云煙-12型4層與常規(guī)3層密集烤房的性能對比

宗家泉, 王 濤, 徐鴻飛, 馬 力, 趙華武, 趙應(yīng)虎

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云煙-12型4層與常規(guī)3層密集烤房的性能對比

宗家泉1, 王 濤2, 徐鴻飛1*, 馬 力2, 趙華武2, 趙應(yīng)虎2

(1. 中國煙草總公司 云南省公司, 云南 昆明, 650000; 2. 云南省煙草公司 曲靖市公司,云南 曲靖, 655000)

對云南省昆明、玉溪、曲靖、紅河、楚雄、大理、昭通、保山、文山、麗江、普洱和臨滄12個主產(chǎn)煙區(qū)的云煙-12型4層密集烤房與常規(guī)3層密集烤房的烤煙效果進行了對比研究. 結(jié)果表明: 云煙-12型4層密集烤房烤能為1.20～1.67 hm2/房, 較常規(guī)3層密集烤房平均提高了24.47%; 烘烤過程中2種烤房的平面和垂直干球和濕球溫度差無明顯差異; 2種烤房的烤煙質(zhì)量相當, 但云煙-12型4層密集烤房的烤煙均價略高于常規(guī)3層密集烤房的烤煙; 云煙-12型4層密集烤房的烘烤能耗較常規(guī)3層烤房明顯降低.

云煙-12型4層密集烤房; 常規(guī)3層密集烤房; 性能對比

密集烤房是現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施, 代表了我國烤煙烘烤設(shè)備的發(fā)展方向[1—2]. 但目前在生產(chǎn)應(yīng)用過程中仍存在裝煙量不足, 烘烤能耗較高等問題[3—4]. 而相關(guān)研究[5—6]均認為, 裝煙密度的增加能有效提高煙葉烘烤質(zhì)量, 降低烘烤能耗. 目前一些研究指出, 密集烤房4層裝煙[7]、煙夾[8]和散葉[9]裝煙均能在一定程度上增加烤房烤能, 提高煙葉烘烤質(zhì)量. 但煙夾和散葉烘烤存在投入成本高, 技術(shù)掌握難度大等不足, 目前全國各主產(chǎn)煙區(qū)仍在積極探索試驗. 密集烤房4層裝煙是在常規(guī)3層密集烤房的基礎(chǔ)上縮短層間距改造而來, 能夠明顯增加烤房烤能, 改善烤房內(nèi)氣流和空氣溫濕度分布, 提高煙葉烘烤質(zhì)量, 降低烘烤能耗[10—11].

本研究在不改變當前全國推廣的密集烤房烘烤設(shè)備的前提下, 對云南省內(nèi)已有的4層裝煙烘烤作業(yè)方式進行優(yōu)化, 并對優(yōu)化的4層密集烤房和常規(guī)3層密集烤房烤煙烘烤效果進行對比研究, 旨在確定切合云南實際的密集烤房建設(shè)形式, 從而實現(xiàn)烤煙烘烤“減工降本、節(jié)能增效”的目標.

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2011—2012年在云南省昆明、玉溪、曲靖、紅河、楚雄、大理、昭通、保山、文山、麗江、普洱和臨滄12個主產(chǎn)煙區(qū)進行. 供試烤煙品種為各地主栽品種, 要求連片3.33 hm2以上, 土壤肥力均勻一致; 4月中下旬移栽, 種植行距× 株距為120 cm × 50 cm. 按照優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進行栽培管理, 以中部煙葉(第10至第12位葉)為試驗材料, 依據(jù)成熟標準, 煙葉成熟時按照葉位單葉采收.

1.2 試驗設(shè)計

按照烤房內(nèi)的掛煙層次, 試驗共設(shè)置2個處理: CK, 常規(guī)3層密集烤房(8 m × 2.7 m × 3.5 m); T, 云煙-12型4層密集烤房. 烤房供熱、通風排濕和自控設(shè)備相同, 各試驗區(qū)不同處理烘烤用煤煤質(zhì)相同. 均按照三段式烘烤工藝正常烘烤.

