烟草湿度控制.docx

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烟草湿度控制

保证烟叶的产品质量

卷烟成品的质量主要由原材料烟叶的质量决定，烟叶质量在经过挑选后都具备了较高的品质，而持续保持高品质最关键的环节就是其存放环境，由于烟叶储存的特殊性，使得烟叶的存放成为烟厂生产过程中一个很重要的环节烟叶的特性之一是在高温环境下容易吸收大量水分，在温度降低时又释放出来，结露成水，造成微生物的大量繁殖，引起烟叶大面积的冲烧、变色、变质、霉烂、虫蛀等现象，造成严重的经济损失。

在自然的状态下，仓库的环境根据气候的变化不能持续满足存储要求，所以需要有效地控制仓库中的温度和湿度，给烟叶存放带来一个平安的环境在实际生产中，烟叶仓储的人工监管存在许多难以防止的人为因素失误，并且对烟叶堆垛部的温湿度测量更是难以保证数据的及时、准确和可靠。

而烟叶仓库监测系统将温度、湿度传感器布置在烟叶堆垛部和仓库的适宜位置，可以实时测量仓库各处的温度和湿度并及时传送给监控室，测量数据能实时显示在监控室的电脑屏幕上，保证监控人员能够全面了解烟叶仓库的情况。

一旦某点温度、湿度超过预定设置，系统将迅速向监控人员报警，详细显示库房具体位。

置的异常温度、湿度变化，并指导烟叶翻垛及通风等生产操作，可以有效预防因温度、湿度变化引起的烟叶变质等各种事件发生。

（2）有助于研究烟叶自然醇化机理

烟叶存储的另一特殊性是烟叶经过相当时间的存储过程后在颜色、香气、吃味方面都有显著变化，这种烟叶品质的变化被称为“自然醇化’’，烟叶存放过程实际就是其自然醇化的过程。

烟叶在自然醇化过程中对环境要求很高，不同质量的烟叶其最正确醇化时间、存放要求都不一样；在烟叶自然醇化过程中对仓库环境要求有适当的温度、湿度、二氧化碳和氧气的含量，其中仓库环境的温湿度有决定性影响，不适宜的温湿度会造成烟叶过度醇化使品质严重下降。

烟叶仓库的环境监测系统采集了烟叶的醇化过程中的第一手环境资料，它有助于合理地掌握自然醇化速度调控，也为研究醇化规律和醇化预测模型提供了大量信息，可以逐步建立库存烟叶醇化质量信息档案，并根据烟叶醇化质量提出合理的使用建议。

存储的相对湿度要适合包装,既不要过干而损坏烟的味道,也不要过湿以防止包装封包后发霉变质

烟草行业加湿技术分析

一、   生产工艺厂房环境特点

车间机器发热量大，吸湿材料如烟叶、烟丝对湿度有较高的要求，一般湿度φ≥80%RH

就卷烟行业而言，从制丝工序直至卷包，对在制品的水份和温度要求都很高，而影响这两项指标的因素除加工工序的设备及工艺参数外，还有一个重要的因素就是加工过程所处的环境．如制丝线的储丝工序就需将刚加工出的烟丝进展一段时间的储存，而在这一段时间，要保证烟丝质量和为下道工序创造良好的加工条件，就必须将烟丝储存环境的温度、湿度控制在一个适当的围．又如在卷烟的卷接和包装工序，卷接和包装设备对环境的要求也特别高，卷烟所用的盘纸、水松纸，乳胶等辅料在温湿度不适应时，会产生脆化断裂或变形，加之烟丝由制丝车间经风力输送系统输送到卷包车间，在卷制过程中也需要继续保持烟丝的水份．再那么，从人机工程学原那么出发，为操作工人提供一个舒适有利的工作环境也是提高工作质量和产品质量的一个关键点．

