《烟叶醇化仓库基础环境参数监测指南》编制说明

烟草行业标准制修订项目《烟叶醇化仓库基础环境参数监测指南》编制说明工作简况任务来源烟叶仓储管理是烟草企业的一项非常重要的工作，烟叶的贮存醇化质量直接关系到卷烟产品的质量，在实际工作中具有举足轻重的作用。本项目拟结合片烟贮存养护的原理、方法，根据烟草行业对片烟贮存养护的环境数据监测需求，提出环境数据监测方法和步骤，以进一步规范人工监测的过程管理，为构建自动监测模式提供指导，全面提高监测数据的系统性、及时性、准确性，为片烟贮存养护质量的提高提供支持和保障。按照国家烟草专卖局《关于印发烟草行业标准制修订管理办法的通知》（国烟科〔2015〕255号），经申报、形式审查、专家评审等程序，国家烟草专卖局确定2018年度烟草行业标准制修订项目28项，于2016年9月国家局下发了国烟科[2018]177号文件，根据文件精神，确定了《烟叶醇化仓库基础环境参数监测指南》行业标准的制定任务。项目承担单位、协作单位及主要分工根据国烟科[2018]177号文件的要求，项目承担单位有红塔烟草（集团）有限责任公司，云南中烟工业有限责任公司、上海烟草集团有限责任公司、河南中烟工业有限责任公司、湖南中烟工业有限责任公司、福建中烟工业有限责任公司；项目协作单位有昆明美光科技有限公司，江苏智周万物科技有限公司。项目组具体分人工监测技术研究组、自动监测技术研究组、编写组、沟通协调组四组。人工监测技术研究组负责有关片烟贮存环境参数监测相关文献的搜集与整理，开展人工监测项目研讨，实验研究，方法验证；自动监测技术研究组负责有关无线监测相关文献的搜集与整理，构建无线监测系统构架，研发试验设备进行实验研究，方法验证；编写组负责标准制定框架的搭建，思路定位及标准编写；沟通协调组负责调研、专家咨询和项目协调。主要工作过程本标准项目工作主要分为五个阶段推进实施：第一阶段：拟定工作计划。在项目实施前，项目第一承担单位牵头组成项目组，研究制定具体工作计划，讨论标准大纲，安排起草标准草案。在此基础上，组织项目各参与和协作单位进行项目研讨，围绕标准草案，重点对任务需求、现状问题、标准框架、技术方案等方面进行了充分讨论，并明确了任务分工和协作方式。第二阶段：开展资料调研。项目组查阅国内外文献，收集了众多相关技术资料，并咨询了长期从事片烟贮贮存养护、监测与相关研究的专业人员，对现状、问题、可依标准、国内外相关领域研究、运用情况收集了大量的一手资料，进一步明确了标准应解决的重点、难点和突破方向。第三阶段：构建研究模型。项目组对本项目主要内容进行研究，分别围绕人工监测和自动监测两条主线，库外、库内、箱内三个维度，对监测点设置、数据采集频率、取数方式、数据分析方法和结果运用几个方面构建方法、路径和实验模型。通过查询技术资料、交流讨论、专项问题攻关、实验验证等方式开展工作。在项目实施过程中，依据所发现的问题，对自动监测的思路、方法进行优化调整；并同步对《烟叶醇化仓库工艺质量辅助监控系统研究》科技项目中，自动监测所涉及的软硬件实验设备进行升级改造，为开展实验验证准备好了软硬件技术环境。第四阶段：开展实验验证。在该阶段，项目组组织开展相关实验，对标准所涉及的以下方法和技术要点进行了验证，并根据验证结果进一步完善标准内容。（1）样本仓间选取验证，验证以下方法的可行性：数据监测频率验证，仓间温度、湿度的最大值（或同类数据平均值）差异性验证，“五要素三步骤”法样本仓间选取法验证。（2）仓间内不同高度温湿度差异验证，验证以下方法的可行性：自动监测整仓贮存模式库内监测点设置验证、人工监测整仓贮存模式库内监测点设置验证。（3）七大判定流程数据应用验证，验证以下判定流程的可行性：入库烟叶水分/温度检查流程、在库烟叶水分/温度检查流程、整仓贮存模式下非空调仓库温湿度检查流程（适用于湿度调控方式为：自然通风或除湿剂/设备除湿）、整仓贮存模式下非空调仓库温湿度检查流程（适用于湿度调控方式为：机械调湿）、整仓贮存模式下空调仓库的温湿度检查流程、低排放机械调控模式下湿度检查流程、低排放机械调控模式下温度检查流程。