專利名稱：快速節(jié)能環(huán)保密集烤煙房及其烘烤工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙葉調(diào)制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種烘烤設(shè)備及其烘烤工藝。
背景技術(shù)：
我國是產(chǎn)煙大國，面積與產(chǎn)量居世界首位，煙葉生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中地位重要。由于國情所致，分散種植、分散烤制、烤房較落后、農(nóng)民烘烤技術(shù)普遍不高，存在“種好烤不好”現(xiàn)象，烤出煙葉總體質(zhì)量不高。全國近500萬座烤房，80％為自然通風(fēng)式，完成一次烘烤需120-168小時(shí)，公斤干煙耗煤2.2-3.2公斤，且環(huán)境污染；引進(jìn)和自行研制的機(jī)械烤房仍存在耗時(shí)長、耗能高、造價(jià)高、不適應(yīng)我國國情等弊端。我國煙葉調(diào)制急需能克服現(xiàn)存缺陷，滿足快速、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)烤煙的環(huán)保密集型新設(shè)備及其烘烤工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了我國現(xiàn)有烤房及其烘烤技術(shù)中的耗時(shí)長、耗能高、難烤好且環(huán)境污染等缺陷，提供了一種能快速、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)烤煙的環(huán)保密集型新設(shè)備及其烘烤工藝。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的(1)特型供熱保溫系統(tǒng)，由可貯溫1000℃的特型貯溫烤爐、助燃鼓風(fēng)機(jī)、供熱面積特大可均勻供熱的煙火曲道及用鐵板制成整體的熱交換器組成。(2)全封閉烤室溫濕自控循環(huán)均恒系統(tǒng)，其主要部件是可嚴(yán)防溫?zé)嵘⑹У娜忾]烤室、能隨時(shí)增濕的供濕罐、能均勻掛煙的釘煙桿、可進(jìn)行熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)的排濕抽風(fēng)機(jī)及其管道、閘閥和噴口等。(3)烘烤新工藝，其核心是將38℃作為煙葉變黃階段的起始溫度，以縮短烘烤時(shí)間。這三者的結(jié)合與統(tǒng)一，使其成為煙葉調(diào)制技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)裝置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(1)烘烤時(shí)間縮短一半，完成一次烘烤工藝只需60-70小時(shí)；(2)密集高效，II型烤房可烘烤70畝煙葉，為半堆積密集式烤房和普通烤房的2-10倍以上；(3)節(jié)省燃煤53-55％，公斤干煙耗煤由2.2-3.2公斤降至1公斤左右；(4)改善煙葉等級結(jié)構(gòu)，上等煙可達(dá)60％以上，中等煙40％以下，基本無青雜煙，總體質(zhì)量提高；(5)煙農(nóng)出售因等級質(zhì)量提高后的優(yōu)質(zhì)煙葉，使每公斤干煙均價(jià)提高1元以上，畝純增收入100元以上，從而提高種煙效益；(6)與常規(guī)烤房比，烤煙燃煤煙氣中，煙塵排放減少70％、SO2和NOX排量下降40％左右，減輕了環(huán)境污染；(7)性價(jià)比高，設(shè)備及采烤、運(yùn)行成本每公斤干煙為0.88元，大大低于普通烤房的1.60元及半堆積式組裝型烤房的1.03元。
