烤煙氣流平移式密集烤房研究初報(bào)

江 凱，王 永，宋朝鵬，楊慶敏，王偉杰

（1.河南省煙草公司洛陽市公司，河南 洛陽 471003；2.山東中煙工業(yè)公司，濟(jì)南 250013；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，鄭州 450002；4.洛陽市煙草公司嵩縣分公司，河南 嵩縣 471400）

近幾年來，隨著煙葉種植規(guī)模的發(fā)展，密集烤房在全國得到了廣泛應(yīng)用[1-4]。但密集烤房在結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化組合上（如烤房空間利用、風(fēng)速均勻穩(wěn)定性、風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境、停電應(yīng)急處理等方面）的相關(guān)研究不多。氣流平移式密集烤房是針對現(xiàn)有密集烤房在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，該烤房由裝煙區(qū)、供熱區(qū)、循環(huán)送風(fēng)道構(gòu)成，裝煙區(qū)與供熱區(qū)為同一空間，無隔墻，從橫向空間上相對分開。循環(huán)風(fēng)道設(shè)置在烤房中間地平以下，為兩個(gè)筒型送風(fēng)通道；其工作原理是烤房內(nèi)空氣在循環(huán)風(fēng)機(jī)動(dòng)力推動(dòng)下，在循環(huán)風(fēng)道與供熱區(qū)、裝煙區(qū)之間形成循環(huán)氣流，循環(huán)氣流在裝煙區(qū)內(nèi)橫向平行運(yùn)動(dòng)，形成平移式氣流。本研究對氣流平移式密集烤房風(fēng)速、升溫速度、煙葉烘烤質(zhì)量及能耗進(jìn)行了探討，以期達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化密集烤房結(jié)構(gòu)、提高煙葉烘烤質(zhì)量、降低能耗的目的。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于 2008年在河南省洛陽市嵩縣田湖鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)烤房為氣流平移式密集烤房，對照烤房為氣流下降式密集烤房。

1.2 主體結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)參數(shù)

房內(nèi)寬度3 600 mm，長度7 000 mm（裝煙區(qū)6000 mm，供熱區(qū)1 000 mm，裝煙區(qū)與供熱區(qū)無隔墻），高度3 300 mm；墻體厚度240 mm；4層，棚距800 mm，架煙梁平行于供熱區(qū)，長3 600 mm。

循環(huán)風(fēng)道有2個(gè)，位于地平以下，長5 500 mm，寬600 mm，高600 mm；熱風(fēng)循環(huán)口位于供熱區(qū)對側(cè)地平以下，與循環(huán)風(fēng)道相連通，長3 600 mm，寬500 mm，高600 mm；回風(fēng)口位于供熱區(qū)地平以下，與循環(huán)風(fēng)道相連通，長3 600 mm，寬500 mm，高600 mm，設(shè)置弧形導(dǎo)風(fēng)坡；排濕口位于回風(fēng)口兩端，左右各1個(gè)，長500 mm，寬400 mm；冷風(fēng)進(jìn)風(fēng)口位于熱風(fēng)循環(huán)口中央地面以下，長800 mm，寬300 mm；應(yīng)急排溫口位于供熱區(qū)對側(cè)墻體下端，3個(gè)，長1 000 mm，寬200 mm（圖1、2、3）。氣流平移式密集烤房與密集烤房主要技術(shù)參數(shù)見表1。

圖1 烤房結(jié)構(gòu)效果圖Fig.1 Diagrammatic drawing of curing barn structure

圖2 烤房縱剖圖Fig.2 Longitudinal plan of the curing barn

圖3 烤房循環(huán)風(fēng)道平面圖Fig.3 Planar graph of the reciprocating duct of curing barn

1.3 方法

使用EY3-2A型電子微風(fēng)儀測量空載條件下烤房內(nèi)的風(fēng)速，測量時(shí)將烤房裝煙區(qū)分為4個(gè)區(qū)，以縱向掛煙梁為界，靠近供熱區(qū)的裝煙區(qū)域?yàn)?區(qū)，依次向后為2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)，每區(qū)測4層，每層測左右2個(gè)點(diǎn)，共32個(gè)點(diǎn)。使用烤煙溫濕度自控儀測量空載條件下烤房的升溫速度。燒大火時(shí)，以烤房中心位置為基準(zhǔn)測溫點(diǎn)，升溫至38℃后，每升溫5℃記錄1次時(shí)間。

采用全葉法進(jìn)行烘烤比較試驗(yàn)，試驗(yàn)品種為中煙100。采收鮮煙葉素質(zhì)一致的中上部煙葉，編32竿煙葉作為試驗(yàn)竿，16竿裝入氣流平移式密集烤房，16竿裝入對照密集烤房，在烤房內(nèi)均勻分布。煙葉烘烤過程中采用密集烘烤操作技術(shù)[5]。

2 結(jié) 果

2.1 空載條件下烤房內(nèi)風(fēng)速

從表2可以看出，烤房內(nèi)風(fēng)速在0.13～0.4 m/s之間，風(fēng)速在較為適宜的范圍。三層、二層、底層風(fēng)速均勻程度更為理想，在0.13～0.28 m/s之間，而在0.15～0.20 m/s之間的風(fēng)速值占62.5%。頂層風(fēng)速在0.30～0.40 m/s之間?？痉績?nèi)同層及兩側(cè)風(fēng)速均勻穩(wěn)定。

