卷烟的质量与烟丝的理化性质和机械特性密不可分,在烟丝加工工艺中,不同的干燥工艺参数如筒壁温度、热风温度等对其含水率、整丝率、填充值等理化性质影响不同,因此干燥过程的调控与优化对于成品烟草质量把控至关重要。研究干燥过程中烟丝的干燥特性,对深入分析烟丝状态变化以及烟丝加工过程中的传热现象、优化卷烟加工工艺参数等具有重要意义。然而目前行业中使用的滚筒干燥机由于内筒高温旋转,干燥过程中筒内环境及烟丝的状态难以测量。针对该问题,本文对烟丝的等温干燥特性进行了研究,并设计了一台小试电加热滚筒干燥机,根据该滚筒干燥机筒内搭建的测试结构,能够有效测量筒内沿程温湿度的变化。通过研究不同加工参数下的筒内沿程温湿度的变化,为烟丝在不同加工参数下沿程湿度和烘后理化性质变化研究提供理论和实践指导。论文主要研究内容包括以下几个方面:（1）基于卤素水分仪开展某烟厂三种典型烟丝的等温干燥动力学研究,探讨不同干燥温度和初始含水率对烟丝干燥特性的影响。研究发现,烟丝的等温干燥过程均可分为升速阶段、第一降速阶段和第二降速阶段,以降速干燥为主。三种烟丝的水分扩散系数和活化能结果显示,烟丝的水分扩散系数在70℃～100℃时随温度逐渐增大,而随烟丝的初始含水率逐渐减小,三种烟丝的活化能分别为13.85kJ/mol、22.12kJ/mol、14.92kJ/mol。同时用9种常见薄层干燥模型对实验结果进行非线性拟合,结果发现三种烟丝在不同温度下Midilli的拟合效果都最好。（2）根据烟丝的干燥特性和产线的蒸汽式滚筒干燥机特点,研制了一台电加热型小试滚筒干燥机。其内筒直径为0.3m、长度为1.5m,产能为0kg/h～50kg/h,主要部件包括内滚筒、进出料结构、支撑结构、筒内环境温湿度测试结构等。对搭建的小试滚筒干燥机进行调试,各参数调节范围均可满足试验需求。（3）在研制的小试滚筒干燥机上对烟丝进行干燥试验,研究发现烟丝在筒内干燥时筒内环境湿度沿滚筒长度可分为恒速段、升速段和降速段。筒内各位置点环境湿度和筒内最大增湿速率整体趋势上均随着气流温度、气流速度、筒壁温度增大而减小,随流量增大而增大,转速和倾角对两者的影响规律不显著。烟丝的烘后含水率随着气流温度、气流速度、筒壁温度增大而减小,随着流量、转速、倾角增大而增大。不同工艺条件下填充值的变化趋势大体上与烟丝烘后含水率相反,整丝率和碎丝率在不同工艺条件下无明显规律。依据烟丝与筒内环境热质交换原理,通过分析筒内温湿度的变化来推测烟丝湿度的变化,掌握烟丝随气流温度、筒壁温度等在筒内的动态变化特性。（4）针对滚筒干燥机结构进行模型设计并划分网格,调试相适应的计算模型对滚筒内部的温湿度场进行Fluent模拟仿真,仿真结果与试验数据趋势一致。基于仿真结果改变滚筒干燥机筒内的结构,分别将筒内的抄板数量加倍以及加装两块环形挡板,采用同样的计算模型,对比变结构前后仿真结果,发现加装环形挡板后的筒内温湿度场分布更均匀,增强了烟丝在筒内的传热传质程度。