本發(fā)明既適于分散種煙區(qū)，更適于集約規(guī)?；N植區(qū)；可出租給農(nóng)民使用，亦可成立烘烤公司從事專業(yè)化烘烤。既可固定作業(yè)，亦可拆卸組裝移動(dòng)作業(yè)。既可用于烤煙，也可烘烤需烤制的果、蔬、糧等食品。


圖1快速節(jié)能環(huán)保密集烤煙房剖面示意2特型貯溫烤爐俯視示意3特型貯溫烤爐縱剖示意4煙火曲道、熱風(fēng)或供濕管道及噴口俯視示意5溫濕自控系統(tǒng)構(gòu)成示意6快速節(jié)能環(huán)保密集烤煙房烘烤工藝簡中1、特型貯溫烤爐 2、助燃鼓風(fēng)機(jī) 3、燃燒室 4、擋火墻 5、貯溫室 6、貯溫器7、煙火管道 8、煙火管道閘閥 9、煙火進(jìn)口均熱板 10、煙火曲道 11、煙火出口 12、熱交換器13、煙囪 14、煙囪閘閥 15、熱交換器上的散熱片 16、全封閉烤室 17、釘煙桿 18、烤室門19、觀察窗 20、內(nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī) 21、內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)豎管及閘閥 22、內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)橫管(或供濕橫管)及噴口 23、供濕罐 24、供濕管閘閥 25、供濕管 26、排濕口及閘閥 27、暖風(fēng)道及閘閥28、天窗及排濕風(fēng)機(jī) 29、自動(dòng)控制器 30、溫度傳感器 31、濕度傳感器 32、多孔通風(fēng)頂板 33、保溫層具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1中，特型供熱保溫系統(tǒng)由特型貯溫烤爐1，助燃鼓風(fēng)機(jī)2，煙火管道7，煙火管道閘閥8，煙火進(jìn)口均熱板9，煙火曲道10，熱交換器12，煙囪13，煙囪閘閥14，暖風(fēng)道及閘閥27和保溫層33組成。助燃鼓風(fēng)機(jī)2的功率0.5KW，安裝在爐門的左下側(cè)，使其進(jìn)風(fēng)管置于爐橋下與爐橋構(gòu)成15°角，以便強(qiáng)化氧氣助燃；同時(shí)在距風(fēng)機(jī)殼12cm的進(jìn)風(fēng)管上方開一φ50mm的二次進(jìn)風(fēng)支管，與進(jìn)風(fēng)主管構(gòu)成40°角，使風(fēng)力直達(dá)爐頂二次燃燒區(qū)，使未完全燃燒的揮發(fā)性可燃物如CH化合物、H2……等持續(xù)燃燒；助燃鼓風(fēng)機(jī)2與自動(dòng)控制器29連接，控制進(jìn)風(fēng)量、燃煤時(shí)間和燃燒強(qiáng)度，達(dá)到控制供熱的目的。圖2、3中的特型貯溫烤爐主要由燃燒室3，擋火墻4，貯溫室5，貯溫器6以及用耐火水泥粘砌耐火磚和蒸汽加力保溫磚而成的爐體構(gòu)成，其熱能可從左右兩側(cè)同時(shí)供溫2個(gè)烤室16使用；貯溫器6置于貯溫室5中，當(dāng)給烤室16供熱的同時(shí)，貯溫器6也吸收了大量熱能，使其成為一個(gè)能貯溫1000℃的高溫體；當(dāng)需穩(wěn)溫、停止助燃鼓風(fēng)機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，已貯溫1000℃的貯溫器6可繼續(xù)釋放熱能，穩(wěn)定供熱5小時(shí)。圖4中，煙火曲道10在烤室16內(nèi)熱交換器12下面的鐵板上用耐火水泥粘接厚24.6mm特型蒸汽加力板砌成寬120mm高300mm的巷道，再蓋上熱交換器12后用耐火水泥密封即成；烤爐1中的煙火通過煙火進(jìn)口均熱板9，進(jìn)入煙火曲道10，再從煙火出口11進(jìn)入煙囪13，杜絕煙氣進(jìn)入烤室16；根據(jù)熱工原理，采用最大限度延長煙火曲道10的長度達(dá)112m，降低煙氣流速，增加供熱面積。熱交換器12用4mm厚的鐵板制成整體，其上橫向相間40mm排列高50mm長4000mm厚4mm的散熱片15共99片，使其整體受熱、散熱面積達(dá)到40m2，傳熱快，升溫靈，熱效高，經(jīng)久耐用15年以上。暖風(fēng)道27開口于爐橋下兩側(cè)，沿著煙火管道7，在煙火曲道10的底板下，用厚1mm高100mm寬300mm的鐵皮制成，直通內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)橫管，通過橫管噴口送入暖風(fēng)。
