不同能源類型密集烤房烘烤效果對比研究

徐成龍， 蘇家恩,*， 張聰輝，王德勛， 何杰忠

(1.云南省煙草公司大理州公司/祥云縣分公司，云南大理 671000;2.云南省煙草公司大理州公司，云南大理 671000)

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不同能源類型密集烤房烘烤效果對比研究

徐成龍1， 蘇家恩1,2*， 張聰輝1，王德勛2， 何杰忠1

(1.云南省煙草公司大理州公司/祥云縣分公司，云南大理 671000;2.云南省煙草公司大理州公司，云南大理 671000)

[目的]探討不同能源類型密集烤房的烘烤效果。[方法]2014年在云南大理進(jìn)行了不同能源密集式烤房烘烤效果對比研究，通過試驗分析了不同能源類型密集烤房在烘烤成本、經(jīng)濟(jì)效益及烤房溫度控制等方面的烘烤效果。[結(jié)果]研究表明，最優(yōu)處理為T2處理(25 kW內(nèi)除濕熱泵+20 kW電發(fā)熱管輔助供熱烤房)，相比對照1 kg干煙可以減少烘烤成本1.28元，提高均價1.54元，中上等煙比例也有所提高，且烤房溫度控制精準(zhǔn)性好，其次是生物質(zhì)燃燒機(jī)烤房和甲醇燃燒機(jī)烤房，但結(jié)合烤房的實際應(yīng)用性，當(dāng)前生物質(zhì)燃燒機(jī)烤房最具推廣價值。[結(jié)論] 研究可為今后新能源烤房的開發(fā)與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

能源；密集烤房；烘烤成本；經(jīng)濟(jì)效益；溫度控制

近年來,我國密集式烤房的研究應(yīng)用相比過去進(jìn)入了嶄新的發(fā)展階段[1]。隨著全球能源危機(jī)以及溫室效應(yīng)的加劇，能源應(yīng)用向著經(jīng)濟(jì)的、可再生循環(huán)利用的新能源方向前進(jìn)，密集式烤房研究也逐步轉(zhuǎn)向新能源烤房[2]。就目前而言，煙葉烘烤中新能源的應(yīng)用主要有電能(電加熱和熱泵)、太陽能、生物質(zhì)能、醇類燃料等幾大類[3]，市場上也應(yīng)運(yùn)而生了配套的新能源烤房。筆者通過對比分析不同能源類型烤房的烘烤效果，為今后新能源烤房的開發(fā)與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試煙葉品種為紅花大金元，栽種在云南大理州紅花大金元科研研發(fā)基地133.33 hm2核心示范區(qū)內(nèi)，田間煙葉成熟落黃，鮮煙葉素質(zhì)相同或相近。供試密集烤房共6類，同一部位煙葉于同一時間進(jìn)行采摘，分類編煙，統(tǒng)一裝炕，裝煙量為450竿/爐。

1.2 試驗處理試驗于2014年7～9月，在云南省大理州紅花大金元科研研發(fā)基地烘烤工場進(jìn)行。試驗設(shè)置5個處理，5次重復(fù)(一次烘烤5爐)。T1(CK)：普通密集式烤房；T2：25 kW內(nèi)除濕熱泵+20 kW電發(fā)熱管輔助供熱烤房；T3：甲醇燃料烤房；T4：40 kW電發(fā)熱管加熱烤房；T5：生物質(zhì)燃燒機(jī)供熱烤房； 這5類烤房除供熱設(shè)備外，其規(guī)格尺寸大小均一致。

1.3 試驗方法

1.3.1裝煙方法。5次重復(fù)均在裝煙前從同一農(nóng)戶家選取210竿鮮煙葉(每個處理42竿)作為目標(biāo)煙葉，每一處理烤房上、中、下3臺距離熱風(fēng)室墻2、4、6 m處各裝4竿煙葉(左右2倉各裝2竿)，觀察窗處上、中、下3臺各裝2竿煙。

1.3.2燒火方法。由1名烘烤技師和3名燒火工組成試驗操作小組，統(tǒng)一采用大理州紅花大金元品種煙葉烘烤工藝進(jìn)行烘烤，以觀察窗位置煙葉為參照樣設(shè)置工藝參數(shù)，燒火過程最大限度控制實測溫濕度與目標(biāo)溫濕度差值≤2 ℃。