1.3 測定項目與方法

① 烤房溫差測定. 采用多點溫、濕度測量儀, 在烤房底棚向下65 cm的同一水平線上(距左側(cè)墻50 cm)距隔熱墻50、400、750 cm三處均設(shè)置2個測溫點; 在距隔熱墻400 cm的垂直方向上(距左側(cè)墻50 cm)的各層煙葉中分別設(shè)置2個測溫點. 分別在34、38、42、48、54、68 ℃穩(wěn)溫時, 每2 h記錄1次干球溫度和濕球溫度, 并計算烤房平面溫濕度差和垂直溫濕度差.

② 采用Microsoft Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理和繪圖, 用SPSS17.0進行統(tǒng)計分析. 統(tǒng)計不同烤房烤能、烤后煙葉等級結(jié)構(gòu)、烘烤能耗和建設(shè)成本.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烤房的烤能

烤能是指正常條件下烤房裝載標準煙竿數(shù)量或總質(zhì)量[12]. 各地烤房烤能按照總質(zhì)量數(shù)折算成煙葉種植面積的結(jié)果見表1. 從表1可見, 云煙-12型4層密集烤房(T)烤能顯著提高, 常規(guī)3層密集烤房(CK)烤能為0.96～1.33 hm2/房, 而云煙-12型密集烤房為1.20～1.67 hm2/房, 平均提高了24.47%. 11個主產(chǎn)煙區(qū)統(tǒng)計結(jié)果表明, 保山煙區(qū)烤能提高最小(11.11%), 曲靖煙區(qū)烤能提高最大(40.13%).

表1 各產(chǎn)區(qū)烤房的烤能 hm2/房

注：小寫字母a、b表示不同處理存在顯著差異(< 0.05).

2.2 不同烤房密集烘烤過程中的溫、濕度差

2.2.1 烤房平面溫、濕度差

不同烤房烘烤過程中平面溫、濕度差對比見圖1.常規(guī)3層密集烤房(CK)干球溫度差為0.5～1.5 ℃, 其中, 普洱最低, 大理最高; 云煙-12型4層密集烤房(T)干球溫度差為0.4～2.3 ℃, 其中, 文山最低, 大理最高. 相同產(chǎn)區(qū)不同烤房平面干球溫差的對比: 大理、保山、普洱和臨滄產(chǎn)區(qū)云煙-12型烤房平面干球溫差有所增高; 昆明、玉溪、曲靖和麗江產(chǎn)區(qū)均有所降低; 楚雄、昭通和文山3個產(chǎn)區(qū)2種烤房平面干球溫差相同. 總體看, 云煙-12型4層密集烤房平面干球溫差略有增高, 但與常規(guī)3層密集烤房之間差異不顯著; 不同烤房平面濕球溫度差差異較小, 其中常規(guī)3層密集烤房濕球溫差為0.3～1.1 ℃, 云煙-12型4層密集烤房為0.4～1.4 ℃; 各產(chǎn)區(qū)2種烤房的平面濕球溫差之間除大理之外, 其他差異較小; 各主產(chǎn)煙區(qū)總體平均增加0.04 ℃, 差異不顯著.

圖1 烘烤過程中烤房平面溫、濕度差. ①—CK干球溫差; ②—T干球溫差; ③—CK濕球溫差; ④—T濕球溫差.

2.2.2 烤房垂直溫、濕度差

烘烤過程中烤房的垂直溫、濕度差決定了不同棚次煙葉變黃失水的協(xié)調(diào)統(tǒng)一. 由圖2可知, 隨著烤房層數(shù)的增加, 垂直溫、濕度差均明顯增高. 其中, 常規(guī)3層密集烤房(CK)垂直干球溫度差在1.5～3.3 ℃之間, 平均2.31 ℃; 云煙-12型4層密集烤房(T)垂直干球溫度差為1.7～4.1 ℃, 平均3.19 ℃, 增加了0.88 ℃. 各主產(chǎn)煙區(qū)烤房垂直干球溫度差均有所增高, 以大理增高1.6 ℃為最大, 臨滄增高0.2 ℃最小. 不同烤房烘烤過程中對垂直濕球溫度差影響較小, 常規(guī)3層密集烤房垂直濕球溫度差為0.8～1.4 ℃, 云煙-12型4層密集烤房為0.9～2.0 ℃, 平均增加0.22 ℃. 各主產(chǎn)煙區(qū)烤房垂直濕球溫度差除昆明和楚雄略有降低外, 其余均有增加, 但差異不明顯.