全封閉烤室溫濕循環(huán)自控均恒系統(tǒng)由熱交換器散熱片15，全封閉烤室16，釘煙桿17，烤室門18，觀察窗19，內(nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī)20，內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)豎管及閘閥21，內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)橫管(或供濕橫管)及噴口22，供濕罐23，供濕管25，供濕管閘閥24，排濕口及閘閥26，暖風(fēng)道及閘閥27，天窗及排濕風(fēng)機(jī)28，自動(dòng)控制器29，溫度傳感器30，濕度傳感器31，多孔通風(fēng)頂板32和保溫層33組成。全封閉烤室16長4000×寬4000×高3600mm，可掛3層釘煙桿17，每層從下至上可掛30、34、38桿；四墻由特型蒸汽加力保溫磚粘砌，外包鐵皮圍護(hù)，用雙層鐵板制成室頂，墻與頂?shù)闹锌詹糠痔钛b巖棉形成保溫層33，可嚴(yán)防溫?zé)嵘⑹?。釘煙桿17用φ2mm×L130mm鋼絲穿插在30×40×2000mm木方條上制成，掛在L40×40×4mm角鐵上，在2000mm釘煙桿的兩側(cè)交叉定位27釘或28釘，釘距71mm；根據(jù)煙葉素質(zhì)，每釘?shù)染?或11mm穿煙葉10或8片，確保葉間溫、濕、風(fēng)速均勻一致，提高烤制煙葉的成熟度。供濕罐23利用普通高壓鍋安置在烤爐1的上方，用烤爐1的余熱形成濕熱水汽，并從烤室一側(cè)上方接出1根φ30mm供濕管25，直通供濕橫管22；當(dāng)干旱年份煙葉自身含水量達(dá)不到烘烤要求或烤后需要回潮時(shí)，可開啟供濕管閘閥24，經(jīng)內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)橫管(或供濕橫管)及噴口22噴灑在熱交換器散熱片15上，增加烤室的濕度。觀察窗19每烤室16前后各1個(gè)，高400mm×寬400mm，用以觀察烤煙變化情況；內(nèi)側(cè)各裝一支可移動(dòng)的烤煙溫濕度計(jì)，停電無法啟動(dòng)自控系統(tǒng)時(shí)，可通過此窗觀察溫、濕度動(dòng)態(tài)。功率1.1KW的內(nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī)20每烤室16前后各2臺，長600×寬300mm的天窗各配裝100W的排濕風(fēng)機(jī)28每烤室16頂上四方各1臺，均與自動(dòng)控制器29連接，控制抽(排)風(fēng)量及運(yùn)行時(shí)間；室內(nèi)濕熱氣流通過排濕抽風(fēng)機(jī)20抽入兩側(cè)走向的4根內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)豎管21，通過烤室16兩側(cè)內(nèi)循環(huán)橫管(或供濕橫管)的各80個(gè)噴口噴灑在熱交換器的散熱片15上，經(jīng)過加熱后再重復(fù)抽入排濕抽風(fēng)機(jī)20，形成自下而上抽入再強(qiáng)制自上而下噴出的往復(fù)熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)，確保烤室16溫、濕及風(fēng)速的均恒；當(dāng)需排濕時(shí)，先關(guān)閉供濕管閘閥24和內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