二、   加湿工艺要求

卷烟制造工艺流程：

   由制丝（原料加工）、卷接（卷制成型）、包装（包装成品）三个主要过程组成。

制丝工艺：

   包括备料、回潮、贮叶、切丝、烘丝、叶丝梗丝混合、加香、加料、贮丝等工序。

其工艺任务是将各种烟叶制成配比均匀、纯洁无杂质，宽度、水分、温度均符合各等级卷烟工艺要求的烟丝。

卷接工艺：

   包括喂丝、烟支卷制、滤嘴接装等工序。

其工艺任务是充分发挥设备效率，将合格的烟丝按照制造规格及质量标准，卷制成合格的烟支，接装成滤嘴烟支。

包装工艺：

   采用多种包装材料和包装机械，将经烘焙后水分合格的烟支，包装成符合产品质量标准、便于贮运和销售的成品。

 1.湿度在打叶复烤阶段的重要性

　　烟叶是吸湿性很高的材料——也就是说它们受附近空气潮湿度变化的影响很大，如果周围环境的相对湿度低，空气就会从烟叶中吸收水分，使得烟叶变干，影响烟叶的品质。

按照烟草行业的标准，烟叶在醇化储存的时候，含水率为16%—18％，醇化后的烟叶经过解包、解把、选叶进入打叶复烤线进展生产。

       在解包、解把、选叶的过程中，由于下烟、搬运、分级等操作造成烟叶中水份的丧失，烟叶很容易破碎。

不仅降低了烟叶的品质，造成经济损失，而且增加了车间的粉尘度，造成生产环境的恶化。

尘埃飘浮在空气中，夹杂着浓重的烟叶气味影响着车间工人的嗅觉与呼吸。

尘埃不仅仅是清扫和保洁的麻烦事，而且是很多微生物最常见的载体。

刺激性烟尘、粉尘，空气中的二氧化碳以及附着在尘埃上的多种微生物等多种污染，被工人吸入，可导致和加重慢性支气炎，肺炎，响工人的安康。

较高的相对湿度（高于50%呢）可以使空气中的尘埃下沉。

因为空气中的尘埃外表带有正电荷，雾化的水颗粒外表带有负电荷，正、负电荷的接触使空气中飘浮的烟雾、粉尘体积不断膨胀增大，加速尘埃的沉淀。

能有效去除尼古丁、甲醛、一氧化碳和细菌等各种有害物质以及油漆昧、霉昧、烟昧和臭味等各种异昧，使空气更加清新。

水雾化过程中释放大量的负离子，高浓度的负离子能有效提高人体吸氧和排出二氧化碳的效率，增加人体大脑细胞营养，保持良好的精神状态。

车间相对湿度的提高也可减少烟叶破碎损失，大幅度提高经济效益。

在烟草生产过程中，为了提高生产卷烟所需的烟丝等级，在烟叶加工前，需将烟叶进展分级加工。

由于烟叶在经过复烤后，变得非常枯燥，在进展烟叶分级叶，烟叶特别易碎，飘尘现象也较严重，会对人体造成危害，也造成了经济上的损失。

某卷烟厂曾在一车间作过模拟试验，将车间湿度控制在80%RH左右，这样烟叶的破损率可以降低两个千分点以上，光此一项，该烟厂每年就可以防止因烟叶破碎造成的四百万元的损失。

