烟叶松散回潮出口温度自动预测系统技术方案

本发明专利技术公开了烟叶松散回潮出口温度自动预测系统，包括数据采集模块、预测模型模块、温度预测模块和温控与预警模块；本系统基于松散回潮叶片阶段的物料质量守恒等式、能量守恒等式分别建立有用于出口叶片含水率预测的物料衡算分析模型和用于出口叶片温度预测的能量衡算分析模型，通过实时采集数据对出口温度进行实时预测，并通过动态曲线图展示，实现出口温度的自动预测和实时校验，提高工序出口温度的准确性，以及温度自动调控的响应速度，从根本上克服了传统人工监测、校验出口温度的劳动力大、效率低、反馈滞后的问题。反馈滞后的问题。反馈滞后的问题。

【技术实现步骤摘要】
烟叶松散回潮出口温度自动预测系统


[0001]本专利技术涉及烟草制丝领域，具体涉及一种用于烟叶松散回潮出口温度的自动预测系统。

技术介绍

[0002]不同加工温度对烟叶感官评吸具有很大影响，即加工温度能够显著影响成品卷烟的光泽、香气、谐调、杂气、刺激性和余味。在卷烟制品生产过程中，通过优化最佳的加工条件，在兼顾烟叶含水率的同时，也能够最大程度保留烟草香气，并且不同程度地挥发掉烟叶中的青杂气和刺激气。
[0003]不同加工温度影响烟叶的化学成分含量，包括生物碱、多元酸和高级脂肪酸、挥发性酸类化合物、糖类化合物和致香成分等的含量。其中生物碱对人体具有一定的生理刺激，生物碱中含量最多的是烟碱，能够占生物碱含量的95％以上，烟碱含量过高，烟叶刺激性过大，相反烟碱含量过低，烟叶的吸味则过于清淡，通常烟碱质量含量在1.5％～3.5％之间的烟叶为优质烟叶。通过调整生产过程温度、水分条件，能够达到烟碱含量要求。糖类化合物是决定烟叶品质好坏的关键因素之一，而不同加工温度对制丝过程烟叶糖类化合物含量具有重要影响。烟叶致香成分含量与其香气质量密切相关，影响烟叶致香成分含量的因素有很多，涉及烟叶从生长到加工成丝的整个环节，在烟丝生产过程中温度是影响美拉德反应产物的重要因素，反应温度会影响反应产物的种类从而影响香气。除此之外，其他的烟叶化学成分含量也受到生产过程温度条件的影响。
[0004]温度在烟草加工过程中，有着非常重要的重用。但在实际生产过程中，随着烟叶颜色、品牌等因素的变化，会引起测量温度的水分仪零位发生变化，造成测量误差，这就需要人工校对。具体的校对方法是工序生产稳定后，在出口温度检测仪后150mm处取样，并迅速放入塑料桶内，将水银温度计的水银泡置于样品中部，盖好桶盖，记录取样时温度检测仪显示数值。样品温度检测三分钟后，读取水银温度计测量温度值并记录，读数期间勿将温度计从样品中取出。
[0005]以上步骤共执行三次，取得三组温度检测数据，对比出口温度检测仪显示平均值与水银温度计检测实际平均值，进行温度检测仪校验。此校验方法需要人工校验，劳动强度大，效率低，反馈滞后。因此，需要研究一种出口温度自动预测、校验系统。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本申请提供了一种烟叶松散回潮出口温度的自动预测系统，本专利技术适用于烟草制丝过程，用于松散回潮出口温度的自动预测和实时校验，可有效提高工序出口温度的准确性、校验效率，以及自动调控响应速度。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0008]烟叶松散回潮出口温度自动预测系统，包括
[0009]数据采集模块，其用于自动采集模型参数数据；数据采集的范围包括松散回潮叶
片阶段与物料质量守恒、能量守恒相关的水分、循环风温、温度、设备检测项、环境检测项参数；数据采集范围见下表：
[0010][0011]预测模型模块，其基于松散回潮叶片阶段的物料质量守恒等式、能量守恒等式分别建立有用于出口叶片含水率预测的物料衡算分析模型和用于出口叶片温度预测的能量衡算分析模型；
[0012]所述物料衡算分析模型包括
[0013]①
主蒸汽水分衡算
[0014]W
C
＝W
Ca
+W
Cb
+W
Cc
；
[0015]W
Cb
＝W
C
‑
W
Ca
‑
W
Cc
；该模型用于得到表1内的计算项引射蒸汽质量流量W
Cb
；
[0016]②
热风系统水分衡算
[0017]f(OP
Ca
)＝W
Ca
；为W
Ca
的拟合函数；
[0018]V
G
×
AH(T
indoor
)
×
RH
indoor
＝(ΔV
E
×
ΔAH(T
E
)
×
ΔRH
E
)+V
Ea
×
AH(T
Ea
)
×
RH
Ea
