煙葉烘烤自動(dòng)加煤裝置及配套技術(shù)研究

唐玉春 唐藝華 周焜 李福榮 周君浩 袁坤 楊慶焱 崔俊 張燚 唐文藝 劉曦

摘 ?要：為提高烤后煙葉質(zhì)量，減輕烘烤勞動(dòng)強(qiáng)度的問題，在2020年的基礎(chǔ)上反復(fù)改進(jìn)測(cè)試，進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)范圍和規(guī)模，在全市8個(gè)種煙縣（區(qū)）安裝煙葉烘烤自動(dòng)加煤裝置的烤房，并與常規(guī)人工加煤烤房進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，通過對(duì)烘烤能耗、加煤次數(shù)、烤后煙葉外觀質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性狀等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，研究自動(dòng)加煤裝置及配套技術(shù)在密集型烘烤中的可行性。研究結(jié)果表面：相對(duì)于常規(guī)的人工加煤烤房，自動(dòng)加煤烤房實(shí)現(xiàn)了加煤的自動(dòng)化調(diào)控，釋放了勞動(dòng)力，同時(shí)避免了人工加煤所導(dǎo)致的溫、濕度不穩(wěn)，提高了煙葉烘烤質(zhì)量，取得了不錯(cuò)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)健詞：密集烘烤;自動(dòng)加煤;能耗;烤后煙葉質(zhì)量;經(jīng)濟(jì)效益

Abstract： In order to improve the quality of tobacco-cured tobacco leaves and reduce the labor intensity of tobacco-cured tobacco leaves， the test was repeatedly improved on the basis of 2020， and the scope and scale of the test were further expanded. The tobacco-cured tobacco automatic stoking equipment was installed in 8 tobacco-growing counties （districts） of the city， and the comparison test was conducted with the conventional manual stoking equipment. The feasibility of automatic coal feeding device and supporting technology in intensive baking was studied by comparing and analyzing the indexes of curing energy consumption， coal feeding times， appearance quality and economic characters of cured tobacco leaves. The results showed that compared with the conventional manual stoking oven， the automatic stoking oven realized the automatic control of stoking， released the labor force， avoided the temperature and humidity instability caused by manual stoking， improved the quality of tobacco curing， and achieved good economic benefits.

Key words： Intensive baking;Automatic coal;The energy consumption;Quality of cured tobacco leaves;Economic benefits

1 引言

烤房的性能好壞是落實(shí)烘烤工藝的關(guān)鍵，是保證烘烤質(zhì)量的前提，是降低烘烤損失和烘烤成本成本的基礎(chǔ)。我國大部分煙區(qū)都是以溫濕度自動(dòng)控制的密集烤房為主，這類烤房性能好，烘烤效果較好。目前，隨著煙葉生產(chǎn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，煙葉烘烤的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也勢(shì)在必行。但是，我市使用的烤房中，生物質(zhì)烤房僅占10%左右，大部分烤房仍依靠人工加煤進(jìn)行烘烤操作，人工加煤導(dǎo)致煙農(nóng)勞動(dòng)強(qiáng)度大、用工成本增加，而且容易出現(xiàn)烘烤措施不及時(shí)、烤房內(nèi)溫度波動(dòng)幅度大、燃料利用率低等問題，標(biāo)準(zhǔn)的烘烤工藝精準(zhǔn)落實(shí)困難，嚴(yán)重影響了烘烤出的煙葉質(zhì)量。因此，為了向烘烤數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)并軌，加強(qiáng)對(duì)密集烤房自動(dòng)化系統(tǒng)的研究顯得十分迫切。為次，在昭通市范圍內(nèi)開展煙葉烘烤自動(dòng)加煤裝置及配套技術(shù)研究，探究其可行性，為今后推廣運(yùn)用提供一定依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料

試驗(yàn)時(shí)間：2021年7月—10月。

試驗(yàn)地點(diǎn)：昭通市的8個(gè)種煙縣（區(qū)）的烤房群進(jìn)行。

試驗(yàn)品種為各地區(qū)主栽品種，選用具有代表性，肥力均勻一致、煙葉素質(zhì)基本相同的煙地進(jìn)行試驗(yàn)取樣。材料的田間生產(chǎn)、采收、編煙、裝煙和烘烤按照昭通市煙草公司技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。

2.2 方法

2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用自動(dòng)加煤裝置的4臺(tái)密集烤房（以下稱自動(dòng)加煤烤房）作為處理，常規(guī)人工加煤的4臺(tái)密集烤房（以下稱人工加煤烤房）作為對(duì)照。

2.2.2 試驗(yàn)原理

自動(dòng)加煤控制系統(tǒng)由加煤倉、螺旋推進(jìn)器等組成。其工作原理是根據(jù)設(shè)定的烘烤曲線，當(dāng)烤房內(nèi)溫度低時(shí)，語音提示“溫度過低”，此時(shí)螺旋推進(jìn)器往燃燒室內(nèi)進(jìn)煤，同時(shí)助燃風(fēng)機(jī)啟動(dòng);當(dāng)烤房內(nèi)溫度過高時(shí)，語音提示“溫度過高”，此時(shí)螺旋推進(jìn)器停止進(jìn)煤，助燃風(fēng)機(jī)停止工作。

