生物質(zhì)能源自動化烘烤對提高煙葉品質(zhì)方面的影響

高福宏+王志江+溫麗娜+陶瓊+楊正權+金子學+展恩能+徐云

摘要：為比較生物質(zhì)燃料與常規(guī)煤燃料烘烤出的煙葉在品質(zhì)上的差異，對生物質(zhì)燃料和常規(guī)煤燃料烘烤出的煙葉進行了外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)觀測。結果表明，在外觀質(zhì)量上，生物質(zhì)能源烘烤出的煙葉上等煙比例高于常規(guī)燃料，其內(nèi)在品質(zhì)、評吸質(zhì)量也更勝一籌。

關鍵詞：生物質(zhì)能源；烘烤；煙葉品質(zhì)

中圖分類號：TS44 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）06-1123-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.06.033

Abstract： To compare the quality of cured tobacco which were baked by biomass fuel and conventional fuel， the differences of appearance and internal quality of cured tobacco were observed. The results showed that under automatic baking by biomass energy， the percentage of superior tobacco was larger and the economic benefit， internal quality and quality estimate were better than baking by conventional fuel.

Key words： biomass energy； bake； quality of cured tobacco

煙葉烘烤的優(yōu)劣直接決定了煙葉的外觀等級和價格，事關煙農(nóng)的切身利益，也是卷煙工業(yè)對煙葉原料質(zhì)量的要求。影響煙葉烘烤質(zhì)量的主要因素包括溫濕度、燃料、烤房結構等。前人對常規(guī)煙葉烘烤的研究較多，但大都集中于烤房結構優(yōu)化[1-5]、不同裝煙方式[6-8]、烘烤溫濕度調(diào)節(jié)[9]、燃煤用量配比等方面，對生物質(zhì)顆粒燃料的研究主要趨向于趨勢研究[10-12]，而對生物質(zhì)用于烤煙的研究相對較少。生物質(zhì)能源燃料與煤燃燒相比，具有低污染和潔凈的特點。生物質(zhì)燃料一般發(fā)熱值在15 906.237～17 580.578 kJ/kg之間，灰分低于5%，還可作為優(yōu)質(zhì)鉀肥還田利用[7]，排放污染物可忽略不計，與煤相比，具有易點火、升溫快、火力強、易于控制燃燒等特點。為了進一步明確生物質(zhì)燃料烘烤對煙葉品質(zhì)的影響，2014-2015年，對不同燃料烘烤的煙葉的外觀品質(zhì)、內(nèi)在化學成分、評吸結果進行了綜合比較。結果表明，生物質(zhì)燃料烘烤不僅具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢，而且在提升煙葉的外觀及內(nèi)在品質(zhì)上也具有明顯的優(yōu)勢。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試品種

2014-2015年在云南省尋甸縣煙草科技試驗基地、祿勸縣九龍鎮(zhèn)、撒營盤鎮(zhèn)、屏山鎮(zhèn)、石林縣長湖鎮(zhèn)5個試驗點進行試驗。供試品種選擇同一農(nóng)戶、長勢正常、成熟度相同的煙葉，供試烤煙品種為云煙87、K326及云煙99。

1.2 生物質(zhì)顆粒燃料制備

收集煙稈、玉米稈曬干，充分粉碎之后以煙稈∶玉米稈=7∶3的比例混合，利用生物質(zhì)顆粒機制成煙稈生物質(zhì)顆粒燃料成品（顆粒直徑8 mm，平均長度4～5 cm）備用。生物質(zhì)顆粒燃料由尋甸縣煙草科技試驗基地加工制作。

1.3 生物質(zhì)烘烤設備運行參數(shù)

在生物質(zhì)燃料烘烤煙葉的過程中，燃料的自動添加與溫度、風機風力、加料間隔時間及加料量呈現(xiàn)動態(tài)變化的趨勢。由表1可知，試驗完成了生物質(zhì)燃料烘烤煙葉的過程，烘烤后分不同煙葉類型取樣檢測。生物質(zhì)新型烘烤機（KM-9）由云南名澤煙草機械有限公司提供。

1.4 試驗方法

以常規(guī)密集型烤房、全新建設的生物質(zhì)能源烤房、設備對接改造生物質(zhì)烤房、農(nóng)村土烤房4種類型進行烘烤對比。對不同燃料、不同類型烤房的煙葉樣本進行了分類取樣，抽取1 kg各種烤房類型條件下初烤煙葉樣品C3F進行外觀和內(nèi)在化學成分的對比，并進行評吸比較。其中外觀質(zhì)量的對比主要以不同燃料所烘烤的煙葉上等煙的比例進行比較。內(nèi)在質(zhì)量及評吸結果以化學成分檢測及評吸結果進行比較。

2 結果與分析

2.1 初烤煙葉外觀質(zhì)量比較

由表2可知，相同品種、部位及成熟度的煙葉分別用2種不同的烘烤方法烘烤，在外觀質(zhì)量上，生物質(zhì)烘烤的煙葉無論上等煙比例還是產(chǎn)值都顯著高于以煤炭為原料烘烤的煙葉。以上部煙葉來看，上等煙比例約是煤炭烘烤的2倍，產(chǎn)值平均約提高4.17元/kg；以中部煙葉來看，上等煙比例約提升10.40%，產(chǎn)值平均約提高1.32元/kg。煙葉產(chǎn)值提升比例為5.40%～37.05%。