)豎管閘閥21，再開啟排濕口閘閥26和暖風(fēng)道及閘閥27，自動(dòng)控制器29會同時(shí)啟動(dòng)天窗排濕風(fēng)機(jī)28，內(nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī)20，將烤室16內(nèi)的水汽從排濕口26和天窗排濕風(fēng)機(jī)28出風(fēng)口排出烤室16之外，并協(xié)同啟動(dòng)助燃鼓風(fēng)機(jī)2，加火調(diào)溫，補(bǔ)足因排濕引起降溫所需的熱能。由于葉間距離較均勻，暖風(fēng)可從160個(gè)噴口進(jìn)入，水汽可從26和28兩處出口排出，故能進(jìn)風(fēng)均勻，排濕順暢，順利脫水，均衡干燥。自動(dòng)控制器29與電源和相關(guān)電器的連接見附圖5。
煙葉烘烤新工藝以三段式烘烤理論為基礎(chǔ)，根據(jù)圖6，其創(chuàng)新點(diǎn)在于(1)變黃階段占整個(gè)烘烤時(shí)間的55％左右，將38℃作為煙葉變黃階段的起始溫度，70％的時(shí)段維持在干球38-39℃、濕球37-38℃；后期干球41-42℃、濕球38-39℃；要求風(fēng)量先低、逐升、后足，有效縮短了變黃過程和整個(gè)烘烤時(shí)間，并減輕了低溫延時(shí)變黃消耗內(nèi)質(zhì)的程度。(2)定色階段占整個(gè)烘烤時(shí)間的25％左右，其中干球50-54℃、濕球39-40℃的時(shí)段占60％，并用較大的通風(fēng)量確保煙葉干燥，充分變黃，促使香氣物質(zhì)大量形成，提高內(nèi)質(zhì)；(3)將68℃作為干筋階段的最高溫度界限，干球60℃、65℃、68℃和濕球41℃、42℃、43℃三個(gè)溫度段各占三分之一，并逐漸降低通風(fēng)量，以防止煙葉烤紅和香氣受損。
煙葉上桿入房后，實(shí)施操作時(shí)，先開煙火管閘閥8、煙囪閘閥14，擰緊供濕管閘閥24和排濕口閘閥26，關(guān)閉暖風(fēng)道及閘閥27、天窗及排濕風(fēng)機(jī)28、烤室門18和觀察窗19；根據(jù)煙葉素質(zhì)、天氣情況和烤前的煙葉狀況，人為設(shè)定烘烤工藝曲線全過程的溫度、濕度、升溫速度及各階段的烘烤時(shí)間。接通電源后，當(dāng)溫度未達(dá)到預(yù)定值時(shí)，助燃鼓風(fēng)機(jī)2自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到預(yù)定值時(shí)停止工作；當(dāng)濕度未達(dá)預(yù)定值時(shí)，天窗排溫風(fēng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，超過預(yù)定值時(shí)自動(dòng)排濕；如室內(nèi)上下前后溫、濕不均恒，內(nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī)20會自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，使?jié)駸釟饬髦貜?fù)內(nèi)循環(huán)，直到烤室16內(nèi)的濕、濕、風(fēng)速均恒為止。
通過本發(fā)明的一些特殊構(gòu)件、設(shè)備及其協(xié)調(diào)運(yùn)作，控制升溫速度，穩(wěn)溫和排濕，達(dá)到葉間溫、濕、風(fēng)速合理，解決了常規(guī)烤房“黃煙等青煙”延時(shí)烘烤和“難烤好”的難題，進(jìn)一步縮短了烘烤時(shí)間，提高了烘烤質(zhì)量。
短期停電時(shí)，該裝置可利用煙火管道7及暖風(fēng)道28的坡度和氣流自然上升的特點(diǎn)及具有相當(dāng)拔力的天窗28和煙囪13，酌情開關(guān)煙囪13、暖風(fēng)道27、天窗28和相關(guān)閘閥，按烘烤工藝曲線要求，進(jìn)行人為調(diào)控。
