基于动力学模型的烟叶变频烘烤干燥特性及收缩特性分析

来源：江苏农业科学杂志2023年第第9期北京时间：

作者：陈家鼎;徐志强;赵浩宾;刘剑君;范艺宽;陈二龙;宋朝鹏;段卫东

单位：1.河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002； 2.浙江中烟工业有限责任公司，浙江杭州 310004；3.中国烟草总公司河南省公司，河南郑州 450018； 4.河南中烟工业有限责任公司，河南郑州 450016

摘要：为了给烟叶变频烘烤工艺优化提供理论依据。烘烤过程中间隔12 h取样测量记录叶片和主脉的含水率、体积，对30、40、50 Hz下烟叶的干燥特性和收缩特性进行分析，并基于8种干燥动力学模型和3种收缩动力学模型进行拟合。结果表明：(1)在试验装烟量条件下，风机频率由30 Hz增至50 Hz，对应烘烤时间缩短48 h；相同烘烤时间时，烟叶水分比大小表现为30 Hz>40 Hz>50 Hz，叶片和主脉体积比大小表现为30 Hz>40 Hz>50 Hz；(2)对不同频率下烟叶干燥特性拟合时，Page和Modified Page模型的R2均高于0.99，RMSE值均小于0.05。对不同频率下叶片和主脉的收缩特性拟合时，Weibull分布函数的R2在0.986~0.991之间，RMSE在0.034~0.043之间；风机频率由 30 Hz 增至50 Hz时，叶片的尺度参数α从106.2减至78.8，主脉的尺度参数α从133.0减至111.1。(3)在研究范围内，风机频率由30 Hz增至50 Hz时，有效水分扩散系数由1.78×10-10 m2/s增至2.65×10-10 m2/s。(4)随机挑选风机频率 40 Hz 对已得动力学模型进行验证，发现Page、Modified Page模型和Weibull分布函数的R2都大于0.99。说明Page和Modified Page模型可以作为变频烘烤中烟叶失水动力学模型，Weibull分布函数可以作为变频烘烤中烟叶收缩动力学模型。

关键词：烤烟;调制;变频;动力学模型