密集烤房智能控制系统提升烟叶烘干质量研究

引言

烟叶烘干质量直接影响其经济价值与后续加工利用，是烟草生产链条中的关键环节。传统密集烤房依赖人工经验调控，常因温湿度波动、风速不均导致烟叶品质不稳定，上等烟比例偏低，能耗居高不下[1]。如何突破这一技术瓶颈，实现烘干过程的精准化、智能化，成为提升烟草产业竞争力的重要课题。在此背景下，密集烤房智能控制系统的应用为解决上述问题提供了全新路径。

一、传统密集烤房烟叶烘干存在的质量问题及技术瓶颈（一）烟叶烘干过程中的质量缺陷表现

传统密集烤房烘干的烟叶存在多种品质问题。部分烟叶因温度过高或烘干时间过长，表面形成焦斑，内部有机物质分解失衡，香气物质大量流失，燃烧性下降， 影响后续加工使用效果与市场认可度。另一些烟叶因局部湿度控制不当出现霉变斑点，尤其在烤房中层与底层角 落， 霉菌滋生导致色泽发灰，失去正常金黄或橘黄色泽，直接拉低烟叶等级与市场价格。同时，烘干均匀性差的问题突出 烤房内不同区域烟叶含水量差异达8%-12% 。部分叶片边缘卷曲枯脆，靠近主脉处却仍带潮气，导致储存时潮湿部分易霉变、干燥部分易碎裂，加工时难以统一处理，严重影响效率与成品质量。

（二）制约烘干质量的技术瓶颈

温湿度调控精度不足是核心瓶颈。传统烤房依赖机械温控装置 度波动常超±5℃，湿度偏差达10%以上，无法满足烟叶变黄期、定色期、 或定色不彻底等问题。监测方式滞后同样影响质量。人工定时巡 同操作人员对环境状态的判断差异会降低数据准确性，难以实时 质量造成影响。此外，能耗与质量矛盾显著。为快速烘干而盲目 提高生产成本，又破坏烟叶有机成分、导致香气流失，形成“高能耗-低品质”恶性循环，不符合可持续发展要求。

二、密集烤房智能控制系统的构建与应（一）智能控制系统的硬件架构搭建

系统以分布式传感网络为核心支撑，在烤房内部按上层、中层、下层三维立体布局硬件设备，形成全方位无死角的监测体系。顶层安装的高精 湿度传感器，采用进口芯片，具备抗干扰能力强、响应速度快的特点，能实时捕捉烤房顶部温湿度的细微变化， 以此反映整体环境的变化趋势，为全局调控提供基础数据。中层配置的气体传感器，灵敏度极高，可精 气等气体的浓度变化，不仅能及时发现燃烧过程中的异常情况，保障燃烧效率，还能有效 造成不良影响。底层嵌入的烟叶水分探测器，采用探针式设计，直接与烟叶物料接触，能精准获取不同部位烟叶的水分数据，为烘干进程的调整提供关键依据。

所有传感设备保持每秒2 次的高频采样频率，采集到的数据通过屏蔽线缆进行传输，这种线缆能有效隔绝外界电磁干扰，将数据传输误差严格控制在极低范围，确保了监测数据的真实性和可靠性。控制终端选用运算速率达100K 步/秒的工业级PLC 控制器，作为整个系统的“大脑”，它能快速处理海量监测数据，并同步驱动变频风机与智能热泵装置协同工作。变频风机可根据环境变化灵活调节风速和风量，智能热泵装置则能精准控制温度，二者在PID 算法的加持下，实现温度 ±0.5C 、湿度±2%的高精度动态调控。