因为七大判定流程是经对YC/T300相关条款的识别、转化而来，所以本次验证重点针对流程的闭环性及阈值触发的有效性；利用已经实现的自动监控，分别用包芯温度偏高预警、包芯温度超过阈值、库内温度超过32度、库内湿度超过70%来验证以上七大流程、烟叶水分检测（检查）预警、告警。第五阶段：标准征求意见。在该阶段，在玉溪市召开了全体项目组会议，特邀了中国烟草标准化研究中心专家到会指导。会前，发出《烟叶醇化仓库基础环境参数监测指南》草案项目组内征求意见；会中，以会者对标准草案和反馈意见进行了讨论；提出了对标准编排格式进行调整，把预警阈值参考表和相关温湿度判定流程等内容作为资料性附录，使内容层次更加清晰等意见；会后，项目组根据会议收集到的相关信息，修改完善了标准征求意见稿，并于2022年7月提交至卷烟分标委秘书处。标准主要起草人及其所做的工作略。相关领域的国、内外标准研究和制修订情况为规范烟叶醇化仓库的基础环境参数的监测方式和管理要求，国家烟草专卖局于2009年到2014年先后发布了多项相关行业标准制修订任务，分别是GBT23220烟叶储存保管方法、YC/T205烟草及烟草制品仓库设计规范、YC/T300-2009《片烟贮存养护通用技术要求》、YC/T322《片烟贮存养护气调贮存法》、JJG（烟草）21—2010《烟草实验室大气环境检定规程》、JJG(烟草)27—2010《烟草加工在线红外测温仪检定规程》、YC/T513—2014《烟草行业地理信息系统基础数据的标注与交换规范》、YC/T515—2014《烟草工业企业卷烟数字化仓库管理规范》等。上述标准分别对片烟的贮存条件、入库、堆码、在库检查、温湿度控制、霉变控制、出库及异常情况的处理等方面提出了相应的技术要求，尤其是分别对不同的环境参数监测的方法和技术要求进行了明确的规定。标准首次采取人工监测和自动监测的两种方法，系统采集烟叶醇化仓库内外温度、湿度和箱内烟叶水分以及箱温等基础数据，并通过数据传递（传输）、分析和应用等步骤，实现对烟叶醇化仓库基础环境参数监测。进而针对烟叶仓储库外、库内、箱内三个环境维度，建立基础环境参数监测的指南，为烟叶仓储养护提供支持。本标准采用了GB3836.1-2000《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全性“i”》、YC/T300-2018《片烟贮存养护自然醇化法》、YC/T31-1996《烟草及烟草制品试样的制备和水分测定烘箱法》、YC/T241《烟草行业计量技术标准体系》、GB/T4208《外壳防护等级（IP代码）》作为规范性引用文件。标准编制原则及主要内容确定的依据标准适用范围本文件给出了对烟叶醇化仓库进行基础环境参数监测的方式和技术要求。本文件适用于片烟的自然醇化过程管理。烟梗和再造烟叶的自然醇化过程管理可参照本文件执行。标准编制原则标准的编制遵循下列原则：（1）本着科学、合理、管用、好用的原则。（2）本着对现有相关标准的继承、发展、剥离、整合的原则。（3）本着标准制定单位科研成果的原则。（4）本着接纳成熟新技术并其发展留有接口的原则。标准主要内容确定的依据（1）现行标准现状2000年-2018年，GB3836.1-2000《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全性“i”》、YC/T300-2018《片烟贮存养护自然醇化法》、YC/T31-1996《烟草及烟草制品试样的制备和水分测定烘箱法》、YC/T241《烟草行业计量技术标准体系》、GB/T4208《外壳防护等级（IP代码）》均已发布采用。这些相关技术研究的成果和技术标准的制定、发布与实施，为本项目的开展奠定了比较扎实的技术基础，使之更有技术依据，提高其可行性。湖南中烟工业有限责任公司已颁布和发布了《片烟贮存养护自然醇化法》企业标准，通过该标准的实施，对企业片烟仓贮养护起到了积极作用，为本标准的制定奠定了基础。（2）现行仓贮情况调查结果通过对云南中烟工业有限责任公司、上海烟草集团有限责任公司、河南中烟工业有限责任公司、湖南中烟工业有限责任公司、福建中烟工业有限责任公司等地区具有代表性的企业进行了交流，具有以下特点：1）现有片烟养护模式有常规养护、机械调控养护、气调养护、三位一体养护、清洁仓间养护等，其中各公司主要以常规养护为主，在此基础上，各公司根据自身实际情况采用其他养护模式。