氣流方向?qū)γ芗痉亢婵拘阅芗盁熑~烘烤質(zhì)量的影響

王傳義+高華鋒+牛玉德 +王朝佐+解燕 薛林+朱啟發(fā)+任杰+王濤+徐秀紅

摘要：研究不同氣流方向密集烤房烘烤性能和煙葉烘烤質(zhì)量的差異，探討其原因，為完善密集烤房建設(shè)提供理論依據(jù)。對(duì)氣流上升式、氣流下降式2種密集烤房進(jìn)行比較試驗(yàn)，測(cè)定不同密集烤房的主要性能、烘烤成本和烤后煙葉質(zhì)量。結(jié)果表明，在循環(huán)風(fēng)機(jī)功率、裝煙密度相同的情況下，氣流下降式密集烤房的烘烤性能明顯優(yōu)于氣流上升式密集烤房，在烘烤過(guò)程中其平面、垂直溫差更小，溫濕度場(chǎng)更均勻，風(fēng)速更大，排濕能力更強(qiáng)，烘烤能耗更低，烤后煙葉烘烤質(zhì)量也好于氣流上升式密集烤房。

關(guān)鍵詞：密集烤房；氣流方向；烘烤性能；烘烤成本；烘烤質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TS44+1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）04-0187-04

烤房是煙葉烘烤的專(zhuān)用設(shè)備，烤房結(jié)構(gòu)不同，其烘烤性能差異明顯，也決定了烤房的烘烤效果，密集烤房由于烘烤性能優(yōu)越，是近年來(lái)我國(guó)各煙區(qū)大量推廣的烘烤設(shè)備[1-4]。我國(guó)的密集烤房根據(jù)氣流運(yùn)動(dòng)方向不同，分為氣流上升式、氣流下降式2種，對(duì)于這2種密集烤房，哪種形式的烘烤性能更好、更能發(fā)揮密集烘烤的優(yōu)勢(shì)，一直是煙草科研工作者研究和討論的熱點(diǎn)，也是各煙草產(chǎn)區(qū)在推廣密集烤房時(shí)普遍遇到的問(wèn)題。關(guān)于氣流上升式和氣流下降式密集烤房的性能差異，一些煙草科研機(jī)構(gòu)也對(duì)此開(kāi)展了一些研究，但仍未見(jiàn)深入系統(tǒng)研究，僅從某一方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較試驗(yàn)，且各自的研究結(jié)論相互矛盾，有的傾向于氣流下降式烤房，有的傾向于氣流上升式，還有的認(rèn)為兩者幾乎沒(méi)有差異[5-11]。為此，本研究通過(guò)對(duì)2種氣流方向密集烤房在烘烤性能、烘烤成本、烘烤中煙葉失水特性及烤后煙葉質(zhì)量等方面進(jìn)行深入系統(tǒng)研究，詳細(xì)研究這2種類(lèi)型烤房的優(yōu)缺點(diǎn)，旨在為烘烤設(shè)備性能完善、烘烤質(zhì)量的提高以及滿(mǎn)足煙區(qū)生產(chǎn)需求提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2012—2013年在陜西省漢中市煙草試驗(yàn)站和安徽皖南煙草科技園進(jìn)行。供試品種為云煙97，試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，土壤質(zhì)地為壤土，肥力中等，田間管理按照優(yōu)質(zhì)烤煙栽培生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，以中部葉為試驗(yàn)材料，試驗(yàn)材料生長(zhǎng)發(fā)育正常，成熟度良好。

1.2試驗(yàn)方法[HT]

選擇同一煙草田塊正常成熟的中部葉，采收后挑選鮮煙素質(zhì)整齊一致的成熟煙葉600張，均勻編煙4竿，隨機(jī)分為2組掛牌標(biāo)記，分別裝入2座不同的密集烤房，與大面積生產(chǎn)煙葉一起烘烤。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理：K1，氣流上升式密集烤房；K2，氣流下降式密集烤房。試驗(yàn)密集烤房結(jié)構(gòu)、規(guī)格、用材符合Q/GDYY 019—2011《密集式烤房建設(shè)技術(shù)規(guī)范》，電機(jī)功率 1.5 kW，風(fēng)量為19 000 m/h，全壓200 Pa，轉(zhuǎn)速 1 440 r/min。掛竿烘烤，每竿編煙150張左右，掛煙3層，裝煙竿距13.0 cm左右。裝煙時(shí)，將供試煙葉掛于不同烤房2棚中間相同位置。裝煙后及時(shí)點(diǎn)火，按“8點(diǎn)式精準(zhǔn)密集烘烤工藝”進(jìn)行烘烤。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