1.3.3能耗統(tǒng)計。耗電量統(tǒng)計：各個處理烤房分別安裝一只電表，?；饡r電表讀數(shù)減去點火時電表讀數(shù)即為單爐次耗電量。耗煤量統(tǒng)計：每爐次烘烤結(jié)束后累加單次加煤量、甲醇量或生物質(zhì)用量。

1.3.4烤后煙葉質(zhì)量評定方法?？竞鬅熑~質(zhì)量等級評定標(biāo)準(zhǔn)采用國家技術(shù)監(jiān)督局烤煙GB2635-92分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.3.5煙葉重量測定方法。鮮煙葉重量：按入爐前實際稱重計量(稱重設(shè)備為2 t帶稱液壓叉車)；干煙葉重量：入爐前隨機(jī)挑選20竿煙葉掛牌，烤后計算鮮干比，同比測算單爐次烤出的干煙葉重量。

1.3.6方差分析方法。采用DPS 2.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析與制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型烤房烘烤成本對比從表1可知，所有類型烤房烘烤成本都比對照要低，且差異顯著，這與其他同行的研究基本相同[4-10]。其中以T2處理的熱泵烤房烘烤成本最低，比對照低1.28元/kg。對于都使用電能作為燃料，T2熱泵烤房烘烤成本比T5發(fā)熱管加熱烤房低1.20元/kg，且差異顯著。

表1 不同類型烤房烘烤成本統(tǒng)計

注：電價按0.45元/(kW·h)計算。

表2 不同類型烤房烘烤成本SSR測試結(jié)果

注：當(dāng)P<0.05時，數(shù)值間為顯著關(guān)系，用小寫英文字母表示；當(dāng)P<0.01時，數(shù)值間為極顯著關(guān)系，用大寫英文字母表示。

2.2 不同類型烤房烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益對比從表3可知，各處理均價由高到低依次是T2>T5>T3>T1>T4，其中T2處理最高，為29.53元/kg，比對照高1.54元/kg；T4處理最低，為27.34元/kg，比對照低0.65元/kg，各種類型烤房間，均價差異不顯著。

2.3 不同類型烤房溫度控制準(zhǔn)確性對比根據(jù)控制器自帶的溫濕度記錄功能，在每爐次烘烤結(jié)束后調(diào)取自動記錄的烘烤溫度曲線，計算溫度控制的準(zhǔn)確性，數(shù)值越大說明溫度偏差越大，烘烤工藝執(zhí)行越不準(zhǔn)確。計算公式如下：

溫度偏差值=(目標(biāo)溫濕度值-實測溫濕度值)*絕對值符號，每次計算只取50個值(每2 h取值一次)進(jìn)行累加，即從點火10 h后開始取第1個值，到烘烤至110 h時取最后一個值，這100 h也是變黃開始到干球溫度55 ℃前對烤后煙葉質(zhì)量影響較大的100 h。

由表4、5可知，各種類型烤房溫度控制精準(zhǔn)程度排序依次是T2>T5>T3>T1>T4，且各處理間差異顯著。表4與表3排序一致，可以說明烘烤工藝執(zhí)行越精準(zhǔn)，烤后煙葉收益越高。T5處理的電發(fā)熱管電加熱烤房溫度偏差值最大，經(jīng)查看原始數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，主要是因為排濕期長時間處于低溫狀態(tài)，即供熱能力達(dá)不到要求所致，若增加功率將會有所改善。

表3 不同類型烤房烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計

表4 不同類型烤房累計溫度偏差值

表5 不同類型烤房溫度控制準(zhǔn)確性SSR測試結(jié)果

注：當(dāng)P<0.05時，數(shù)值間為顯著關(guān)系，用小寫英文字母表示；當(dāng)P<0.01時，數(shù)值間為極顯著關(guān)系，用大寫英文字母表示。