圖2 烘烤過程中烤房垂直溫、濕度差. ①—CK干球溫差; ②—T干球溫差; ③—CK濕球溫差; ④—T濕球溫差.

2.3 不同烤房對烤后煙葉質(zhì)量的影響

由圖3可知, 云煙-12型4層密集烤房在不同產(chǎn)區(qū)烘烤效果各有差異, 除曲靖、大理、昭通和保山4個產(chǎn)區(qū)外, 其余產(chǎn)區(qū)云煙-12型4層密集烤房烤后煙葉上中等煙比例均較常規(guī)3層密集烤房略低. 其中昆明產(chǎn)區(qū)上中等煙比例降低5.79%, 玉溪降低2.13%, 楚雄降低10.00%, 文山、麗江和臨滄分別降低了0.20%、0.14%和4.50%; 但曲靖和保山的上中等煙比例分別增加了1.03%和0.90%; 大理和昭通2個產(chǎn)區(qū)不同烤房間上中等煙比例相同. 根據(jù)2012年收購價格和煙葉等級情況, 計算烤后煙葉均價(圖4), 雖然云煙-12型4層密集烤房烤后煙葉上中等煙比例較常規(guī)3層密集烤房有所降低, 但大多數(shù)產(chǎn)區(qū)烤后煙葉均價均有所提高. 雖然玉溪、楚雄、文山和麗江烤后煙葉上中等煙比例有所降低, 但均價分別提高了4.15、0.65、0.20和0.57元/kg; 昆明、曲靖、大理、昭通和臨滄分別降低了0.39、0.08、1.51、1.51和0.35元/kg. 總體上看, 云煙-12型4層密集烤房烤后煙葉質(zhì)量與常規(guī)3層密集烤房烤后煙葉基本相當.

圖3 不同烤房烤后煙葉等級比例. ①—CK上等煙比例; ②—T上等煙比例; ③—CK中等煙比例; ④—T中等煙比例.

圖4 不同烤房烤后煙葉均價

2.4 不同烤房建設(shè)成本和烘烤能耗

由表2可知, 同一產(chǎn)區(qū)的云煙-12型4層密集烤房(T)建設(shè)成本明顯高于常規(guī)3層密集烤房(CK), 由于不同產(chǎn)區(qū)烤房建材和人工費用的不同, 常規(guī)3層密集烤房建設(shè)成本為0.90～2.66萬元/座, 云煙-12型4層密集烤房為1.04～3.32萬元/座, 增加建設(shè)成本0.13～0.66萬元/座.

根據(jù)烤房烤能折算成每公頃建設(shè)成本, 除楚雄云煙-12型4層密集烤房建設(shè)成本稍有增加外, 其余產(chǎn)區(qū)均有所降低, 平均降低1 621.95元/hm2.

表2 不同烤房每座建設(shè)成本和千克干煙烘烤能耗

由表2可知, 大理和臨滄產(chǎn)區(qū)的云煙-12型4層密集烤房千克干煙耗煤量均稍有增加, 其余產(chǎn)區(qū)稍有或有明顯降低; 而千克干煙耗電量, 除大理和臨滄外, 其余產(chǎn)區(qū)的云煙-12型4層密集烤房均有所降低.

根據(jù)各產(chǎn)區(qū)煤價和電價, 折算成千克干煙能耗成本, 常規(guī)3層密集烤房為1.00～3.11元, 云煙-12型4層密集烤房為0.98～2.12元, 烘烤能耗成本明顯降低.