由此可见，湿度控制在卷烟生产工艺中起着多幺重要的作用。

烟叶和烟支的包装纸都是吸湿性很高的材料，也就是说，他们都很容易受到周围空气的湿度含量所影响。

如果周围环境的湿度低，材料中的水份就会被周围的空气吸走，使得材料变得枯燥并且性质也会发生变化。

从而导致香烟皱缩、烟丝脱落、烟叶破碎、收缩，卷烟生产时卷烟纸会出现卡纸现象，延误生产。

在雪茄和卷烟生产的每一个阶段都有特殊的湿度要求，以便确保烟叶中所需含的足够的水份，从而保证生产效率和产品的质量。

制丝阶段

   当最初烟草被送进工厂解包时，烟叶是非常枯燥的。

最初的工艺步骤通常称为软化，也就是将烟叶通过一个滚动的蒸汽罐。

这个区域湿度特别的高，大约在85%--88%RH、温度为30--32℃，主要是高温、高湿的软化工艺向周围环境泄露造成的。

在这个过程中，烟叶的含水量会从1%--2%上升到24%左右，具体的要根据客户的要求来定。

   烟叶经过软化处理后，烟梗被挑选出来。

在此过程中，为了防止烟叶失去水份，周围环境应该维持在20--29℃，70—75%RH左右。

制丝阶段的最后工艺是加香料和调整。

在很多工厂，完成这些处理后烟草的含湿量约为13—16%。

这就要求周围环境的相对湿度在60—68%RH，这样才能有效地阻止烟草中已含有的水分的流失。

   因为这个阶段始终有蒸汽，水份向周围环境泄露，可以维持周围环境的湿度在一定的水平，不需要再通过加湿设备来维持周围环境的相对湿度。

储存

   经过了上述过程后，在生产需要之前，被加湿的烟叶被储存在敞开的箱子或储存容器。

一些小工厂没有专用的储存库，因此它们会使用箱子或减少烟叶储存。

   储存库中必须得保持在21--24℃，60—70%RH。

因为大量储存的烟丝被暴露在空气中，如果湿度低于这个水平，烟草就会开场变干。

过滤嘴生产

   过滤嘴生产区是少数几个真正不需要加湿的生产区域之一。

因为生产过滤嘴所需要的材料对湿度很不敏感。

但是如果湿度在50%RH以下，就有可能产生静电，那样会导致生产材料之间的粘贴，影响过滤嘴生产的正常流动状态。

因此，我们建议将环境条件保持在21℃、50%RH，这样，就会有效地限制静电的产生。

而当湿度低于45%时，无论湿度怎样，都会有静电电荷的积累从而产生静电。

卷烟生产

   这个区域的湿度控制可能是最重要高的。

烟丝通过通道，利用压缩空气送到卷烟机上方的料斗。

烟丝被送到机器卷烟形状槽、用纸包裹，在此过程中烟丝丧失水份的多少取决于机器生产的速度、烟丝在环境中暴露时间的长短以及在输送过程中压缩空气的使用。

   被储存在卷筒上的包装烟支所用的纸，也应该保持在相对湿度平衡的环境里。

如果纸的含湿量改变，包装纸卷边缘的尺寸就会发生变化。

导致纸破裂，机器喂料送纸错误。

   英国大多数烟厂卷烟生产区一般控制在21℃，65—68%RH水平。

这个区域的相对湿度水平是非常关键的，只有在这个温、湿度下才能保证烟丝的含水量在13—16%。

这种含湿量对不同配方的各类产品非常重要。

如果湿度水平低于60%RH，烟丝就会开场丧失水份，变的枯燥，当把烟支倒置时，有些烟支的烟叶就有可能脱落出来。

如果相对湿度高于70%RH，额外的水份就有可能造成在香烟纸上产生水迹，这样的烟客户是绝对不会购置的。

因此在生产区域将环境的相对湿度控制在65%±5%时，对于保证生产和产品质量都有非常重要的意义。

   在卷烟生产过程中，当过滤嘴安装上去后，过滤嘴要用激光打上小孔，允许空气进去从而控制吸烟特性。

在激光打孔阶段，相对湿度需要保持在55%RH，以防止打孔时过滤嘴上的小孔被阻塞。

有时需要对此区域进展除湿，使湿度到达55%RH。

可以在机器附近悬挂小型除湿机，将激光打孔区域的空气枯燥。

   当卷烟制成后，烟支被送到输送系统上。

从这里开场，烟支经过一或两条路线运输。

根据机器的种类而定。

老式机器没有直接的包装机与其相连，烟支分类后先送入一个大储槽，一般可容纳10000支左右。

这些烟支被运到另外一个区域打包，装条，装箱。

大多数新式机器同时具有包装功能，直接将烟支直接包装成20支一盒，200盒一箱。