（1）平面溫差、垂直溫差的測(cè)試用多功能電子溫度計(jì)（鄭州金葉科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)）測(cè)量。在裝煙室每層的四角、中心位置分別掛上校正好的溫度計(jì)，四角離墻壁40～50 cm，5組傳感器掛在同一高度上，即擋煙梁下60 cm處。在煙葉烘烤試驗(yàn)過(guò)程中，全程監(jiān)控和采集干球、濕球溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算平面溫差和垂直溫差。

（2）風(fēng)壓、風(fēng)速的測(cè)試用KA31數(shù)字式風(fēng)速風(fēng)壓儀（日本產(chǎn)），對(duì)風(fēng)壓、風(fēng)量進(jìn)行測(cè)試，風(fēng)速的檢測(cè)在溫度低的層次進(jìn)行，測(cè)定烤房前部、中部、后部擋煙梁下60 cm處及排濕口的風(fēng)速、風(fēng)量。

（3）記錄烘烤各階段耗煤耗電量，計(jì)算每烤1 kg干煙的能耗成本。

（4）產(chǎn)質(zhì)量比較?？竞鬅熑~全部留樣，外觀(guān)質(zhì)量按GB2635—1992《烤煙》進(jìn)行評(píng)定，并對(duì)煙葉進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析和感官評(píng)吸。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel進(jìn)行處理，并采用SPSS 16.0進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同氣流方向?qū)痉啃阅苡绊慬HT]

2.1.1氣流方向?qū)痉績(jī)?nèi)風(fēng)速的影響對(duì)2種氣流運(yùn)動(dòng)方向烤房空載時(shí)及烘烤關(guān)鍵時(shí)期的平面風(fēng)速進(jìn)行測(cè)定分析，并進(jìn)行方差分析。從表1、表2的檢測(cè)和分析結(jié)果看，不同氣流方向?qū)痉績(jī)?nèi)風(fēng)速有明顯影響，氣流下降式烤房平面風(fēng)速顯著高于氣流上升式烤房，不同烘烤時(shí)期風(fēng)速差差異未達(dá)顯著水平；空載時(shí)，氣流上升式烤房?jī)?nèi)風(fēng)速略大于氣流下降式烤房，但在烘烤過(guò)程中結(jié)果相反，氣流下降式烤房在烘烤各時(shí)期的平面風(fēng)速都明顯大于氣流上升式烤房，在內(nèi)循環(huán)、大排濕階段，2種烤房風(fēng)速差異不大，但進(jìn)入干片期直至干筋期這個(gè)階段，兩者差異明顯，氣流下降式烤房平面風(fēng)速明顯大于氣流上升式烤房。從烤房平面風(fēng)速分析可知，氣流下降式烤房風(fēng)速相對(duì)較大，顯著高于氣流上升式烤房，其排濕能力可能優(yōu)于氣流上升式烤房，裝煙密度較氣流上升式烤房可適當(dāng)增加；同時(shí)，在干筋期應(yīng)適當(dāng)降低風(fēng)速，提高煙葉烘烤質(zhì)量。

對(duì)不同氣流方向烤房空載時(shí)和烘烤過(guò)程中的風(fēng)速進(jìn)行測(cè)定分析，從表3、表4、表5可以看出，氣流方向?qū)痉績(jī)?nèi)風(fēng)速有明顯的影響，無(wú)論是空載時(shí)還是在烘烤過(guò)程中，氣流下降式烤房?jī)?nèi)平面風(fēng)速差、垂直風(fēng)速差都明顯小于氣流上升式烤房，但差異不顯著，空載時(shí)氣流上升式烤房風(fēng)速差更大。這說(shuō)明氣流上升式烤房?jī)?nèi)風(fēng)速不均衡，差異比較大，氣流運(yùn)動(dòng)不均勻；相對(duì)于氣流上升式烤房，氣流下降式烤房平面風(fēng)速差和垂直風(fēng)速差較小，說(shuō)明其烤房?jī)?nèi)氣流運(yùn)動(dòng)和分布比較均勻，烤房性能較氣流上升式理想。

2.1.2氣流方向?qū)痉績(jī)?nèi)干球、濕球溫度分布的影響測(cè)定烘烤過(guò)程中2種氣流方向烤房不同層次、位置的干球、濕球溫度，并進(jìn)行平面、垂直干球、濕球溫度差異方差分析。由表 6～表11可以看出，氣流方向?qū)痉績(jī)?nèi)干球、濕球溫度場(chǎng)有明顯影響，平面和垂直干球、濕球溫度差異較大，不同烤房類(lèi)型及不同烘烤時(shí)期平面、垂直干球溫度差異都達(dá)到顯著水平，而濕球溫度差異不顯著。氣流下降式烤房不同層次的平面溫度差及垂直溫度差都顯著小于氣流上升式烤房，說(shuō)明氣流下降式烤房干球、濕球溫度場(chǎng)均勻，溫度差異小，烤房溫度性能指標(biāo)好于氣流上升式烤房。從測(cè)試結(jié)果還可以看出，隨著烘烤的進(jìn)行，烤房?jī)?nèi)干球、濕球溫度逐漸升高，平面干球、濕球溫度差和垂直溫度差都呈現(xiàn)逐步增大趨勢(shì)，氣流下降式烤房的增大趨勢(shì)小于氣流上升式烤房。

