基于YOLO v5s目标检测算法的烤烟鲜叶成熟度识别方法

新鲜烟叶的成熟度对烤后烟叶的质量有显著影响,可于烘烤前完成不同成熟度的新鲜烟叶分选,并对各成熟度采用特定烘烤工艺,以提高烘烤后的烟叶质量。以云烟87的新鲜烟叶为试验样本,将采集的新鲜烟叶分为上部叶、中部叶、下部叶,并依据不同部位成熟度划分为欠熟、成熟、过熟。采用YOLO v5s目标检测算法,利用卷积神经网络提取新鲜烟叶的不同成熟度特征,完成不同部位新鲜烟叶的成熟度识别试验,并与Faster-RCNN、Mask-RCNN检测模型的测试结果进行对比。结果表明,YOLO v5s对云烟87不同部位新鲜烟叶成熟度检测的总体mAP值分别为99.1%、97.5%、98.5%,单幅图像检测平均时间为29~30 ms。3种模型的对比试验中,Mask-RCNN、Faster-RCNN测试的mAP值均低于YOLO v5s,单幅图像检测平均时间均远高于YOLO v5s。采用YOLO v5s训练的不同部位新鲜烟叶的检测模型,在检测速度与精准度方面基本满足对新鲜烟叶成熟度识别的生产要求。

湘南稻作烤烟密集烤房风机转速组合研究

为探讨湘南稻作烟区密集烤房烟叶烘烤过程中适宜的风机转速组合,分析了不同风机转速组合对烟叶化学成分、外观质量和经济性状的影响。结果表明：在密集烘烤中,采用风机变速组合为干球温度在38℃以前1450 r/min,38～42℃960 r/min,42～47℃1450 r/min,47～60℃960 r/min,60℃到烘烤结束720 r/min,烤后烟叶干物质较多,外观质量较优,上等烟比例和均价提高,化学成分更加协调。

湘烟3号烘烤过程中温湿度研究

[目的]摸索湘烟3号的一般性烘烤工艺及烘烤过程中的诊断指标,为制订湘烟3号的烘烤方法提供依据。[方法]在烤烟3段式烘烤工艺的基础上,调整变黄期和定色期湿球温度和烟叶变黄程度指标,设4个处理,在3地从烘烤成本、经济性状、外观质量和化学成分4个方面,分别考察上、中、下部烟叶的烘烤工艺。[结果]湘烟3号在烘烤过程中,干球温度38℃、湿球温度36℃时,下部烟叶的诊断指标为烟叶变黄7成,叶片变软,主脉1/2变软,中、上部烟叶的诊断指标为烟叶变黄9成,叶片变软,主脉1/3变软;变黄后期中、下部烟叶湿球温度应控制在38℃,上部烟叶的湿球温度应稳定在39℃。[结论]初步研究了湘烟3号变黄期的温、湿度及烟叶变化状况,至于其田间成熟规律和基本表象、烟叶的变黄和失水速度及其协调性等方面有待进一步探索。

湘南稻作烟区上部烟叶密集烘烤关键温度点稳温时间研究

为解决密集烤房应用中存在的干物质降解不充分和香气物质不足的问题,2012年在湖南永州市宁远县以云烟97为试验材料进行了上部烟叶密集烤房关键温度点稳温时间试验。结果表明,在烟叶变黄期和定色期适当增加稳温时间,可增加上等烟比例和均价,提高烟叶外观质量,降低烟叶淀粉含量,增加总糖和还原糖含量。对上部烟叶,在变黄前期的38℃稳温24 h,在变黄后期的42℃稳温16 h,在定色前期的47℃稳温18 h,定色后期的54℃稳温16 h为适宜。

