冷却降温***包括冷却腔体、与所述冷却腔体连接的低温空气喷管、低温空气发生器以及连接所述低温空气发生器与所述低温空气喷管的风管。
可选地,所述片烟输送***包括烟箱、传送带、烟箱开启设备和烟箱封装设备;
所述烟箱用于承载所述片烟;
所述传送带用于沿着所述预定工艺路径输送所述烟箱;
所述烟箱开启设备用于开启所述烟箱的烟箱盖;
所述烟箱封装设备用于封装所述烟箱。
可选地,还包括检测与控制***,所述检测与控制***用于根据预设的工艺参数控制片烟实际保质防霉处理工艺过程。
可选地,所述检测与控制***包括控制器、温度传感器、湿度传感器、空气流速传感器和运行速度传感器,所述温度传感器、湿度传感器、空气流速传感器以及运行速度传感器均与所述控制器电连接;其中,
所述温度传感器用于检测片烟实际温度、所述射频加热单元内实际温度、所述冷却降温***内片烟实际温度、辅助热风单元的热风喷管出口处热风温度、冷却降温***的低温空气喷管出口处冷风空气温度,并将该些实际温度检测值发送至所述控制器;
所述湿度传感器用于检测片烟实际湿度、所述射频加热单元内实际湿度、所述冷却降温***内实际湿度并将该三个实际湿度发送至所述控制器;
所述空气流速传感器用于检测冷却降温***内低温空气喷管出口处冷风流速、辅助热风单元内热风喷管出口处热风流速并将该两个流速发送至所述控制器;
所述运行速度传感器用于检测所述片烟输送***输送片烟烟箱的实际输送速度并将其发送至所述控制器;
所述控制器用于分别将各实际温度、各实际湿度、各实际流速以及实际输送速度分别与预设目标温度、预设目标湿度、预设目标空气流速以及预设输送速度进行比较,并根据比较结果调整各实际温度、各实际湿度、各实际空气流速以及实际输送速度。
可选地,所述射频加热单元采用频率范围为3KHz~300MHz的射频电磁波。
本实用新型的片烟射频保质防霉设备,采用射频加热技术对储存片烟进行保质防霉处理,防止储存中的片烟发生霉变,不影响片烟储存过程中醇化发酵,利于片烟品质优化。射频(频率为3kHz~300MHz的电磁波)能穿透到烟箱内部,引起片烟内部极性分子与带电离子的振荡迁移,将电能转化为热能加热片烟到霉菌致死温度,达到防霉效果;在射频处理过程中,射频能量会相对集中在局部含水量较高区域(含水量超出安全储存含水量范围,易滋生霉菌产生霉变),含水量高的区域因接受射频能量相对集中加热快于低含水量区域,温度也远高于低含水量区域,对片烟中霉菌有选择性加热优势,同时也使含水量较高区域的水分快速受热蒸发排出,含水量通过调控降至不会发生霉变的安全储存含水量范围。射频加热片烟保质防霉处理过程中,可控制烟箱内绝大多数含水量位于安全储存含水量范围内的片烟温度不会有过高的温升,防止高温影响储存片烟的品质,合理的温升在一定程度上还有利于片烟醇化发酵,提升品质。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型,但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1为本实用新型第一实施例中片烟射频保质防霉设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
如图1所示,本实用新型涉及一种片烟射频保质防霉设备,该设备包括片烟输送***2、射频加热干燥防霉***和冷却降温***,所述射频加热干燥防霉***包括若干组射频加热单元和若干组排湿单元8。其中,所述射频加热单元用于对经过其内的片烟进行射频加热干燥防霉处理,所述排湿单元8用于对经射频加热干燥防霉处理后从片烟中排出的水分进行排除,使该片烟中含水量满足预设安全储存含水量要求,所述冷却降温***用于对经过射频加热干燥防霉处理达到所述预设安全储存含水量要求的片烟进行冷却降温处理。所述片烟输送***2用于沿着预定工艺路径输送所述片烟。
具体地,如图1所示,在对片烟进行射频保质防霉处理时,片烟输送***2将片烟(该片烟一般被放置在烟箱1中)输送至射频加热干燥防霉处理***中对该烟箱1内的片烟进行射频加热干燥防霉处理,同时,排湿单元8对经过射频加热干燥防霉处理后从片烟中排出的水分进行排除,使该片烟中含水量满足储存预设安全储存含水量要求(该预设安全储存含水量要求例如可以是12.5%~13.5%)。之后,冷却降温***对经过射频加热干燥防霉处理达到所述预设安全储存含水量要求的片烟进行冷却降温处理,从而可以获得保质防霉处理后的片烟,该保质防霉处理后的片烟被存放在烟箱13内。
