今天已经在家工作了，下午接到一位老师的微信：“会议报告摘录：“中国智慧、中国方案、中国力量，为人类和平与发展崇高事业作出新的更大的贡献！”，NSC生逢盛世，当不负盛世，应该为新型烟草产业的发展贡献中国智慧、中国方案、中国力量。”这次会议是对我们科研工作者的重大激励。我想目前可以做到的仍然是，“大处着眼，小处着手”，从一点一滴做起，讲好中国故事。当前重要的是讲好我们科研工作中的一个个的故事，才能聚集为一个宏大的叙事。

前天周六，15日，当文献分享遇上了组会，最终决定以网络视频方式开展的文献分享，看着同学们做的分享越来越好，每天进步一点点，日子久了我们就能进展一大步，由于未进行组会，同学们也在今天早上按时给我发了邮件，总结了这一周来的工作制定下一周的计划。

在回到周五和周四，我在杭州卷烟厂和技术人员探讨工作中的科学支撑的问题，一共交流的六个方面的工作，每个都非常的有特点，杭州厂的技术人员开展了非常不错的技术工作，而且也取得了相当好的效果，但接下去的方向和要点把握不是很准，这是他们的感觉，因为这种行业同行都是以做应用为主要工作，而我是从事应用基础研究工作，我个人感觉他们在工作中非常重视对“器”的理解和创新，而没有去悟“道”，古人说“形而上者谓之道，形而下者谓之器”，悟“道”，我个人感觉应该不仅仅从“器”这个点出发，开展应用效果，而还要把我对象在过程中的规律性，这个是比较难的事情，也就是我经常讲的，不仅仅是“归纳”，而且还能“演绎”。也许这一段我讲的不够清晰和全面，但和大家的交流上，我确实是使用了一个套路来进行讨论，我在科学故事连载中一直秉承这种思路，不仅仅是关注我们创新的装备或者方法，更重要我们的初衷，以及未来我们如何应用它来讲述背后的故事。

最近几天，风平浪静……，我深深感觉到“我们正在蹄疾步稳的往前奔，不断加油，不断鼓劲”

还是回到《烟草干燥工艺学》的分享，前两次我们分享了“热湿处理在线分析仪”，也就是利用热重的方式来研究烟草干燥动力学过程，同时我们讲到了我们在热重方式研究中所做的一些简单的“加法”，使用复合的方式让我们的研究更加的丰满，其实没有太多的创新，但这个问题又来了，我们真实的生产线上到处是滚筒烘丝设备（图1所示）或者气流干燥设备（本书封面就有形象的示意图），通过热重方式拿到的动力学信息可能对我们辨识烟草物料干燥特性有一个直观有效的认识，但是对烟丝干燥的实际过程缺是有失真实性，转移放大产生偏离的风险就比较大，所以如何贴合实际的滚筒烘丝设备或者气流干燥设备评价或者说创新就显得尤为重要的。

图1 滚筒干燥设备

那就回到我们最初的问题，滚筒干燥器是烟草加工中使用最为广泛的干燥设备型式。在滚筒干燥过程中，烟丝通过与滚筒内加热壁面和抄板的接触导热以及与筒内强制对流热风的对流换热，而被干燥脱水至既定的含水率范围。其关键在于“热通过传导和对流作用在相间传递”、“水分传递相伴而生，且结合滚筒内的传输运动”，热量质量耦合发生，并伴随烟丝滚筒内的运动，导致该干燥物理过程颇为复杂。怎么办呢？

其实这个故事是在十几年前我们开展科技部松散回潮项目中使用到了一些基本概念，这个概念贯穿了我们烟草加工的方方面面，多说几句，我们烟草工业中加工的初心是希望加工生产出的卷烟支支一致，支支均匀，如何做到的，最基本的原则，我们的加工过程流水线，过去了不再回来，像是河流一样，“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回”，这时候，什么样的反应器可以满足这点要求呢，当然是“平推流反应器”，是理想反应器中的一种，当然理想反应器还有“全混流反应器”，另外“批式反应器或者间歇式反应器”也会被划分为理想反应器，但理想反应器也有不理想的时候，就是有时候“返混”强烈，这就不满足了我们对该过程“不复回”的要求了，但有时候也需要，我们就可以利用全混流，例如我们的柜子箱子等等，可能还有其他设计（理解机理是创新的关键），图2是三个理想反应器的简图（ref. O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering (1999) 3^rd），看到这些，有点晦涩难懂，不过没有关系，希望大家能继续读下来。