3 結(jié)論與討論

通過對比不同能源類型密集烤房在烘烤成本、經(jīng)濟(jì)效益及烤房溫度控制等方面的烘烤效果，得出：就烘烤成本而言，所有參試烤房烘烤成本均低于對照，達(dá)到了節(jié)能減排的效果；就烤后煙葉均價而言，T2(5 kW內(nèi)除濕熱泵+20 kW電發(fā)熱管輔助供熱烤房)、T3(甲醇燃燒機(jī)烤房)和T5(生物質(zhì)燃燒機(jī)供熱烤房)均比對照高，其他類型烤房均價低于對照；就烤房溫度控制精準(zhǔn)程度而言，由好到差排序依次為T2(25 kW內(nèi)除濕熱泵+20 kW電發(fā)熱管輔助供熱烤房)>T5(生物質(zhì)燃燒機(jī)供熱烤房)>T3(甲醇燃燒機(jī)烤房)>T1(普通密集式烤房)>T4(40 kW電發(fā)熱管加熱烤房)；結(jié)合煙葉烘烤成本、均價及溫度控制精準(zhǔn)性等方面，最優(yōu)處理為T2(25 kW內(nèi)除濕熱泵+20 kW電發(fā)熱管輔助供熱烤房)。

對3種新能源(電能、甲醇、生物質(zhì))而言，性能最好的是電能烤房中的熱泵烤房，其次是生物質(zhì)燃燒機(jī)烤房和甲醇燃燒機(jī)烤房。電能雖然逐漸發(fā)展有替代燃煤的趨勢[11]，但電能烤房由于單座總功率較大，需要配置專用的變壓器，因此推廣成本較高，不利于短期內(nèi)快速推廣；甲醇燃燒機(jī)已經(jīng)非常成熟，甲醇燃料烤房在使用過程中性能也比較好，但是使用甲醇燃料具有極大的風(fēng)險，就目前而言在廣大農(nóng)村還不具備相關(guān)的安全操作技能，推廣甲醇烤房應(yīng)非常慎重；生物質(zhì)燃燒機(jī)烤房雖然各方面表現(xiàn)不如熱泵烤房，但卻優(yōu)于其他類型烤房，加之其改造方法非常簡便，只是僅在原有烤房上添加生物質(zhì)燃燒機(jī)就可以完成改造，空氣污染小，節(jié)能環(huán)保，是3種新能源烤房中最具推廣價值的烤房。該試驗中不同類型烤房烘烤工藝執(zhí)行的精準(zhǔn)性差異較大，徐增漢等的研究結(jié)果也顯示，不同類型烤房烤后煙葉內(nèi)在質(zhì)量存在差異[12-13]。因此，下一步還需對不同類型烤房烤后煙葉內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行評定，綜合判定各類型烤房的烘烤效果。

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The Comparative Study on Curing Effect of Different Energy Types Bulk Curing Barn

XU Cheng-long1, SU Jia-en1,2*, ZHANG Cong-hui1et al

(1. Xiangyun Tobacco Branch of Dali Tobacco Company, Dali, Yunnan 671000; 2. Dali Tobacco Company, Dali, Yunnan 671000)

[Objective] In order to explore the curing effect of different energy types bulk curing barn. [Method] A comparative study of different energy types’ barn in Dali, Yunnan in 2014 was conducted. The baking cost, economic benefit, temperature control of different types curing barn were analyzed through experiments. [Result] The results showed that the optimal treatment was T2treatment(25 kW dehumidifying heat pump +20 kW electric auxiliary heating barn), compared to the contrast reducing the baking cost of 1.28 Yuan, raising the average price of 1.54 Yuan, also increasing the proportion of the medium and upper tobacco, and the barn temperature control precision was good, followed by biomass burning machine barn and methanol burning barn, but the practical application of the barn, the current biomass burning barn had most promotional value. [Conclusion] The study will lay a foundation for development and utilization of new energy curing barn.

Energy; Bulk curing barn; Baking cost; Economic benefit; Temperature control

云南省煙草公司科技計劃項目(2012YN53)。

徐成龍(1988- )，男，錫伯族，河南洛陽人，碩士，從事煙草調(diào)制與加工研究。*通訊作者，農(nóng)藝師，從事烘烤技術(shù)研究及推廣工作。

2014-11-25

S 572

A

0517-6611(2015)02-264-03