2.2 空載條件下烤房升溫速度

從表3可以看出，在空載條件下，烤房溫度從23℃上升到68℃，共用了6.39 h，升溫速度平均值為7.04 ℃/h，烤房升溫速度比較快，達(dá)到了煙葉烘烤的需要。

表1 氣流平移式密集烤房與密集烤房主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Major technical parameters of the air translational bulk curing barn and the control bulk curing barn

表2 空載條件下烤房內(nèi)風(fēng)速 m/sTable 2 Wind speed in the curing barn when unloaded

表3 空載條件下烤房升溫速度Table 3 Heating rate of the curing barn under unload condition

2.3 烘烤比較試驗(yàn)

2.3.1 煙葉質(zhì)量 從表4看出，氣流平移式密集烤房較密集烤房煙葉外觀指標(biāo)差異不明顯，只是在煙葉的色度和油分上稍有差異，氣流平移式密集烤房烤后煙葉色度中，而密集烤房烤后煙葉色度弱，氣流平移式密集烤房烤后煙葉油分有，而密集烤房烤后煙葉油分稍有，這與烤房本身及烘烤溫濕度的控制均有一定關(guān)系。

從表5看出，橘色煙C3F、B2F、C4F百分比差值，氣流平移式密集烤房較密集烤房分別為0.41%、-1.42%、1.64%。雜色煙B2K、B3K百分比差值，氣流平移式密集烤房較密集烤房分別為-2.06%、-1.42%、1.43%。綜合各方面因素分析，氣流平移式密集烤房與密集烤房在煙葉等級(jí)質(zhì)量上沒有明顯差異。

2.3.2 能耗 從表6看出，氣流平移式密集烤房比密集烤房裝煙量增加685.5 kg；干煙耗煤量減少0.25 kg/kg，干煙葉煤耗減少0.44元/kg，干煙葉耗電減少 0.05元/kg，氣流平移式密集烤房有明顯的節(jié)煤效果。

表4 煙葉外觀質(zhì)量Table 4 Appearance quality of the cured tobacco leaves

表5 煙葉等級(jí)質(zhì)量 %Table 5 Quality grade of the tobacco leaf

表6 烘烤能耗Table 6 Energy consumption of the curing

3 討 論

（1）氣流平移式密集烤房在空載條件下，同層及兩側(cè)風(fēng)速均勻穩(wěn)定，風(fēng)速在0.13～0.28 m/s之間，避免了強(qiáng)風(fēng)對煙葉烘烤質(zhì)量的不良影響。但在風(fēng)道設(shè)置、風(fēng)機(jī)配置上如何進(jìn)一步提高烤房煙葉烘烤的同步性還需要進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

（2）試驗(yàn)過程中，氣流平移式密集烤房按照現(xiàn)行密集烤房的裝煙量進(jìn)行裝煙，而氣流平移式密集烤房合理的裝煙密集度多少為適宜，上層與下層之間、前側(cè)與后側(cè)之間裝煙密集程度是均勻分配還是適度調(diào)整，還需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)研究。

（3）氣流平移式密集烤房不設(shè)置隔墻，加熱設(shè)備散熱器使用供熱和蓄熱性能均穩(wěn)定的材料（如耐火材料管、陶管、新型復(fù)合材料管）比較好[6-7]，能夠避免因熱源不穩(wěn)定及較強(qiáng)的輻射熱能而造成煙葉烘烤過程中不良現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）氣流平移式密集烤房在烤房供熱區(qū)對側(cè)墻體底部設(shè)置了應(yīng)急排濕口，由于不設(shè)置隔墻，在停電狀態(tài)下以自然通風(fēng)氣流下降式烤房的供熱和排濕方式進(jìn)行煙葉烘烤，能夠有效避免或減少煙葉烘烤過程中不良現(xiàn)象的發(fā)生，但在 2008年烘烤試驗(yàn)過程中沒有進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)，其自身供熱和排濕性能效果及研究數(shù)據(jù)有待于進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

[1]王衛(wèi)峰，陳江華，宋朝鵬，等.密集烤房的研究進(jìn)展[J].中國煙草科學(xué)，2005，3（4）：3-5.

[2]徐秀紅，孫福山，王永，等.我國密集烤房研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向探討[J].中國煙草科學(xué)，2008，29（4）：54-56.

[3]李常軍，宮長榮，周義和，等.烤煙烘烤過程中變黃溫度對氮素代謝的影響[J].中國煙草學(xué)報(bào)，2001（2）：31-35.

[4]宮長榮，孫福山，汪耀富，等.煙葉烘烤中不同變黃溫度對某些生理生化特性的影響[J].中國煙草科學(xué)，1998（2）：6-7.

[5]宮長榮，周義和，楊煥文.烤煙三段式烘烤導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[6]童旭華，姜林燦，賴碧添，等.密集式烤房導(dǎo)熱耐火材料散熱器在烘烤上的應(yīng)用[J].中國煙草科學(xué)，2008，29（3）：32-34.

[7]劉添毅，黃一蘭，陳獻(xiàn)勇，等.密集烤房陶火管散熱系統(tǒng)研究[J].中國煙草科學(xué)，2007，28（5）：23-25.