湘南浓香型稻作烟区密集烘烤不同阶段升温速度组合研究

为提高密集烘烤烟叶品质,优化密集烘烤工艺,以湘南浓香型稻作烟区的云烟97品种烟叶为材料,研究密集烘烤不同阶段升温速度组合对烟叶化学成分、经济性状的影响及能耗成本。结果表明,上部和下部烟叶在35～38℃以3 h升温1℃,38.1～42℃以2 h升温1℃,42.1～45℃或47℃以3 h升温l℃,45.1℃或47.1～54℃以2 h升温1℃,54.1～68℃以2 h升温1℃的升温速度组合较好；中部叶在35～38℃以2 h升温1℃,38.1～42℃以1 h升温1℃,42.1～47℃以2 h升温l℃,47.1～54℃以1 h升温1℃,54.1～68℃以1 h升温1℃的升温速度组合较好。各升温速度组合有利于协调烤后烟叶化学成分,提高上等烟比例和均价,降低能耗成本。

烤烟散叶堆积式烘烤技术研究Ⅰ—不同堆积方式的烘烤效果

为了探索烤烟散叶烘烤技术,摸索出适宜的堆积方式,进行了试验。结果表明:装烟筐、固烟架和随机堆放3种堆积方式中,装烟筐方式有利于烟叶烘烤质量的提高,外观质量与挂竿方式差别不明显,身份适中,桔黄烟较多,上中等烟比例为91.87%,较挂竿方式提高了0.49个百分点,挂灰烟和光滑烟比例较低,鲜干比较小,均价为12.85元/kg,较挂竿方式提高了3.05%,烤后烟叶的化学成分较为协调,淀粉含量较低,还原糖含量较高,烟碱含量适宜,烘烤过程中失水速度与挂竿方式近;固烟架方式的烘烤质量较挂竿方式略差;随机堆放方式因脱水困难不利于烟叶烘烤质量的提高。

湘南浓香型稻作烟区密集烤房不同烘烤工艺效果比较

为优化浓香型稻作烟区密集烤房烘烤工艺,以云烟97为材料,在湖南省宁远县开展了不同烘烤工艺效果试验。结果表明:优化集成烘烤工艺延长了关键温度点稳温时间,可增加烟叶还原糖含量,降低烟碱含量,提高烟叶上等烟比例和均价,不增加烘烤成本。

烟叶主要化学成分在不同烘烤方式中的动态变化

为了探索密集烤房烘烤技术,研究了不同装烟方式密集烘烤过程中的烟叶主要化学成分的动态变化。结果表明:在挂竿、烟夹、散叶三种装烟方式的烘烤过程中,散叶堆积式烘烤淀粉酶活性前期较高,后期酶活性降低较为缓慢,烘烤结束后烟叶的淀粉含量较低;叶绿素降解,挂竿式和烟夹式烘烤24h之前下降幅度较为明显,散叶式烘烤在12h之内降解速度明显不如挂竿和烟夹方式,12h后降解加快;蛋白质含量均呈缓慢下降趋势。

永州烟区‘K326’上部叶烘烤工艺研究

为提高品种‘K326’上部叶烤后烟叶价值及内部化学成分协调性,在烟叶采收环节调整采收成熟度,在烘烤时采用定色期低速升温、高湿定色的烘烤工艺。研究表明:当上部叶充分成熟,叶色变黄,主脉泛白,茎叶角度在90°左右,在定色期采用低速高湿烘烤工艺,烘烤时间延长10h以上,烘烤成本略有增加,烤后烟叶内部化学成分协调性较好,淀粉含量降低,可以达到预期的目标;当顶叶过熟,叶色变黄泛白,到达枯尖焦边的程度,在定色期采用低速高湿烘烤工艺,烤后烟叶均价较高,还原糖含量适中,淀粉含量5%左右,总氮含量适中,钾氯比适宜,内部化学成分协调性好。

气流上升式连体密集烤房余热共享的设计及应用

为实现烟叶烘烤节能降耗的目的,对目前应用的气流上升式连体密集烤房设计余热共享设备进行研究,使之相互间实现余热共享。设计的气流上升式连体密集烤房余热共享设备,具有结构简单、容易操作的特点,能够实现烤房间的余热共享,利用定色、干筋期排出的余热能完全满足烟叶变黄所需的热量,节能效果明显,公斤干烟耗煤量和烘烤成本较对照明显降低,且利用余热烘烤的烟叶质量能得到保证。