2）烟叶质量检验方法有烟箱外观检查、水分检查、霉情检查、异味检查和烟叶外观质量检查。检测频次根据养护模式、入库烟叶的差异而调整。3）片烟自然醇化完成的判断方式有感官判断、化学成分检测和外观质量记录三种方式。醇化后期养护方式有常规养护、气调养护和机械调控养护。4）现行标准存在标准种类繁多，对于东西南北中均未根据当地的气候采取抽样监测法设置预警阀值，以及利用自动监测设备对仓间内环境参数进行分层检测、数据展示、智能分析、自动预警、生成报表、信息推送等功能。5）对于其他新型自然醇化方法，福建中烟提到的三段式密封降氧醇化方式，贵州中烟提到密封非降氧方式，均未涉及温湿抽样监测、预警阀值、自动监测等方法。6）片烟养护期间库内温度普遍高于库外温度，垛内温度高于垛外温度。温度变化灵敏度依次为：库外>库内>垛内>箱内。7）现有烟叶仓库除湿方式有自然通风除湿、机械除湿和化学药剂除湿。（3）文献调研成果1）相关标准分析当前，关于烟叶醇化仓库基础环境参数的相关标准很多。GB/T23220-2008《烟叶储存保管方法》规定了片烟入库水分的检验方法，指出水分大于13%为不合格（5.2.3.2）；规定了箱温检验方法，指出平均包温小于37°C为包温合格，否则不合格（5.2.3.5）；规定了烟叶入库水分不合格处理程序（5.3.2.1），分别指出表层、中心水分大于13%的的处理方法；规定了片烟的醇化的库内温湿度适宜参数，指出烟叶存放时间18个月内和30个月以上的温湿度要求（7.1.2）；规定了库内温湿度管理要求，指出一般季节和高温高湿季节的库内温湿度控制参数点等（7.2）；规定了仓库去湿法（7.3）、密封去湿法（7.3）、仓库降温法（7.4）、水分检查方法（7.5.3.1）、包温检查方法（7.5.3.2）。YC/T300-2018《片烟贮存养护自然醇化法》代替了YC/T300-2009《片烟贮存养护通用技术》、YC/T440-2012《片烟贮存养护异常情况处理通用技术指南》和YC/T456《片烟贮存养护低排放机械调控法》，规定了整仓贮存模式设备要求（5.1.4），低排放机械调控模式模式建设要求；除湿机、通风机、加湿机设备要求（5.2）；监测仪器仪表设置要求（5.3.1-5.3.5）；片烟入库含水率、包芯温度要求（6.1.1）；片烟在库水分要求（6.2.1.2）、箱（包）芯温度与养护环境温度（库内或垛内）之差要求（6.2.1.3）；贮存环境温湿度要求（6.2.2）；非空调仓库的湿度调控的自然通风除湿要求（6.2.3.1.1）、自然通风加湿要求（6.2.3.1.2）、机械调湿要求（6.2.3.1.3）、除湿剂除湿要求（6.2.3.1.4）；空调仓库的湿度调控（6.2.3.2）、低排放机械调控的湿度调控（6.2.3.3）方法；自然醇化阶段温度调控（6.2.4）；片烟在库含水率检查方法（7.3.1）、包温检查方法（7.3.2）；片烟含水率超标、片烟箱（包）温超标异常情况的判定及处理方法（8.5）等。YC/T31《烟草及烟草制品试样的制备和水分测定烘箱法》规定了供常规分析用试样水分的测定方法——烘箱法。YC/T475-2013《烟草及烟草制品霉变控制指南》规定了烟草及烟草制品霉变控制的设施设备，入库、贮存、出库控制，监测及检验，过程控制和霉变品处理等方面的要求。以上标准在指导生产中发挥了巨大作用，但从工作的便捷性来看，存在以下问题：其一，在实际工作中，难于协调众多标准，对指导工作带来了困难，有的标准之间的基础环境参数存在包含关系或矛盾关系，造成实际上对环境参数对烟叶质量的影响看法不统一；其二，仅对环境参数对烟叶质量的影响提出了操作参考点，缺少程序化操作指导，在仓储管理中缺少可操作性；其三，缺少实时监控机制，未采用自动化检测装置，导致环境参数发生变化时未能及时采取处置措施，烟叶质量的提升及损耗的减少目标维持困难。2）监测技术优选目前关于烟叶养护自动监测唯一可以对照的是YC/T342-2010《烟叶熏蒸杀虫磷化氢浓度的测定无线传感法》,该标准对烟叶仓库温湿度自动监测在构建模式上有参考意义，但这一标准是对磷化氢气体的监测，根据监测目标的不同，部分技术要求有较大差异在以《烟叶熏蒸杀虫磷化氢浓度的测定无线传感法》为基础，对红塔集团三库区35号库1层3防火隔断进行的整体试验情况表明。