煙草生產(chǎn)企業(yè)中的自動(dòng)化烘烤工藝優(yōu)化與能耗降低策略研究

[摘 要]煙草生產(chǎn)是一個(gè)能源密集型行業(yè)，煙葉烘烤環(huán)節(jié)是煙草生產(chǎn)過程中最重要、最耗能的環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的煙葉烘烤工藝通常采用人工操作烘烤設(shè)備，能效較低，存在著能源浪費(fèi)和生產(chǎn)效率低下的問題，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，探索煙草生產(chǎn)企業(yè)中的自動(dòng)化烘烤工藝優(yōu)化與能耗降低策略十分重要。文章設(shè)計(jì)了一套高效的自動(dòng)化烘烤系統(tǒng)，并采用了多種節(jié)能措施。試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的烘烤工藝不僅能夠顯著降低能耗，還提高了生產(chǎn)效率，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]煙草；自動(dòng)化烘烤工藝；能耗降低；節(jié)能措施

[中圖分類號(hào)]TP391.41 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]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 自動(dòng)化烘烤工藝優(yōu)化

1.1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了提高烘烤設(shè)備的能源利用率，文章設(shè)計(jì)了一套先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了傳感器、執(zhí)行器和控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)烘烤設(shè)備的精確控制和監(jiān)測(cè)。通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)溫度、進(jìn)出風(fēng)量、煙葉層的精確控制及烘烤過程的自動(dòng)化調(diào)節(jié)，這樣可以避免傳統(tǒng)人工操作中的誤差和能耗浪費(fèi)，提高烘烤效果和生產(chǎn)效率。為了驗(yàn)證自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)能源利用率和烘烤效果的影響，進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。在試驗(yàn)中使用了2臺(tái)相同型號(hào)的烘烤設(shè)備，1臺(tái)使用傳統(tǒng)人工控制方式，另1臺(tái)使用了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)[1]，將同一批煙葉分別放置在2臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行烘烤，記錄了烘烤過程中的數(shù)據(jù)，并對(duì)比分析了2種控制方式的效果。自動(dòng)化控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)人工控制的能耗比較見表1。

由表1可知，使用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備在能源利用效率上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)人工控制的設(shè)備。平均來(lái)說(shuō)自動(dòng)化控制系統(tǒng)減少了約20%的能源消耗，這主要得益于對(duì)熱風(fēng)溫度和煙葉層的精確控制，自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠根據(jù)煙葉狀態(tài)和烘烤需求進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，避免了能耗的浪費(fèi)。

研究人員還對(duì)2臺(tái)設(shè)備在烘烤效果方面進(jìn)行了評(píng)估，通過對(duì)煙葉的顏色、水分含量和質(zhì)地等指標(biāo)的檢測(cè)，對(duì)2種控制方式下的烘烤效果進(jìn)行了對(duì)比。自動(dòng)化控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)人工控制的烘烤效果比較見表2。

從表2中可看出，使用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備在烘烤效果方面表現(xiàn)更為優(yōu)異，煙葉的顏色更加均勻，水分含量更為適宜，質(zhì)地更為柔軟，這說(shuō)明自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)烘烤參數(shù)的精確控制達(dá)到更高的烘烤質(zhì)量[2]。

1.2 溫濕度檢測(cè)與調(diào)控

為了實(shí)現(xiàn)烘烤過程中的溫濕度精確控制，文章在烘烤設(shè)備中安裝了溫濕度傳感器，這些傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)烘烤室內(nèi)的溫濕度變化，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行處理和調(diào)控，通過對(duì)溫度和濕度的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可以根據(jù)煙葉的要求進(jìn)行智能調(diào)控，調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度和濕度，以確保煙葉的烘烤質(zhì)量和效果。同時(shí)系統(tǒng)還能自動(dòng)調(diào)整風(fēng)量和熱風(fēng)流速，從而實(shí)現(xiàn)烘烤過程的穩(wěn)定性和高效性[3]。

為了驗(yàn)證溫濕度檢測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)對(duì)烘烤過程的影響，進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，在試驗(yàn)中設(shè)置了2組對(duì)照試驗(yàn)，一組是傳統(tǒng)的人工控制方式，另一組是使用了溫濕度檢測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)的自動(dòng)化控制方式，將相同批次的煙葉分別放置在2組設(shè)備中進(jìn)行烘烤，并記錄了烘烤過程中的數(shù)據(jù)。溫濕度檢測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)人工控制的比較見表3。

由表3可知，使用溫濕度檢測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)的自動(dòng)化控制方式相比傳統(tǒng)的人工控制方式能夠更加精確地控制烘烤室內(nèi)的溫濕度，且在烘烤過程中可以根據(jù)煙葉的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣的調(diào)控方式可以提高烘烤的一致性和穩(wěn)定性。

通過溫濕度檢測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)，烘烤設(shè)備可以根據(jù)煙葉的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度和濕度，如在煙葉開始烘烤時(shí)，煙葉含水量較高需要保持較高的濕度來(lái)防止煙葉過度干燥，隨著烘烤的進(jìn)行煙葉逐漸失去水分，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)逐漸降低濕度，以促進(jìn)煙葉的干燥。另外在整個(gè)烘烤過程中系統(tǒng)可以根據(jù)溫濕度的變化不斷調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度，以保持煙葉的質(zhì)量和口感。