图2 三种理想反应器（a批式反应器；b平推流反应器；c全混流反应器）

重点看看图2中的b，平推流反应器，按字面意思也非常容易理解，像做核酸排队一样（图3），排排队，一个个来，n个人排队，正在做的第1个人，已经经历了n个时间单位，或者是n+p个时间单位，假定第n个人经历了为0个时间单位或者是p个时间单位。其实这就是平推流，这里每一个人经历的过程是一样的，开始形成n或者全部做完，变成0，就变成了料头和料尾，料头经历的过程显然不同，料尾还差不多，但也会有影响。这里的影响一定是对运动过程有影响。图2中的平推流反应器我们可以做适当的假设，我可以定位人的变化，也可以定位设备的位置，两种方案一个是拉格朗日的方法，一个是欧拉的方法，这是流体力学处理中的方法，是物料还是空间，这是个问题。处理方法上是不同的，创新也就不同。

图3 排队做核酸（图片来源于网络）

其实我们就是将物料经历的这个过程抽象至了一个“批式反应器”中，因为在“批式反应器”中停留时间是可控的，而“平推流反应器”中，平推流也是可控的，它的停留时间等于承载量除以流量。那么这个停留时间很容易或者，我们通过在线称量的方法可以获得流量，我们完全停止，通过计算干物质量，就知道承载量，通常说容重，这样就是到这个处理物料在滚筒中的停留时间，这里看利用任何标记物的测定滚筒中的停留时间都是不很靠谱，因为一个标记物可能快也可能慢，因为运动特性与被测物料有很大的差别，这个未来在介绍到转移放大技术时我还会讲到，甚至不止一次的介绍这个基本原理。

目前我们是为了介绍如何开展堆积烟丝滚筒干燥过程的分析，通过以上分析，其实我们已经有了一个基本的策略，就是做一个批式滚筒干燥装置即可，它将具备传导给热和对流换热两种热量交换方式，另外，热风对流的热量传递过程也需要具备，我们在这个思路的指引下，就开发了一个批式滚筒干燥器。图4所示，这次就放示意图吧，书中也没有放置这个装置可能因为大家都觉得时间太过久远，不好看了。

图4 批式滚筒干燥装置

这个非常好用，知道今天这台装置还在不知疲倦的运行（有15年了），如果我们对干燥过程中的烟丝取样的话，可以分析干燥过程特性，图5所示；当然结合传热过程分析，获得水分与温度耦合的热质传递数据（ref. 赵静芬等, 滚筒干燥过程中叶丝表面温度变化特征. 烟草科技, 2011(06)）等等，这里的用途非常多，正如刚才所讲到了，知道今天，还在不知疲倦的运行。

图5 符合传热条件下的烟丝滚筒干燥特性

图6 水分与温度耦合的热质传递数据

在这个小结的最后，书中还总结描述了这个装置的特点。本项目研制的滚筒热湿处理装置的特点是滚筒在控制一定的转速和筒壁温度条件下，与通入的热湿处理气体介质共同对滚筒内一定量的烟丝样品进行设定干燥或回潮时间的处理。

该滚筒热湿处理装置具有以下特点：

（1）该装置可以形成宽范围的滚筒热湿处理条件。具体是气体介质的多选择性，气体介质可选择空气、氮气、二氧化碳等；气体介质中湿蒸汽分压最大值可达80%～90%，控制精度5%；气体介质温度控制范围为 60℃～180℃，控制精度±1℃；滚筒筒壁温度最高可达180℃，控制精度±1℃；转速可控制在0～20rad/min。

（2）该装置为批处理装置。便于对烟丝或片烟处理时间进行控制。同时处理过程中可以将部分烟丝取出做物理、化学和感官质量分析和评价，所以该装置能够对干燥过程中烟丝加工质量特征做出分析和判断。

（3）装置的批处理量为100g～1000g/批

（4） 使用夹层的筒壁可以保证筒壁温度的均匀， 筒壁温度极差小于３℃。

今年年底，计划对这个装备进行更新换代，也期待它能在未来的研究中发挥更大的作用，尤其是它对烟丝各种灵活状态下对水的处理。不论是在加热卷烟还是传统卷烟的加工领域，它都将继续发挥着不可替代的作用。