本实施例的片烟射频保质防霉设备,采用射频加热技术对储存片烟进行保质防霉处理,防止储存中的片烟发生霉变,不影响片烟储存过程中醇化发酵,利于片烟品质优化。射频(频率为3kHz~300MHz的电磁波)能穿透到烟箱内部,引起片烟内部极性分子与带电离子的振荡迁移,将电能转化为热能加热片烟到霉菌致死温度,达到防霉处理效果;在射频处理过程中,射频能量会相对集中在局部含水量较高区域(易滋生霉菌产生霉变),含水量高的区域因接受射频能量相对集中加热快于低含水量区域,温度也远高于低含水量区域,对片烟中霉菌有选择性加热优势,同时也使含水量较高区域的含水量快速下降,通过调控可以控制在不发生霉变的安全含水量(12.5~13.5%)范围。射频处理片烟保质防霉处理过程中,可以控制烟箱内绝大多数相对含水量偏低的片烟(含水量低于16%,在12.5~13.5%之间)温度不会有过高的温升,可以防止高温影响储存片烟的品质,合理的温升在一定程度上还有利于片烟醇化发酵,提升品质。
此外,射频技术对储存片烟进行保质防霉处理时,射频电磁波穿透片烟包装纸箱到箱内片烟内部,快速均匀杀灭片烟中滋生的霉菌,快速脱除片烟因受环境温湿度条件影响增加并可能导致片烟产生霉变的水分,防止片烟发生霉变,利于片烟醇化发酵,改善品质。射频技术对储存片烟进行保质防霉处理时,具有无辐射泄漏、设备投资小等优势;射频电磁波穿透能力强,可穿透片烟包装烟箱至片烟内部,烟箱不必拆卸,方便和利于生产中应用,有望在我国烟草行业片烟保质防霉处理生产中大面积推广应用。
如图1所示,所述射频加热单元包括射频保质干燥防霉处理腔体5和射频发生器7,所述射频发生器7能够向所述射频保质干燥防霉处理腔体5内提供射频能量,以对位于所述射频保质干燥防霉处理腔体5内的片烟进行射频加热干燥防霉处理。
如图1所示,所述射频加热干燥防霉***还包括若干组辅助热风单元,所述辅助热风单元用于对经过所述射频加热干燥防霉***的片烟进行辅助加热。
具体地,所述辅助热风单元包括辅助热源(图中并未示出)、气流循环风机、风管和热风喷管6,所述风管分别连接所述气流循环风机与所述热风喷管6,所述热风喷管6的出风口与烟片对应设置;其中,所述气流循环风机用于将所述辅助热源所产生的热风吸入所述风管内并输送至所述热风喷管6中。
这样,在射频保质干燥防霉处理腔体5中,为了烟箱1表面温度不致过低影响箱内片烟防霉处理和干燥,采用辅助热风通过热风喷管6吹向烟箱1,使之在保质干燥防霉处理过程中保持一个合适温度。具体地,烟箱1在射频保质干燥防霉处理腔体5中,含水量偏高的烟块位于上方裸露于空气中,为加速片烟防霉处理和干燥脱水,辅助热风通过热风喷管6吹向烟箱开口处的烟块,使之受热后表面水分蒸发加速,利于内部水分快速排出。在烟箱1内片烟高含水量区域温度达到霉菌致死温度并保持至霉菌致死时间、高含水量区域水分受热扩散排出降至安全储存含水量(12.5~13.5%)以下时达到保质防霉处理要求。
如图1所示,所述冷却降温***包括冷却腔体10、与所述冷却腔体10连接的低温空气喷管11、低温空气发生器9以及连接低温空气发生器9和低温空气喷管11的风管(图中并未示出)等结构。
具体地,如图1所示,低温空气发生器9可以设置在冷却腔体10的外侧,例如,设置在冷却腔体10的顶壁上。当然,除此以外,本领域技术人员还可以根据实际需要,将低温空气发生器9设置在冷却腔体10的其余位置处,例如,可以设置在冷却腔体10内部等等。
这样,低温空气发生器9产生的低温空气通过低温空气喷管11吹向保质防霉处理后的烟箱13,将烟箱及烟箱内片烟的温度快速降至规定温度(储存安全、利于醇化发酵)后由烟箱封装设备12将开启的烟箱上盖4封口重新封好,使用装卸料设备卸下送入储存库中预定位置。
如图1所示,所述片烟输送***2包括烟箱(1、13)、传送带、烟箱开启设备3和烟箱封装设备12。所述烟箱(1,13)用于承载所述片烟;所述传送带用于沿着所述预定工艺路径输送所述烟箱1;所述烟箱开启设备3用于开启所述烟箱1的烟箱盖4;所述烟箱封装设备12用于封装所述烟箱13。