一是无线传输的方式有优化空间。标准中建议使用IEEEStd802.15.4组成Zigbee网络连接传感器，用IEEEStd802.11g作为传输汇聚网络。这两种无线传输方式存在覆盖范围小，需要多重级联的问题，均不适合在烟叶醇化仓库使用。Zigbee有效传输距离10-75米,Wifi有效传输距离大概是50-100米，烟叶仓库一般占地面积很大，将所有仓库的数据都集中存储，就需要建设大量的级联中继，任何一个中继故障都会导致大量传感器数据无法上传；IEEEStd802.11g尽定义了物理层和传输层的标准，数据链路层使用CSMA/CD方式，在大量节点均在的情况下，实际使用中经常发生数据传输不可靠、时延变大、丢包严重的情况。因此，既然应用Zigbee自动监测磷化氢浓度可靠性不足，则其用于烟叶醇化仓库基础环境参数自动监测也是不行的。考虑到当前的工业互联网发展水平，选用3GPPNB-IoT作为数据传输通道。基于蜂窝的窄带物联网（NarrowBandInternetofThings,NB-IoT）是3GPP(3rdGenerationPartnershipProject是积极倡导UMTS为主的第三代标准化组织)制定和推动的物联网标准，构建于蜂窝网络上，具有广覆盖、海量连接、低功耗、低成本的特点。二是标准中建议传感器的分布不能直接应用以温湿度监测上，温湿度的分布和分层现象与磷化氢气体的分布和分层情况有差异，需要重新考虑库内温湿度监测点的布点问题。（4）仓库温湿度监测的必要性烟叶仓库作为烟叶的储存地，必须维持适宜的温度、湿度环境，由于库容一般都比较大，室内温湿度场比较复杂，设计一套系统完善的监测方法非常必要。烟叶的“毛吸作用”很强，在高温高湿的环境里，容易吸收过量水分；而当环境温湿度降低时又将过量的水分释放出来，在表面凝结成水。这样，就为各种微生物的繁殖提供了适宜的条件，容易造成烟叶的大面积变色、变质、冲烧、霉烂及虫蛀。同时，在干旱地区，夏季的相对湿度很低，外界环境甚至≤15%，造成烟叶燥碎率很高，损耗增加，色泽及味道均有不同程度的劣化，致使卷烟质量下降，有的烟草企业每年仅烟叶燥碎造成的损失就高达百万元。而且仓库的温湿环境品质直接影响烟叶的自然醇化效果，而烟叶醇化效果则决定了卷烟制成品的品质。因此通过调控烟叶存放环境的温湿度，为烟叶存放提供适宜的环境条件，避免因湿度过大造成霉变，或因湿度过低、温度过高造成燥碎而形成经济损失；同时适宜的条件有利于提高自然醇化质量，提高制成品内在品质，对增强卷烟的市场竞争力十分有利。由于烟草行业的不断发展，其生产规模也日趋扩大，人们对卷烟的品质要求也越来越高，这就使得卷叶企业要更加重视烟叶库存管理。但是，由于历史等各种原因，有一些企业在烟叶仓储上还存在一些不足之处，所采用的传统温湿度监控系统还停留在较为落后的状态，成为制约卷烟整体质量的一个短板。因此，研究如何通过有效地对烟库温湿度等参数进行实施监测和调整来提高烟叶的仓储质量，成为一个重要的课题。本标准与被修订标准在标准技术内容、水平方面的对比情况本标准未修订其他标准。标准预期产生的社会、经济效益提高烟叶原料的管理和控制水平：用严格程序化的运作杜绝人工监管的缺陷，监测数据频率提高、更稳定、更准确，对工作的实际指导意义变强；对自动监测系统构建所提供的指导，可使烟草企业用规范统一的方式采用自动感知、无线传输、智能分析等技术替代人工监测。无论采用哪种方式，只要遵循本指南的步骤和方法完成相关工作，都可有效地提高监测效率和管理水平，减少因烟叶霉变损失，提高烟叶醇化质量。有助于研究烟叶自然醇化机理：烟叶贮存经一定时间的存储过程后在各项物理、化学指标都会有显著变化，在烟叶自然醇化过程中对仓库环境要求的温度、湿度、烟叶水分、氧气的含量都有严格的要求，其中仓库环境的温湿度有决定性影响。因此，仓库环境监测系统所收集的信息可以和烟叶理化指标、感官品吸结合在一起，为研究烟叶质量醇化规律和醇化预测模型提供了大量信息。采用国际标准和国外先进标准的情况本标准没有相应的国际标准和国外