离子风烘烤中烟叶烘烤效益分析及干燥动力学模型构建.pdf

—２２０—江苏农业科学２０２５年第５３卷第２期

刘泽宇，段卫东，尹光庭，等．离子风烘烤中烟叶烘烤效益分析及干燥动力学模型构建［Ｊ］．江苏农业科学，２０２５，５３（２）：２２０－２２９．

ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２５．０２．０３１

离子风烘烤中烟叶烘烤效益分析

及干燥动力学模型构建

１２２２３３２１１

刘泽宇，段卫东，尹光庭，申洪涛，顾少龙，施守杰，苗晓辉，贺帆，王建安

（１．河南农业大学烟草学院，河南郑州４５００００；２．河南中烟工业有限责任公司，河南郑州４５００００；

３．云南省烟草公司临沧市公司，云南临沧６７７０００）

摘要：为摸清离子风对烟叶烘烤过程中干燥特性的影响，寻求高压电场在密集烤房内联合热风循环烘烤烟叶的模

型，提升烟叶干燥效率，达到节能降本和提升烘烤效益的目的，以云烟８７中、上部叶为对象，利用热风与高压电场干燥

技术相结合，分析烘烤过程中烟叶干燥特性，计算有效水分扩散系数，采用７种干燥模型进行拟合，并对烘烤效益进行

综合评价。结果表明：（１）离子风加持下烘烤能耗显著降低，烟叶产量与产值得到提高，经济效益提高。（２）高压电

场下，烟叶水分散失速率随着针电极电压的增加递增，针电极电压为３、６ｋＶ的处理烘烤时长较对照分别缩短１０、

２２

１６ｈ。（３）在试验条件下，针电极电压从０ｋＶ升至６ｋＶ时，有效水分扩散系数由２６２ｍ／ｓ增至３７７ｍ／ｓ。（４）Ｗａｎｇ

μμ

２

＆Ｓｉｎｇｈ和Ｂｉｎｏｍｉａｌ模型模拟常规烘烤水分比变化曲线、Ｂｉｎｏｍｉａｌ模型模拟离子风烘烤水分比变化曲线的ｒ均高于

２

０９９，ＲＭＳＥ均小于０．０５；随机选取试验条件进行模型验证，其线性拟合ｒ值均在０．９８５以上。高压电场下烟叶烘烤

过程中以针电极电压为６ｋＶ时干燥速率最快，Ｄ最大，烘烤效益最高。Ｗａｎｇ＆Ｓｉｎｇｈ和Ｂｉｎｏｍｉａｌ模型可以很好地模

ｅｆｆ

拟烟叶水分比变化曲线，其中Ｂｉｎｏｍｉａｌ模型最适合模拟高压电场与热风循环条件下烟叶的干燥过程。

关键词：烤烟；离子风干燥；动力学模型；节能；烘烤效益

＋

中图分类号：ＴＳ４４１；Ｏ４４１．４文献标志码：Ａ文章编号：１００２－１３０２（２０２５）０２－０２２０－０９

离子风是气体在高电压的作用下发生碰撞电臭氧可以消毒和杀死病原体，可以认为是对食品工

［６］

离产生带电粒子，带电粒子在电场作用下加速，并业有积极作用。Ｂａｉ等将高压电场与真空冷冻干

与空气分子碰撞引起的动量交换，在宏观上表现出燥结合，发现其他单纯的电流体动力学干燥的海参

的流体运动［１］。水分在处于高压电场下时蒸发更质量得到了显著提高，且缩短了干燥时间，比单纯

［２］［７］

加迅速，同时伴随着较低的耗能，即“浅川效应”。真空冷冻干燥更加节能。王艺曼等在研究高压

这为离子风干燥物料提供了原理支撑。Ｍａｒｔｙｎｅｎｋｏ电场联合热泵干燥香蕉片时发现，一定温度下，热

［８］

等使用高压电场对苹果片的干燥研究发现，