湘烟3号下部叶烘烤特性研究

[目的]研究湘烟3号下部叶的烘烤特性,为制订湘烟3号的烘烤工艺提供依据。[方法]以云烟87和K326为对照品种,测定3个品种田间成熟规律和基本表象、烘烤过程中的变黄速度、色素含量变化及失水干燥速度。[结果]3个品种下部叶的含水量随烘烤时间的延长而下降,其中烘烤24～72h水分下降速度最快,3个品种水分下降速度为K326>云烟87>湘烟3号;湘烟3号的大田叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、多酚氧化酶含量均高于云烟87和K326。[结论]初步研究了湘烟3号下部叶的烘烤特性,对提高湘烟3号烟叶烘烤质量具有十分重要的意义。

烤烟漂浮育苗水体增温技术的应用

为了解决烤烟育苗期低温制约,提高烤烟漂浮育苗的壮苗率,进行了烤烟漂浮育苗水体增温技术的应用研究。试验结果表明:采用水体增温技术,育苗池平均水温达到20.06℃,能提供烟苗生长的适宜温度,促进了烤烟种子出苗和烟苗的生长发育,缩短了育苗期12天,有利于提高烟苗素质,壮苗率达到86%,茎杆较为粗壮,茎高和茎围分别达到11.2 cm和1.8 cm,烟苗的根系较为发达,干物质积累较多;有利于大田期早生快发,株高、茎围、有效叶数及叶片的长、宽度均有不同程度的增加,有利于提高烟叶的产质量,产值增加1847.85元/hm^2。但运行成本较高,有待于进一步完善设施。

高效助燃除硫剂在烟叶烘烤中的应用

为了降低烟叶烘烤过程中煤炭燃烧时有害气体排放量,改善煤炭燃烧性能,进行了高效助燃除硫剂的应用试验。结果表明:燃煤中添加3%的高效助燃除硫剂能改善燃煤的燃烧性能,使燃煤燃烧更加充分,炉膛内平均温度较对照提高53.67℃,助燃效果明显,有利于提高燃煤利用率,降低能耗。烟叶烘烤时,燃煤中添加3%和1%的高效助燃除硫剂,耗煤量及燃烧时产生的碳氧化物、氮化物及硫化物都有不同程度的降低,其中除硫效果显著。

密集烤房变频控制技术的应用

为了进一步完善密集烘烤自控技术,实现节能提质的目的,对密集烤房自动控制装置与变频器和风机等装置连锁的自控变频技术进行了研究。试验结果表明:采用变频控制技术有利于节约用电,其中根据装烟室上下棚干球温差值进行自控与变频连锁调速,可使干筋期的叶间风速明显降低,节电效果明显;烤后烟叶的外观质量有所改善,橘黄烟叶较多,颜色较深,化学成分更趋协调。

2010年密集烤房装烟密度试验研究

为了探索适宜的密集烤房装烟密度,提高其利用率及烟叶烘烤质量,进行了密集烤房装烟密度试验研究。结果表明:装烟密度为竿距12 cm,有利于节能降耗,上中等烟比例和均价较高,外观质量略好,化学成分稍为协调。

多方式燃烧炉在烟叶烤房中的应用

研究了多方式燃烧炉在烟叶烤房中的应用效果。结果表明:多方式燃烧炉使用的燃料类型及燃烧方式均可多样化,可使用散煤、蜂窝煤及绿色能源等,在烟叶烤房中使用蜂窝煤时,较传统卧式散煤炉燃烧较为完全,可降低耗煤量,平均1 kg干烟耗煤量降低0.38 kg,节约用煤12.38%,同时温度容易控制。通过温湿度自动控制设备的控制,升温稳温比较准确持续,有利于烘烤工艺的实现,从而有利于提高烟叶的烘烤质量。