3 討論與結(jié)論

密集烤房裝煙密度大, 實行強制通風和熱風循環(huán), 烤房內(nèi)溫、濕度更均勻, 從而有利于煙葉均勻變黃和干燥[13]. 研究結(jié)果表明, 云煙-12型4層密集烤房烤能在1.20～1.67 hm2/房之間, 較常規(guī)3層密集烤房平均提高了24.47%. 密集烤房烤能不同, 裝煙密度不同, 造成溫、濕度場和風速流場存在較大差異; 只有烤房處于比較均衡的溫、濕度場, 才能使整房煙葉的酶使物質(zhì)轉(zhuǎn)化和失水干燥的速度協(xié)調(diào)一致, 從而提高煙葉的整體烘烤質(zhì)量[14]. 鐘平等[15]認為4層密集烤房中煙層相互搭接可形成鏈接作用, 從而使運行的氣流無短路產(chǎn)生, 氣流更順暢, 烤房內(nèi)溫、濕度更均衡. 但本研究結(jié)果表明, 云煙-12型4層密集烤房平面干球溫度差為0.4～2.3 ℃, 濕球溫度差為0.4～1.4 ℃; 垂直干球溫度差為1.7～4.1 ℃, 濕球溫度差為0.9～2.0 ℃; 整體均較常規(guī)3層密集烤房有所增高, 但差異不明顯, 對烘烤影響較小. 這可能是本研究采用的4層密集烤房高度略高, 層間距有所增高所導(dǎo)致的.

4層密集烤房裝煙密度增大, 葉間隙風速明顯變小, 煙葉水分散失減慢, 淀粉酶、蛋白酶等酶活性作用時間延長, 大分子物質(zhì)降解充分, 有利于煙葉質(zhì)量的提高[10, 16—17]. 研究結(jié)果表明, 云煙-12型4層密集烤房在云南不同產(chǎn)區(qū)烘烤效果各有差異, 除曲靖、大理、昭通和保山4個產(chǎn)區(qū)外, 烤后煙葉上中等煙比例均較常規(guī)3層密集烤房稍有降低, 但均價均有所提高, 即采用云煙-12型4層密集烤房烤后煙葉質(zhì)量與常規(guī)3層密集烤房基本相當. 雖然每座云煙-12型4層密集烤房增加建設(shè)成本0.13～0.66萬元, 但折算為每公頃烤房建設(shè)成本, 則平均降低1 621.95元. 采用云煙-12型4層密集烤房烘烤能耗成本為0.98～2.12元, 較常規(guī)烤房明顯降低, 這與鐘平[15]、王戰(zhàn)義[11]等研究結(jié)果相同.

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Study of performance comparison between Yunyan-12 type bulk curing barn with four layer and conventional with three layer

ZONG JiaQuan1, WANG Tao2, XU HongFei1, MA Li2, ZHAO HuaWu2, ZHAO YingHu2

(1. Yunnan Tobacco Company, Kunming 650000, China; 2. Qujing Branch of Yunnan Tobacco Company, Qujing 655000, China)

The curing effects of Yunyan-12 type bulk curing barn with four layer and conventional bulk curing barn with threelayer were studied in twelve main tobacco growing areas which were Kunming, Yuxi, Qujing, Honghe, Chuxiong, Dali, Zhaotong, Baoshan, Wenshan, Lijiang, Pu’er, Lincang of Yunnan province. The results show that the capacity of Yunyan-12 type four layer bulk curing barn is 1.20～1.67 hm2per barn, which increase 24.47% average. The differences of plane and vertical dry-bulb and wet-bulk temperature of two bulk curing barn are not significantly during curing. And the quality of flue-cured tobacco leaves is equal. Although the grade of flue-cured tobacco leaves reduce slightly, the price increase. The energy of Yunyan-12 type bulk curing barn with four layer consumption decrease significantly.

Yunyan-12 type bulk curing barn with four layer; conventional bulk curing barn with three layer; performance comparison

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.04.023

TS 48

1672-6146(2014)04-0089-05

email: xhfhhe@126.com;

email: yctzwangtao@126.com.

2014-07-17

云南省煙草公司科研項目(2012YN07).

(責任編校: 江 河)