該系統(tǒng)還可以自動(dòng)調(diào)整風(fēng)量和熱風(fēng)流速，以實(shí)現(xiàn)烘烤過程的穩(wěn)定性和高效性，通過控制風(fēng)量和熱風(fēng)流速，系統(tǒng)能夠使熱風(fēng)均勻地分布在煙葉周圍，保證烘烤效果的一致性。此外，通過優(yōu)化熱風(fēng)流速的控制，系統(tǒng)可以減少能量消耗，并進(jìn)一步提高能源利用效率。

1.3 煙葉分段烘烤技術(shù)

煙葉分段烘烤技術(shù)是一種改進(jìn)的煙葉烘烤方法，其通過將煙葉分成多個(gè)段落進(jìn)行獨(dú)立烘烤，可以根據(jù)每個(gè)段落的特性和需求來(lái)精確調(diào)控溫濕度等參數(shù)。在傳統(tǒng)的烘烤工藝中所有煙葉的烘烤參數(shù)都是相同的，進(jìn)而導(dǎo)致了煊熏不均勻、質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，而采用煙葉分段烘烤技術(shù)，可以根據(jù)煙葉的厚度、含水量等因素來(lái)合理調(diào)節(jié)每段烘烤的時(shí)間和溫度，使得煙葉在烘烤過程中有更加均勻的質(zhì)量和口感。

研究人員將煙葉分為3個(gè)段落進(jìn)行獨(dú)立烘烤，分別是上部葉、中部葉和下部葉。煙葉分段烘烤參數(shù)見表4。

由表4可知，不同段落的煙葉烘烤時(shí)間、溫度和濕度都有所區(qū)別，這是因?yàn)椴煌温涞臒熑~在煊熏過程中具有不同的特性和需求。

2 煙草生產(chǎn)企業(yè)中的能耗降低策略

2.1 節(jié)能設(shè)備的使用

選用節(jié)能型設(shè)備是降低能耗的關(guān)鍵之一。煙葉烘烤過程中，傳統(tǒng)設(shè)備存在能源消耗高、效率低的問題，采用高效的熱交換器、熱泵等節(jié)能設(shè)備可以顯著降低能耗，并提高能源利用效率，如使用高效熱交換器能夠在烘烤過程中實(shí)現(xiàn)熱量的充分利用，減少能源的浪費(fèi)。研制和應(yīng)用這些節(jié)能設(shè)備有助于提高煙草生產(chǎn)企業(yè)的能源利用效率，降低能源消耗。通過試驗(yàn)，傳統(tǒng)設(shè)備與節(jié)能設(shè)備的能耗對(duì)比見表5。

由表5可知，采用節(jié)能設(shè)備后能耗明顯降低，同時(shí)能效比提高了，這說(shuō)明采用節(jié)能設(shè)備可以在保證煙葉烘烤效果的同時(shí)降低能源消耗[4]。

2.2 廢熱回收利用

煙葉烘烤過程中產(chǎn)生的廢熱通常被排放到大氣中，造成能源的浪費(fèi)。通過廢熱回收利用技術(shù)可以將烘烤過程中排放出的廢熱收集起來(lái)，用于供熱或發(fā)電等其他用途，從而減少能源的浪費(fèi)，有效提高能源利用效率，降低企業(yè)的能耗。通過試驗(yàn)，廢熱回收利用前后的能耗對(duì)比見表6。

由表6可知，通過廢熱回收利用技術(shù)，能耗的降低效果顯著，這說(shuō)明廢熱回收利用技術(shù)對(duì)于降低能耗具有重要作用。

2.3 能源管理與監(jiān)控

建立科學(xué)的能源管理體系是實(shí)施能耗降低的基礎(chǔ)，通過建立能源管理體系，企業(yè)可以對(duì)能源消耗進(jìn)行全面、系統(tǒng)的管理和控制，能源管理與監(jiān)控可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析來(lái)評(píng)估能源使用情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決能耗異常問題。通過合理的能源管理和監(jiān)控，企業(yè)能夠有效控制能源消耗，并采取相應(yīng)措施降低能耗。通過試驗(yàn)，能耗管理前后能耗對(duì)比見表7。

由表7可知，進(jìn)行能源管理對(duì)能耗的降低有顯著的效果，這說(shuō)明能源管理與監(jiān)控對(duì)于降低能耗具有重要作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于煙草生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，降低能耗是一項(xiàng)重要的任務(wù)，通過采用節(jié)能設(shè)備、廢熱回收利用以及能源管理與監(jiān)控等策略，可以有效降低煙草生產(chǎn)過程中的能耗，并在節(jié)約能源的同時(shí)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境友好性，企業(yè)應(yīng)該積極采納這些能耗降低策略不斷優(yōu)化生產(chǎn)過程向綠色低碳方向發(fā)展。未來(lái)，可以進(jìn)一步探索煙草生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和綠色發(fā)展，為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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