   与打包机相连的局部是一个储存槽或缓冲装置，任何时候均可以容纳几千支烟支。

缓冲装置的作用是当产量大于包装量时，可以把制好的烟支先储存在一旁。

当烟支制造慢时，它也可以供给包装线上的烟支。

烟支可能在容槽储存数个小时，在烟支储存区域保持60—70%RH的相对湿度是很重要的，如果烟支暴露的环境相对湿度低于65%RH时，烟支中的含水量即可发生改变。

   在工厂的非生产期、周末、午休期间，保持车间的相对湿度水平，可以防止机器运转的烟支丧失水份、重量和影响产品的质量。

这样在工作重新开场时生产线可以立即启动，无须动用库存材料。

   最后一个需要加湿的区域有时是回收区。

这个区域是将有问题的烟支或废物重新打碎再作成烟支，包烟的纸和过滤嘴就丢弃了。

任何水份的丧失会对烟草的回收产生不利影响。

所以，这个区域一般保持在温度65%RH，温度21℃。

   为了较好地保持生产和储存区域的温度控制，有必要通过加热、通风和空调系统来维持整个区域的温度。

空调系统可以向生产区域输送大量的新风，主要看它们是怎样设计的。

另外许多卷烟机都有尘埃处理功能，主要是吸尘设备。

这些吸尘设备使用大量额外的空气，也就增加了车间新风的需求量。

由于车间有大量的新风，所需加湿量也会增大，所以在设计加湿系统时要非常慎重。

经常容易被忽略的是，在冬季，当室外冷、湿的空气被吸入到室加热后，空气的相对湿度会下降很多。

例如，冬季外气进入室前是0℃，80%RH，当加热到21℃时，相对湿度只有24%RH了。

当所需湿度为65%RH时，如果没有额外的加湿，那么24%RH的相对湿度会造成烟支量水份的丧失。

在制烟过程中，烟丝的破损率及质量与储存时的空气湿度有着重要的关系，储存时空气过于枯燥，那么烟丝易破碎成烟沫，气味也挥发出去，烟丝质量随之降低。

一般地，储丝库的温度需要维持在18～25之间，相对湿度要保持在70%RH以上，在此环境条件下，烟丝才不易破碎，飘尘现象也较轻，烟味也较纯粹，而一般储丝库的空气相对湿度难以满足此要求。

因此，为了提高烟丝质量，贮丝库必须加湿。

Ø 冬季：

希望等温或升温加湿

Ø 春秋季：

希望降温加湿

Ø 夏季：

希望降温加湿

三、   加湿解决方案

最常见的冷水加湿方式是喷雾系统。

有多种不同的方式。

如超声波雾化加湿方式，盘状离心方式，气、水混合喷嘴方式，高压微雾和喷淋方式。

离心盘式和喷淋方式目前已经很少见，主要原田是卫生问题和军团菌。

离心盘式加湿器有一个储水罐，从这里水被注入并被离心甩入空气中。

但是，由于水储存不动，水罐为细菌的生长提供了良好的场所。

工人容易得一种被称为“加湿热〞的病。

因为这些喷嘴很容易产生堵塞和滴漏，雾化颗粒大，加湿水压力高（70Kg）。

不平安，不适宜在大空间直接喷雾加湿。

尤其是冬季温度低时，热量缺乏，加湿效率低，不能与气流，充分交换，有细雨感，影响烟叶质量。

广泛应用的加湿方式是超声波雾化加湿，气／水混合喷雾方式，将周围环境的湿度提高到所需的水平。

喷嘴均匀地分布在生产区域，合理地避开车间的一些设施如灯管、风道等。

根据产品生产的地理位置，随着季节的变化湿度控制量也会有很大的变化。

在寒冷地区，室的加热系统在很大程度上会影响室所需的湿度要求，所以冬季将是大量需要加湿的季节。

由于很多烟叶分级厂房只在一年某几个月〔如何多在9-10月〕使用，故很多厂房没有安装中央空调，只是在厂房安装假设干个排气扇，进展室空气的新风换气处理。

在此环境下，如能保持室湿度那么烟尘会大大降低，烟叶破碎率也将大为减少。

在此条件下我们建议：

1、如烟叶分级厂房面积较大，且烟厂已有大型空压站，优先选择气水混合加湿

2、如烟叶分级厂房面积较小〔面积小于200㎡〕，请选择离心加湿

对于拥有中央空调的烟叶分级厂房，在冬季或春秋季，用户可以选择空调机组中加湿的方案〔一般此方案投资较小〕，如湿膜循环水加湿方案、高压喷雾+湿膜挡水板加湿方案或干蒸汽加湿方案。

但需要注意的是：

夏季空调送风温度偏低〔一般送风温度为12℃左右〕，此时在空调机组中无论采取何种加湿方式，即使加湿到达饱和状态，也无法满足室温度20-24℃，相对湿度70-80%RH的空气条件。