.2不同氣流方向烤房烤煙成本比較

對(duì)不同氣流方向烤房烘烤能耗及用工成本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，從表12看出，K1、K2處理干煙烘烤成本分別為2.26、2.19元/kg。2種氣流方向烤房用工成本和用電成本是一樣的，烘烤成本差異主要體現(xiàn)在耗煤上，氣流上升式烤房干煙能耗成本比氣流下降式烤房高0.07元/kg。從烘烤成本綜合分

2.3不同氣流方向?qū)竞鬅熑~外觀(guān)質(zhì)量及主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響[HT]

對(duì)不同氣流方向烤房烤后煙葉的外觀(guān)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，由表13可見(jiàn)，從烤后煙葉外觀(guān)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，氣流上升式烤房烤后煙葉的橘黃煙比例略高于氣流下降式烤房，但是氣流上升式烤房烤后煙葉的非正常煙葉比例也明顯高于氣流下降式烤房，其雜色煙比例高6.35百分點(diǎn)，氣流上升式烤房比氣流下降式烤房的中上等煙比例約低8百分點(diǎn)，而下低等煙比例約高8百分點(diǎn)，均價(jià)低 0.60元/kg，這與對(duì)煙葉外觀(guān)質(zhì)量的影響一致。從烤后煙葉外觀(guān)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性狀綜合分析，氣流下降式烤房略好于氣流上升式烤房。

2.4不同氣流方向?qū)竞鬅熑~內(nèi)在質(zhì)量的影響

2.4.1對(duì)烤后煙葉主要化學(xué)成分的影響農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心對(duì)不同氣流方向烤房烤后煙葉的主要化學(xué)成分進(jìn)行了測(cè)試分析。從表14可以看出，氣流上升式烤房（K1處理）烤后煙葉還原糖和總糖含量偏低，糖堿比偏低，氣流下降式烤房（K2處理）淀粉含量略高，其他主要化學(xué)成分含量適宜，施木克值較高，糖堿比較適宜。從烤后煙葉主要化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性綜合比較分析，以氣流下降式烤房（K2處理）比較適宜協(xié)調(diào)。

3結(jié)論與討論

氣流下降式密集烤房相對(duì)于氣流上升式烤房，其烤房?jī)?nèi)風(fēng)速相對(duì)較大，排濕能力可能優(yōu)于氣流上升式烤房，據(jù)此推測(cè)，同一規(guī)格的密集烤房，氣流下降式烤房裝煙密度應(yīng)比氣流上升式烤房稍大；氣流下降式烤房平面風(fēng)速差和垂直風(fēng)速差較小，氣流運(yùn)動(dòng)、分布比較均勻，不同層次的平面溫濕度差及垂直溫濕度差都明顯小于氣流上升式烤房，可見(jiàn)氣流下降式烤房有氣流方向較有規(guī)律、溫濕度條件受環(huán)境條件影響比較小等優(yōu)點(diǎn)，這與陳少濱等研究結(jié)論一致[5]；氣流下降式密集烤房烘烤中熱氣流在加熱煙葉過(guò)程中，因比重增大而加速下降，符合濕空氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而氣流上升式烤房的熱氣流則作減速運(yùn)動(dòng)，因此，氣流下降式烤房在同等風(fēng)機(jī)功率和裝煙密度下，風(fēng)速更大，排濕能力更強(qiáng)，也更節(jié)煤，烘烤成本低，這與陳其峰等研究結(jié)論[6，8]一致；氣流下降式烤房烤后煙葉外觀(guān)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)于氣流上升式烤房，主要化學(xué)成分含量及協(xié)調(diào)性更趨適宜協(xié)調(diào)，香氣較好，余味舒適，刺激性更小，評(píng)吸質(zhì)量更理想，這與王方鋒等的研究結(jié)論[7，9]一致，與王能如等的研究結(jié)論[10-11]有所不同。

從烤房性能及烤后煙葉質(zhì)量綜合分析，氣流下降式烤房性能指標(biāo)、烘烤成本與煙葉質(zhì)量都好于氣流上升式烤房。氣流下降式密集烤房排濕性能好，溫濕度場(chǎng)均勻且差異小，烘烤能耗低，烤后煙葉質(zhì)量較理想，是比較適宜煙區(qū)的密集烤房類(lèi)型。

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