由表3可知，云煙87在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的上部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤34.6%，產(chǎn)值提升1.4元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的上部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤43%，產(chǎn)值提升2.5元/kg。使用煤炭作為燃料，常規(guī)密集型烤房烘烤出的上等煙平均比例較農(nóng)村土烤房高出12.94%，產(chǎn)值平均高出2.88元/kg；使用生物質(zhì)作為燃料，密集烤房改造的生物質(zhì)烤房烘烤出的上等煙比例較土烤房改造的生物質(zhì)烤房高出11.31%，產(chǎn)值平均高出1.71元/kg。由此可見，生物質(zhì)燃料比煤炭烘烤，設備對接改造的生物質(zhì)烤房比密集型烤房、農(nóng)村土烤房烘烤在提高煙葉品質(zhì)及產(chǎn)值上具有明顯優(yōu)勢。

由表4可知，云煙87在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的中部煙葉上等煙比例高出木柴烘烤15.5%，產(chǎn)值提升1.9元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的中部煙葉上等煙比例高出木柴烘烤17.4%，產(chǎn)值提升4.6元/kg。以相同燃料烘烤，其上等煙比例及產(chǎn)值略有差異，但差異不明顯。

由表5可知，云煙87在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的中下部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤15.7%，產(chǎn)值提升3.56元/kg。

由表6可以看出，云煙99在常規(guī)密集烤房和密集烤房改造的生物質(zhì)烤房中，生物質(zhì)燃料烘烤的中部煙葉上等煙比例高出煤炭烘烤3.97%，產(chǎn)值提升1.95元/kg。

綜上所述，以生物質(zhì)燃料烘烤出的上等煙比例較煤炭烘烤的上等煙比例高2.54%～23.00%，干煙平均產(chǎn)值高0.98～4.96元/kg；以生物質(zhì)燃料的農(nóng)村土烤房設備對接改造烤房烘烤出的上等煙比例較以煤炭或木柴作為燃料的上等煙比例高3.97%～20.57%，干煙平均產(chǎn)值高0.08～5.13元/kg。由此可見，生物質(zhì)能源烘烤可以明顯提高煙葉的外觀質(zhì)量及產(chǎn)值。

2.2 煙葉內(nèi)在化學成分比較

由表7～表9可知，在不同燃料、不同類型烤房條件下，把相同品種、相同部位、相同成熟度的煙葉分別烘烤，無論使用常規(guī)密集型烤房或農(nóng)村土烤房，總體來看（檢測結果中個別數(shù)值稍有偏差），以生物質(zhì)作為燃料烤出的初烤煙葉煙堿含量均低于以煤炭或木柴作為燃料烤出的干煙葉，而以生物質(zhì)為燃料烘烤的煙葉總糖、還原糖、總氮整體含量較高；使用相同的燃料（煤炭、木柴或生物質(zhì)），常規(guī)密集型烤房烘烤煙葉煙堿含量均低于農(nóng)村土烤房烘烤出的初烤煙葉。

2.3 工業(yè)評吸結果比較

由表10可知，從15組不同燃料烘烤的初烤煙葉評吸對比結果可以得出，煤炭烘烤的品吸結果共計1 068.1分，生物質(zhì)烘烤的品吸結果共計1 071分。生物質(zhì)烘烤的煙葉評吸效果好于煤炭烘烤。具體表現(xiàn)為香氣量增加，煙葉濃度、勁頭均高于用煤炭烘烤的同類煙葉，余味舒適度上升，煙氣透發(fā)順暢，香氣飽滿厚實，刺激性小，細膩柔綿的特征明顯，總體質(zhì)量好。

3 小結與討論

烘烤對比試驗結果表明，將相同品種、相同部位、相同成熟度的煙葉分別烘烤，無論使用常規(guī)密集型烤房或是農(nóng)村土烤房，生物質(zhì)燃料烤出的煙葉外觀品質(zhì)更好，上等煙比例及產(chǎn)值均高于煤炭烘烤或木柴烘烤。生物質(zhì)燃料烘烤出的煙葉化學成分在總糖、還原糖、總氮、水溶性氯離子、蛋白質(zhì)方面總體偏高，煙堿、淀粉的含量整體有所降低，氯化鉀含量水平基本保持一致。生物質(zhì)能源烘烤通過生物質(zhì)燃燒機、溫濕度一體控制儀，實現(xiàn)煙葉烘烤的自動化控制，烘烤溫濕度控制精準，煙葉的烘烤工藝得以完整實現(xiàn)，因此促進了煙葉的外觀質(zhì)量、內(nèi)在化學成分向有利與卷煙工業(yè)需求的方向發(fā)展。同時，自動烘烤減少人工燒火溫度上下波動較大的影響，降低了烤壞煙的比例。各類初烤煙葉工業(yè)評吸對比結果與上述檢測結果基本一致，說明生物質(zhì)能源自動化烘烤出的煙葉品質(zhì)更符合卷煙工業(yè)的需求。

生物質(zhì)能源烘烤不僅可以節(jié)省人工成本，而且原料來源豐富、可以再生。利用生物質(zhì)農(nóng)業(yè)進行煙葉烘烤，可以明顯提高煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)，有益于環(huán)境生態(tài)保護。在煤炭能源逐漸減少、資源不斷消耗的形勢下，利用生物質(zhì)新能源進行煙葉烘烤將是煙葉烘烤改革的重要發(fā)展趨勢[8]。

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