‑
W
Ca
；
[0019]其中ΔV
E
×
ΔAH(T
E
)
×
ΔRH
E
为循环热风系统检测间隔的变化情况；
[0020]进一步得：
[0021][0022]该模型用于得到表1内的计算项新风进风风量V
G
；
[0023]③
排潮系统水分衡算
[0024]拟合函数：g(OP
D
)＝V
D
×
AH(T
D
)
×
RH
D
、y(OP
G
)＝V
G
；
[0025][0026]进一步得引射蒸汽进入叶片的转化系数：
[0027][0028]④
滚筒系统水分衡算
[0029][0030][0031]进一步得：
[0032][0033]对模型
③
和模型
④
计算的转化系数进行对比，判断是否存在其它泄露排放源；
[0034]最终通过拟合函数求得
[0035]⑤
出口含水率预测模型
[0036]根据水分的物料衡算过程，得到出口叶片含水率预测模型
[0037][0038]所述能量衡算分析模型包括
[0039]①
热风系统总能量衡算
[0040]Q4+Q2+Q3＝Q1；
[0041]其中——
[0042]补偿蒸汽释放热量Q1：
[0043][0044]新风风门进入新风加热吸收热量Q2：
[0045][0046]热风系统排潮支路排出的热量Q3：
[0047][0048]换热系统与滚筒烟草交换的热量Q4：
[0049]Q4＝Q1‑
Q2‑
Q3；
[0050]假设热风系统与滚筒的热交换效率COP为：
[0051]为关于温度的拟合函数；
[0052]则热风系统输入到滚筒叶片中的热量为：COP
×
Q4；
[0053]②
滚筒系统总能量衡算
[0054]Q5+Q6＝Q7；
[0055]其中——
[0056]热风系统传导进入叶片中的热量Q5：
[0057][0058]加水系统进入系统的热量Q6：
[0059][0060]滚筒中叶片升温吸收的热量Q7：
[0061][0062]C
p,tl
为烟草叶片比热容；
[0063][0064]代入两组数据建立方程组，求解得C
p,tl本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.烟叶松散回潮出口温度自动预测系统，其特征在于：包括数据采集模块，其用于自动采集模型参数数据；数据采集的范围包括松散回潮叶片阶段与物料质量守恒、能量守恒相关的水分、循环风温、温度、设备检测项、环境检测项参数；预测模型模块，其基于松散回潮叶片阶段的物料质量守恒等式、能量守恒等式分别建立有用于出口叶片含水率预测的物料衡算分析模型和用于出口叶片温度预测的能量衡算分析模型；其中所述物料衡算分析模型包括主蒸汽水分衡算子模型、热风系统水分衡算子模型、排潮系统水分衡算子模型、滚筒系统水分衡算子模型和出口含水率预测模型，所述能量衡算分析模型包括热风系统总能量衡算子模型、滚筒系统总能量衡算子模型和出口叶片温度预测模型；温度预测模块，其基于预测模型模块和实时数据，对出口温度进行实时预测，并通过动态曲线图展示；温控与预警模块，当出口温度预测值显示出现温度偏差时，其自动调节补偿蒸汽开度；当出口温度预测值与实测值的差值≥
±
5℃时，其自动进行报警，并自动调节补偿蒸汽开度；当自动调节后出口温度预测值与实测值的差值仍达不到阈值要求时，设备停机并检修。2.根据权利要求1所述的烟叶松散回潮出口温度自动预测系统，其特征在于：所述数据采集模块的数据采集范围包括：
所述数据采集模块完成参数实时采集后，对所采集的数据进行必要数据处理：对采集数据进行异常剔除，将正常数据输入到预测模型模块。3.根据权利要求2所述的烟叶松散回潮出口温度自动预测系统，其特征在于：所述物料衡算分析模型包括：
①
主蒸汽水分衡算子模型W
C
＝W
Ca
+W
Cb
+W
Cc
；W
Cb
＝W
C
‑
W
Ca
‑
W
Cc
；该模型用于得到计算项引射蒸汽质量流量W
Cb
；
②
热风系统水分衡算子模型f(OP
Ca
)＝W
Ca
；为W
Ca
的拟合函数；V
G
×
AH(T
indoor
)
×
RH
indoor
＝(ΔV
E
×
ΔAH(T
E
)
×
ΔRH
E
)+V<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自娟，孙朔，冯子贤，陈娇娇，马燕玲，高杨，李素艳，赵海洋，杨晓华，吕萱，赵力源，魏玮，刘燕红，王璐，
申请(专利权)人：张家口卷烟厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：