可选地,片烟射频保质防霉设备还包括检测与控制***(图中并未示出),所述检测与控制***用于根据预设的工艺参数控制片烟实际保质防霉处理工艺过程。
具体地,所述检测与控制***包括控制器、温度传感器、湿度传感器、空气流速传感器和运行速度传感器,所述温度传感器、湿度传感器、空气流速传感器以及所述运行速度传感器均与所述控制器电连接;其中,所述温度传感器用于检测片烟实际温度、所述射频加热单元内实际温度、所述冷却降温***内片烟实际温度、辅助热风单元的热风喷管出口处热风温度、冷却降温***的低温空气喷管出口处冷风空气温度,并将该些实际温度发送至所述控制器。
所述湿度传感器用于检测片烟实际湿度、所述射频加热单元内实际湿度、所述冷却降温***内实际湿度并将该三个实际湿度发送至所述控制器。
所述空气流速传感器用于检测冷却降温***内低温空气喷管出口处冷风流速、辅助热风单元内热风喷管出口处热风流速并将该两个流速发送至所述控制器。
所述运行速度传感器用于检测所述输送***输送片烟烟箱的实际输送速度并将其发送至所述控制器。
所述控制器用于分别将各实际温度、各实际湿度、各实际空气流速以及实际输送速度与预设目标温度、预设目标湿度、预设目标空气流速以及预设输送速度进行比较,并根据比较结果调整各实际温度、各实际湿度、各实际空气流速以及实际输送速度。
下面结合图1,详细说明片烟射频保质防霉方法的工艺流程:
具体地,通过物料装卸设备将待保质防霉处理的烟箱1连续装载在片烟输送***2的传送带上,置放时将烟箱中含水量偏高一层的封口向上,采用烟箱开启设备3打开烟箱中含水量偏高一侧(上方)封口的烟箱上盖4,取出箱内烟块上方的垫纸,将箱内烟块裸露在空气中后输送进入射频保质干燥防霉处理腔体5内。
烟箱1进入射频保质干燥防霉处理腔体5内后,片烟内极性分子和带电粒子接受射频发生器7产生的射频电磁波能量后产生振荡和迁移,将电能转化成热能,加热片烟杀灭片烟中霉菌,同时将片烟中超出安全储存含水量的水分汽化排出烟箱通过排湿***8从射频保质干燥防霉处理腔体5排出。在射频保质干燥防霉处理腔体5中,为了烟箱1表面温度不致过低影响箱内片烟防霉处理和干燥,采用辅助热风通过热风喷管6吹向烟箱1,使之在保质干燥防霉处理过程中保持一个合适温度。烟箱1在射频保质干燥防霉处理腔体5中,含水量偏高的片烟层位于上方裸露于空气中,为加速片烟防霉处理和干燥脱水,辅助热风通过热风喷管6吹向烟箱开口处的含水量偏高片烟层,使之受热后表面水分蒸发加速,利于内部水分快速排出。在烟箱1内片烟高含水量区域温度达到霉菌致死温度并保持至霉菌致死时间、高含水量区域水分受热扩散排出降至预设安全储存含水量范围内时达到保质防霉处理要求。
将处理后达到保质防霉处理要求的保质防霉处理后烟箱13输送至冷却腔体10中,低温空气发生器9产生的低温空气通过低温空气喷管11吹向保质防霉处理后烟箱13,将烟箱及烟箱内片烟的温度快速降至规定温度(储存安全、利于醇化发酵)后由烟箱封箱设备12将开启的烟箱上盖4封口重新封好,使用装卸料设备卸下送入储存库中预定位置。
因此,本实施例的片烟射频保质防霉方法,射频(频率为3kHz~300MHz的电磁波)能穿透到烟箱内部,将电能转化为热能加热片烟到霉菌致死温度,达到防霉处理效果;射频处理过程中,射频能量相对集中在局部含水量较高、易滋生霉菌产生霉变的区域,该区域因接受射频能量相对集中加热快于低含水量区域,温度远高于低含水量区域,对片烟中霉菌有选择性加热优势,使含水量较高区域含水量快速下降至不会发生霉变的预设安全储存含水量范围。射频处理过程中,可控制烟箱内绝大多数相对含水量偏低的片烟(含水量位于安全储存含水量范围)温度不会有过高的温升,不会出现影响储存片烟品质的高温,合理范围的小幅温升有利于片烟醇化发酵,提升品质。射频处理过程具有无辐射泄漏、设备投资小、可穿透片烟包装烟箱至片烟内部、方便和利于生产应用等优势。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式,然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。