在此条件下必须采用室直接加湿方式补充的方案方可以到达上述要求。

谈到加湿，许多人会想到利用中央空调系统进展加湿！

在冬季，中央空调系统中使用干蒸汽加湿器可以使贮丝库到达所需的相对湿度，但是到了夏季，由于贮丝库温度过高，中央空调必须送温度较低的冷风才能使贮丝库的温度有所下降〔一般维持在24～26℃左右〕，此时中央空调中无论采用何种加湿方案，即使使送风相对湿度到达饱和〔100%RH〕，可由于送风空气中含水量较少，进入贮丝库后由于温度的上升所带来的相对湿度下降，导致贮丝库仍然达不到70%RH的相对湿度。

结论：

夏季当中央空调送风温度过低时，无论在中央空调中采用何种加湿方式〔如：

干蒸汽式、喷淋室式、高压喷雾式等〕，均无法满足贮丝库70%RH的贮丝最正确湿度要求。

卷烟厂贮丝库夏季最正确加湿方案。

既然夏季卷烟厂贮丝库仅靠中央空调无法满足贮丝的贮丝要求，人们就必须在贮丝库直接加湿来到达目的！

l一般而言，人们不采用贮丝库直接喷蒸汽的方法，因为这不仅会造成库温度的大幅增高，而且还会造成库顶冷凝滴水，墙皮受潮脱落等一系列问题！

l从减少冷冻机冷负荷的方面考虑，我们推荐使用降温等焓加湿方式，如：

离心加湿方式、气水混合加湿方式或高压微雾加湿方式

一般地：

a〕贮丝库面积<200㎡，建议使用离心加湿方案；

b〕烟厂压缩空气站气量充分时，建议使用气水混合加湿方案；

c〕贮丝库面积>300㎡又无压缩空气站时，建议使用高压微雾加湿方式。

请注意：

由于中央空调系统中加湿器投资较低，而室直接加湿器投资较高，故建议夏季中央空调中加湿器开到最大，使送风的相对湿度到达饱和！

这样可以减少直接加湿器的投资！

四、   加湿器选用

目前在烟草系统中使用最多的是直接超声波雾化加湿系统。

空气超声波雾化加湿器系统使用冷水源，利用压电瓷进展机械换能，将水经过高速振荡直接喷向空气中，通过水雾的快速蒸发使空气相对湿度提高到所需水平，系统主要由假设干雾化出口、控制箱、电磁阀、整流桥、雾化振子、振动芯片、续电器、湿度传感器、风机、管道等组成。

该系统的中心局部是多组精细制造的雾化振动芯片。

平均雾化颗粒的大小仅为1-5um，没有水滴和渗漏。

高压喷雾加湿器很少用于空调系统的加湿，但常用于制造室外潮湿性环境。

如博物馆广场。

因为这些喷嘴很容易产生堵塞和滴漏，在工业场所会导致生产连续，不太适宜。

广泛应用的加湿方式是气/水混合喷雾方式，喷嘴使用有压力的水和空气来产生非常好的喷雾。

这种喷雾可以很快地蒸发，将周围环境的湿度提高到所需的水平。

喷嘴均匀地分布在生产区域，合理地避开车间的一些设施如灯管、空调、风道等。

   喷嘴式的加湿器可以提供大能量的加湿，便于控制。

如果使用直接空气喷雾加湿器，因为含有自动清洗功能，能够防止堵塞，几乎不需要日常维护。

正常情况下每年维护一次。

这种系统可使用很多年而没有任何麻烦，对于工作繁忙的车间来说这一点是最根本的。

这种喷嘴在制造阶段已经周密考虑设计，来保证正确的雾化效果，没有任何滴漏。

系统最大的喷雾量是300Kg/h。

这些特性使得JS系统非常适合于工业场所的应用。

   另外很多雾化喷嘴系统直接使用可饮用的自来水。

任何水质的水源均可使用。

如果水质太硬，喷雾后会有矿物质残留，将会是一个问题。

在很多生产区域这种情况是不能承受的。

这种情况可以通过使用纯水处理装置来解决。

另外，加湿器对所在区域具有降尘作用。

同时还有降温作用，为职员提供更好的工作环境。

Ø 冬季在空调机组中使用干蒸汽加湿器，

Ø 春秋季在空调机组中使用湿膜蒸发冷却加湿器或喷淋室加湿，

Ø 夏季在空调机组中使用湿膜蒸发冷却加湿器或喷淋室加湿，并在送风湿度无法满足时采用厂房直接加湿.