烟草生产企业中的自动化烘烤工艺优化与能耗降低策略研究

[摘 要]烟草生产是一个能源密集型行业，烟叶烘烤环节是烟草生产过程中最重要、最耗能的环节之一，传统的烟叶烘烤工艺通常采用人工操作烘烤设备，能效较低，存在着能源浪费和生产效率低下的问题，随着自动化技术的不断发展和应用，探索烟草生产企业中的自动化烘烤工艺优化与能耗降低策略十分重要。文章设计了一套高效的自动化烘烤系统，并采用了多种节能措施。试验结果表明，优化后的烘烤工艺不仅能够显著降低能耗，还提高了生产效率，提升了产品质量。

[关键词]烟草；自动化烘烤工艺；能耗降低；节能措施

[中图分类号]TP391.41 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2024）06–0122–03

Research on Optimization of Automatic Baking Process and Energy Consumption Reduction Strategy in Tobacco Production Enterprises

HAN Zhihui

[Abstract]Tobacco production is an energy intensive industry， and the tobacco leaf baking process is one of the most important and energy consuming processes in tobacco production. Traditional tobacco leaf baking processes usually use manually operated baking equipment， which has low energy efficiency， energy waste， and low production efficiency. With the continuous development and application of automation technology， it is important to explore strategies for optimizing automated baking processes and reducing energy consumption in tobacco production enterprises. The article designs an efficient automated baking system and adopts various energysaving measures. The experimental results show that the optimized baking process can not only significantly reduce energy consumption， but also improve production efficiency and product quality.

[Keywords]tobacco； automatic baking process； lower energy consumption； energy-saving measures

1 自动化烘烤工艺优化

1.1 自动化控制系统的设计

为了提高烘烤设备的能源利用率，文章设计了一套先进的自动化控制系统，该系统集成了传感器、执行器和控制算法，实现对烘烤设备的精确控制和监测。通过自动化控制系统可以实现热风温度、进出风量、烟叶层的精确控制及烘烤过程的自动化调节，这样可以避免传统人工操作中的误差和能耗浪费，提高烘烤效果和生产效率。为了验证自动化控制系统对能源利用率和烘烤效果的影响，进行了一系列试验。在试验中使用了2台相同型号的烘烤设备，1台使用传统人工控制方式，另1台使用了设计的自动化控制系统[1]，将同一批烟叶分别放置在2台设备中进行烘烤，记录了烘烤过程中的数据，并对比分析了2种控制方式的效果。自动化控制系统与传统人工控制的能耗比较见表1。

由表1可知，使用自动化控制系统的设备在能源利用效率上明显优于传统人工控制的设备。平均来说自动化控制系统减少了约20%的能源消耗，这主要得益于对热风温度和烟叶层的精确控制，自动化控制系统能够根据烟叶状态和烘烤需求进行智能调节，避免了能耗的浪费。

研究人员还对2台设备在烘烤效果方面进行了评估，通过对烟叶的颜色、水分含量和质地等指标的检测，对2种控制方式下的烘烤效果进行了对比。自动化控制系统与传统人工控制的烘烤效果比较见表2。

从表2中可看出，使用自动化控制系统的设备在烘烤效果方面表现更为优异，烟叶的颜色更加均匀，水分含量更为适宜，质地更为柔软，这说明自动化控制系统可以更好地实现对烘烤参数的精确控制达到更高的烘烤质量[2]。

1.2 温湿度检测与调控

为了实现烘烤过程中的温湿度精确控制，文章在烘烤设备中安装了温湿度传感器，这些传感器能够实时监测烘烤室内的温湿度变化，并将这些数据传输给自动化控制系统进行处理和调控，通过对温度和湿度的准确监测，系统可以根据烟叶的要求进行智能调控，调节热风温度和湿度，以确保烟叶的烘烤质量和效果。同时系统还能自动调整风量和热风流速，从而实现烘烤过程的稳定性和高效性[3]。

为了验证温湿度检测与调控系统对烘烤过程的影响，进行了一系列试验，在试验中设置了2组对照试验，一组是传统的人工控制方式，另一组是使用了温湿度检测与调控系统的自动化控制方式，将相同批次的烟叶分别放置在2组设备中进行烘烤，并记录了烘烤过程中的数据。温湿度检测与调控系统与传统人工控制的比较见表3。

由表3可知，使用温湿度检测与调控系统的自动化控制方式相比传统的人工控制方式能够更加精确地控制烘烤室内的温湿度，且在烘烤过程中可以根据烟叶的要求自动调节，这样的调控方式可以提高烘烤的一致性和稳定性。