（二）智能控制系统的应用流程设计

系统启动后，通过红外光谱识别模块与多点水分探测传感器联动，自动识别烟叶品种与初始含水量，内置的深度学习算法会根据历史数据与实时参数，调用适配的烘干曲线模型[2]。变黄期内，分布在烤房不同层级的湿度传感器每30 秒反馈一次数据，中央控制器据此动态调节排湿风机转速与风门开度，将相对湿度稳定控制在适宜区间，确保烟叶在酶促反应最佳环境中均匀变黄，避免局部过干或过湿导致的黄变不均。定色期阶段，系统依据预设的温度梯度曲线，通过PID 算法实时调整热泵机组输出功率，将每小时升温速率严格控制在合理范围，配合循环风机的变频调节，使烤房内温度场分布偏差极小，确保烟叶色素稳定固化，防止出现青黄混杂现象。干筋期则结合底层烟叶水分探测器传回的实时数据，分三阶段逐步降低环境湿度：第一阶段维持较高湿度加速烟筋脱水，第二阶段适度降低湿度巩固干燥效果，第三阶段保持较低湿度确保烟筋彻底干燥且避免叶片过度失水碎裂。全程无需人工介入，当监测到温湿度偏离阈值、传感器故障或设备异常时，系统会立即触发声光报警，并通过 4G 模块推送故障代码与处理建议至管理终端，形成“实时监测-智能分析-精准调控-异常预警”的完整闭环，为烘干过程的稳定性与可靠性提供全时段保障。

三、密集烤房智能控制系统对烟叶烘干质量的提升效果及实践验（一）烟叶烘干质量核心指标的提升表现

应用智能控制系统后，烟叶外观品质有了显著改善。上等烟的数量大幅增加，叶片色泽呈现出均匀的金黄或橘黄色，油润感明显增强；中等烟的数量也有所上升，整体形态更加规整。而杂色烟、青筋烟等不合格的烟叶变得极少，那些因烘干不当产生的焦斑、霉变斑点几乎不见踪影。从内在品质来看，烟叶中总糖、还原糖的含量变化幅度明显缩小，避免了忽高忽低的情况；烟碱含量稳定在适宜的范围内，让烟叶的口感更加协调。茄酮、巨豆三烯酮等香气物质保留得更多，使得烟叶的香气更加浓郁、纯正，评吸时的整体评分也提高了不少。同时，烘干后的烟叶水分分布更加均匀，不同烟叶之间的水分差异很小，破碎的情况减少了很多。这使得烟叶在储存过程中更加稳定，即便存放时间较长，也不容易出现霉变或碎裂的问题；在加工时，能更好地适配各种流程，大大提升了烟叶作为商品的价值。

（二）多场景实践验证结果

在云南高海拔烟区、贵州多雾山区及河南平原产区的对比试验中，智能控制系统展现出对复杂地理气候的稳定适应性。云南产区海拔落差大，昼夜温差可达15℃以上，系统通过实时捕捉外界温度变化，动态调节加热装置功率输出，使烟叶烘干周期较传统方式缩短 12-16 小时，燃煤消耗减少 10%-15% ，同时避免了夜间低温导致的烟叶回潮问题。贵州多雨地区年均湿度超 80% ，系统借助高频湿度监测与智能排湿联动，将烟叶霉变率从传统烘烤的11%精准控制在 1.2% 以下，有效保留了烟叶的金黄底色。连续三年的规模化应用数据显示，单座烤房年均减少因品质缺陷导致的烟叶损失约180 公斤，按每公斤 35 元的收购均价计算，年增收达6300 元；同时因减少人工巡检与干预，单座烤房可节省 2-3 名用工成本，推动烟草烘烤环节向自动化、精准化转型。

结语

传统密集烤房的质量缺陷与技术瓶颈可通过智能控制系统有效解决。该系统凭借精准硬件架构与闭环流程，显著提升烟叶品质，降低能耗与损失，在多产区实践中表现出稳定适应性与显著经济效益[3]。后续可优化传感器布局与算法模型，增强复杂环境适应能力；推动技术规模化普及，结合物联网与大数据构建区域性智能管理网络，为烟草产业高质量发展提供更强技术支撑。

参考文献

[1] 惠晓鹏.基于智能控制的锅炉燃烧过程优化路径分析[J].模具制造,2025,25(08):180-182.

[2]翟顺龙,赵永伟,常剑波,等.不同保温处理对密集烤房烟叶烘烤过程中氮代谢的影响[J].河南农业科学,2025,54(06):175-184.

[3]赵雪红,密集烘烤节能降耗智能控制系统.河南省,许昌远方工贸有限公司,2023-06-01.