完成干筋烘烤以后，開啟供濕管閘閥24和內(nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī)20，讓濕熱氣流通過內(nèi)循環(huán)橫管及供濕橫管噴口22直接回潮。
本裝置還配套有10kw柴油機(jī)組發(fā)電機(jī)，以解決無電煙區(qū)或短期停電時(shí)的電源問題。
權(quán)利要求
1.一種煙葉烘烤的設(shè)備及其烘烤工藝，由特型供熱保溫系統(tǒng)、全封閉烤室溫濕自控循環(huán)均恒系統(tǒng)和煙葉烘烤新工藝組成；其特征在于前述三者的有機(jī)結(jié)合，可有效保證實(shí)現(xiàn)快速、節(jié)能、環(huán)保、密集、優(yōu)質(zhì)烘烤，提高種煙的經(jīng)濟(jì)效益。
2.按權(quán)利要求1所述的特型供熱保溫系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)的核心設(shè)備是特型貯溫烤爐(1)，助燃鼓風(fēng)機(jī)(2)，煙火進(jìn)口均熱板(9)，煙火曲道(10)和熱交換器(12)。
3.按權(quán)利要求2所述的貯溫烤爐(1)，其特征在于爐體用耐火水泥粘砌耐火磚和蒸汽加力保溫磚而成，由燃燒室(3)、擋火墻(4)、貯溫室(5)和貯溫器(6)構(gòu)成，熱能可從左右兩側(cè)同時(shí)供溫2個(gè)烤室(16)使用，貯溫室(5)中置有一個(gè)一定體積的貯溫器(6)；當(dāng)給烤室(16)供熱的同時(shí)，貯溫器(6)也吸收了大量熱能，并可達(dá)到1000℃；當(dāng)需穩(wěn)溫、停止鼓風(fēng)機(jī)(2)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，已形成高溫體的貯溫器(6)仍可繼續(xù)釋放熱能，穩(wěn)定供熱5小時(shí)，起到了節(jié)省能源的作用；燃燒室(3)中的HKJ2#可有效降低煙氣中煙塵、SO2和NOX的排放量，起到環(huán)保作用。
4.按權(quán)利要2所述的煙火曲道(10)，其特征在于按附圖4的要求，用耐火水泥粘接厚24.6mm高250mm特型耐火蒸汽加力保溫板砌成寬120mm的巷道，再蓋上熱交換器(12)用耐火水泥密封而成，杜絕煙氣進(jìn)入烤室(16)；根據(jù)熱工原理，最大限度延長并合理布局了煙火曲道(10)使其總長度達(dá)112m，為直線距離的28倍，降低煙氣流速，增加供熱面積，確保了均恒供熱。
5.按權(quán)利要求2所述的熱交換器(12)，其特征在于用鐵板制成整體，其上橫向等距相間40mm排列高50mm×長4000mm的散熱片(15)99片，使散熱片總面積達(dá)40m2，確?？臼?16)快速均勻受熱。
6.按權(quán)利要求1所述的全封閉烤室溫濕自控循環(huán)均恒系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)通過采用濕熱氣流內(nèi)循環(huán)完成溫濕均恒的任務(wù)，其主要部件是全封閉烤室(16)，供濕罐(23)，釘煙桿(17)，內(nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī)(20)、內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)豎管及閘閥(21)和內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)橫管(或供濕橫管)及噴口(22)。