通过温湿度检测与调控系统，烘烤设备可以根据烟叶的要求自动调节热风温度和湿度，如在烟叶开始烘烤时，烟叶含水量较高需要保持较高的湿度来防止烟叶过度干燥，随着烘烤的进行烟叶逐渐失去水分，此时系统会根据温湿度传感器的数据逐渐降低湿度，以促进烟叶的干燥。另外在整个烘烤过程中系统可以根据温湿度的变化不断调节热风温度，以保持烟叶的质量和口感。

该系统还可以自动调整风量和热风流速，以实现烘烤过程的稳定性和高效性，通过控制风量和热风流速，系统能够使热风均匀地分布在烟叶周围，保证烘烤效果的一致性。此外，通过优化热风流速的控制，系统可以减少能量消耗，并进一步提高能源利用效率。

1.3 烟叶分段烘烤技术

烟叶分段烘烤技术是一种改进的烟叶烘烤方法，其通过将烟叶分成多个段落进行独立烘烤，可以根据每个段落的特性和需求来精确调控温湿度等参数。在传统的烘烤工艺中所有烟叶的烘烤参数都是相同的，进而导致了煊熏不均匀、质量不稳定的问题，而采用烟叶分段烘烤技术，可以根据烟叶的厚度、含水量等因素来合理调节每段烘烤的时间和温度，使得烟叶在烘烤过程中有更加均匀的质量和口感。

研究人员将烟叶分为3个段落进行独立烘烤，分别是上部叶、中部叶和下部叶。烟叶分段烘烤参数见表4。

由表4可知，不同段落的烟叶烘烤时间、温度和湿度都有所区别，这是因为不同段落的烟叶在煊熏过程中具有不同的特性和需求。

2 烟草生产企业中的能耗降低策略

2.1 节能设备的使用

选用节能型设备是降低能耗的关键之一。烟叶烘烤过程中，传统设备存在能源消耗高、效率低的问题，采用高效的热交换器、热泵等节能设备可以显著降低能耗，并提高能源利用效率，如使用高效热交换器能够在烘烤过程中实现热量的充分利用，减少能源的浪费。研制和应用这些节能设备有助于提高烟草生产企业的能源利用效率，降低能源消耗。通过试验，传统设备与节能设备的能耗对比见表5。

由表5可知，采用节能设备后能耗明显降低，同时能效比提高了，这说明采用节能设备可以在保证烟叶烘烤效果的同时降低能源消耗[4]。

2.2 废热回收利用

烟叶烘烤过程中产生的废热通常被排放到大气中，造成能源的浪费。通过废热回收利用技术可以将烘烤过程中排放出的废热收集起来，用于供热或发电等其他用途，从而减少能源的浪费，有效提高能源利用效率，降低企业的能耗。通过试验，废热回收利用前后的能耗对比见表6。

由表6可知，通过废热回收利用技术，能耗的降低效果显著，这说明废热回收利用技术对于降低能耗具有重要作用。

2.3 能源管理与监控

建立科学的能源管理体系是实施能耗降低的基础，通过建立能源管理体系，企业可以对能源消耗进行全面、系统的管理和控制，能源管理与监控可以通过实时监测和数据分析来评估能源使用情况，及时发现和解决能耗异常问题。通过合理的能源管理和监控，企业能够有效控制能源消耗，并采取相应措施降低能耗。通过试验，能耗管理前后能耗对比见表7。

由表7可知，进行能源管理对能耗的降低有显著的效果，这说明能源管理与监控对于降低能耗具有重要作用。

3 结束语

对于烟草生产企业来说，降低能耗是一项重要的任务，通过采用节能设备、废热回收利用以及能源管理与监控等策略，可以有效降低烟草生产过程中的能耗，并在节约能源的同时提高企业的经济效益和环境友好性，企业应该积极采纳这些能耗降低策略不断优化生产过程向绿色低碳方向发展。未来，可以进一步探索烟草生产企业的技术创新和绿色发展，为行业可持续发展作出更大贡献。

参考文献

[1] 郭青青，许天驰，杨春雷，等.一株高效烟碱降解菌的筛选及其在烟草烘烤中的应用[J].安徽农业科学，2022，50（16）：45-49.

[2] 刘兆宇，罗会龙，陈颐，等.醇基燃料在烟草工业化烘烤中节能环保效果研究[J].工业安全与环保，2021，47（8）：97-99，103.

[3] 校林.安徽中科打造体系竞争力推动烟草烘烤装备向“智造”升级[J].当代农机，2020（9）：30-31.

[4] 李磊磊，张晓璇，朱勇，等.烟草烘烤培训3D互动仿真软件的开发与应用[J].贵州农业科学，2017，45（12）：141-144.