7.按權(quán)利要求6所述的全封閉烤室(16)，其特征在于四墻由蒸汽加力保溫磚砌成，外包鐵皮圍護(hù)，墻與頂?shù)闹锌詹糠盅b填巖棉形成保溫層(33)，嚴(yán)防溫?zé)嵘⑹?；其?nèi)循環(huán)排濕抽風(fēng)機(jī)(20)設(shè)在室頂，按氣流自然上升的規(guī)律，由下向上吸入風(fēng)機(jī)(20)，再強(qiáng)制由上向下進(jìn)入熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)豎管(21)，通過內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)橫管及各個(gè)噴口(22)回噴在熱交換器的散熱片(15)上，再自然上升進(jìn)入風(fēng)機(jī)(20)，經(jīng)多次反復(fù)即可完成熱風(fēng)循環(huán)，確保烤室(16)內(nèi)溫濕度的均恒；熱風(fēng)循環(huán)管道(21)和(22)置入墻體內(nèi)側(cè)，充分利用熱源；設(shè)有天窗(28)、暖風(fēng)道(27)和觀察窗(19)，觀察窗(19)內(nèi)側(cè)安有烤煙溫濕度計(jì)，以便停電時(shí)節(jié)人工調(diào)控。
8.按權(quán)利要求6所述的供濕罐(23)，其特征在于用普通高壓鍋安置在烤爐(1)的上方，并從烤室(16)一側(cè)上方接出1根φ30mm供濕管(25)，利用烤爐(1)的余熱形成濕熱水汽；當(dāng)干旱年份煙葉自身含水量達(dá)不到烘烤要求或烤后需要回潮時(shí)，通過供濕管(25)送至各個(gè)供濕橫管噴口(22)，噴灑在熱交換器的散熱片(15)上，增加烤室(16)的濕度。
9.按權(quán)利要求6所述的釘煙桿(17)，其特征在于用Φ2mm L130mm鋼絲穿插在30×40×2000mm的木方條上制成，兩側(cè)交叉定位27釘或28釘，釘距71mm；根據(jù)煙葉素質(zhì)，每釘外露100mm的部分等距9或11mm穿煙葉10或8片，確保葉間溫、濕、風(fēng)速均勻一致，提高整體煙葉烤制成熟度。
10.按權(quán)利要求1所述的煙葉烘烤新工藝，其特征是延長變黃時(shí)間，變黃階段占整個(gè)烘烤時(shí)間的55％左右，將38℃作為煙葉變黃階段的起始溫度，70％的時(shí)段維持干球38-39℃、濕球37-38℃，風(fēng)量先低、逐升、后足，有效縮短了變黃過程和整個(gè)烘烤時(shí)間，并減輕了低溫延時(shí)變黃消耗內(nèi)質(zhì)的程度；定色階段占整個(gè)烘烤時(shí)間的25％左右，其中干球50-54℃、濕球39-40℃的時(shí)間占60％，用較大風(fēng)量確保煙葉干燥、充分變黃、促使香氣物質(zhì)大量形成；將68℃作為干筋階段的最高溫度界限，干球60℃、65℃、68℃和濕球41℃、42℃、43℃三個(gè)溫度段各占三分之一，并降低通風(fēng)量，防止煙葉烤紅和香氣受損，實(shí)現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)烘烤。
全文摘要
本發(fā)明屬于煙葉調(diào)制技術(shù)領(lǐng)域中的烘烤設(shè)備及其烘烤工藝。本發(fā)明公開了一種快速節(jié)能環(huán)保密集烤煙房及其烘烤工藝，以解決我國現(xiàn)有烤房及其烘烤技術(shù)中耗時(shí)長、耗能高、難烤好且環(huán)境污染等技術(shù)問題。本發(fā)明由特型供熱保溫系統(tǒng)、全封閉烤室溫濕循環(huán)自控均恒系統(tǒng)及其烘烤新工藝組成?？捎行?shí)現(xiàn)快速、節(jié)能、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)烘烤，與常規(guī)烤房比，烘烤時(shí)間縮短一半，公斤干煙耗煤由2.2－3.2公斤降至1公斤左右；上等煙60％以上，中等煙40％以下，基本無青雜煙，畝增純收入100元以上。煙塵、SO
文檔編號A24B3/00GK1686010SQ20041006145
公開日2005年10月26日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者曹玉昆, 劉建國, 艾仁孝, 艾名炎, 黃萬程, 李瑞昌, 杜舟子 申請人:恩施自治州玉葉工貿(mào)有限責(zé)任公司