2.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

烘烤能耗測(cè)定：記錄各階段耗煤、耗電情況，計(jì)算平均烘烤能耗。

人工加煤次數(shù)：記錄變黃、定色和干筋階段平均人工日加煤次數(shù)。

烤后煙葉外觀質(zhì)量評(píng)定：兩個(gè)處理各選取能代表中、上部煙葉的煙葉，按照上中下4層，分別在距離隔熱墻2、4、6米位置各取10竿煙葉，每爐共取60竿，評(píng)定其整體外觀質(zhì)量。

經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定：各爐次烘烤結(jié)束并回潮后，按上述方法取烤后煙葉60竿，按現(xiàn)行烤煙國家標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，記錄并計(jì)算上等煙比例、中等煙比例和均價(jià)。

煤塊規(guī)格：選用1cm、3cm、5cm、8cm、10cm規(guī)格的煤進(jìn)行測(cè)定，確定最佳規(guī)格煤標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 烘烤能耗

由表1可知，自動(dòng)加煤烤房平均烘烤能耗為1.59元/kg， 人工加煤烤房的平均烘烤能耗為1.71元/kg，自動(dòng)加煤烤房的烘烤能耗成本比人工加煤烤房少0.12元/kg。

3.2 人工日均加煤次數(shù)

昭通市自動(dòng)加煤烤房和人工加煤烤房的日均人工加煤次數(shù)比較見表2。在變黃階段，自動(dòng)加煤烤房的日均人工加煤次數(shù)較人工加煤烤房少1.2次;在定色階段，自動(dòng)加煤烤房的日均人工加煤次數(shù)較人工加煤烤房少2.2次;在干筋階段，自動(dòng)加煤烤房與人工加煤烤房的日均人工加煤次數(shù)少1.5次。

3.3 烤后煙葉外觀質(zhì)量

煙葉外觀質(zhì)量比較分析見表3，處理與對(duì)照的煙葉成熟度一致，處理的上、下部葉片結(jié)構(gòu)疏松度優(yōu)于對(duì)照，處理的葉片身份、油份、顏色與色度均優(yōu)于對(duì)照。自動(dòng)加煤烤房的煙葉外觀質(zhì)量整體優(yōu)于人工加煤烤房的煙葉外觀質(zhì)量。

3.4 經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定

3.5 煤塊規(guī)格

自動(dòng)加煤裝置使用煤塊規(guī)格分析見表5，處理的煤塊規(guī)格為3-5CM烘烤效果較好，煤塊規(guī)格為8CM的表現(xiàn)次之，煤塊規(guī)格為1CM和10CM的表現(xiàn)最差。在對(duì)照中，煤塊規(guī)格為5-8CM較好，1CM、3CM和10CM次之。總體來看，自動(dòng)加煤機(jī)由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的影響，導(dǎo)致對(duì)煤塊規(guī)格要求較高，以3-5CM左右的煤塊較為適宜。人工加煤烤房各縣區(qū)對(duì)煤塊規(guī)格要求不一致，對(duì)比來看，煤塊規(guī)格在5-8CM左右時(shí)較為適宜。自動(dòng)加煤機(jī)對(duì)煤塊規(guī)格的高要求有可能會(huì)導(dǎo)致烘烤成本的增加。

4 結(jié)論與討論

在能耗方面，在8個(gè)縣（區(qū)）的烘烤試驗(yàn)過程中，通過自動(dòng)加煤設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了每次添煤量少、添煤次數(shù)多操作，提高了煤炭的燃燒利用率，除了彝良縣和威信縣因設(shè)備參數(shù)設(shè)置不合理導(dǎo)致煤炭用量偏多外，其余各縣（區(qū)）煤炭使用量都降低，自動(dòng)加煤裝置特有結(jié)構(gòu)也對(duì)提高煤炭燃燒效率起到了一定作用。在用電方面，由于溫濕度控制器實(shí)現(xiàn)了多種設(shè)備的智能控制，各種設(shè)備之間的運(yùn)轉(zhuǎn)銜接更為高效，使用自動(dòng)加煤設(shè)備后用電量有所增加。

在加煤次數(shù)方面，昭通市境內(nèi)的烤房相對(duì)以分散獨(dú)立，人工加煤烤房日均加煤5次，需維勞動(dòng)力長期蹲守烤房進(jìn)行操作，耽誤了參與其他農(nóng)事操作的時(shí)間。而自動(dòng)加煤裝置的烤房一天最多只需加3次煤，采用自動(dòng)加煤裝置的后，就有效地降低了烘烤用工成本。

在烘烤的煙葉質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益方面，自動(dòng)加煤裝置烤房可按預(yù)設(shè)的烘烤工藝程序進(jìn)行自動(dòng)加煤升溫及控火穩(wěn)溫，杜絕了因人為加煤操作失誤導(dǎo)致溫、濕度不穩(wěn)定所造成的煙葉烘烤損失。自動(dòng)加煤裝置烤房烤后煙葉葉片結(jié)構(gòu)更為疏松，色度更強(qiáng)，橘黃煙更多，外觀質(zhì)量得到保證。自動(dòng)加煤裝置烤房烤后煙葉的上等煙比例和均價(jià)明顯都有所提高，結(jié)合烘烤能耗等指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著增加。

在煤塊規(guī)格方面，自動(dòng)加煤裝置烤房相對(duì)于人工加煤烤房對(duì)煤塊規(guī)格的要求偏高，對(duì)煤的質(zhì)量要求也偏高，使用過程中，自動(dòng)加煤裝置也存在一定的故障率，增大維修成本，對(duì)于自動(dòng)加煤設(shè)備還有要做進(jìn)一步的優(yōu)化與改進(jìn)。各縣（區(qū)）的試驗(yàn)結(jié)果不盡相同，證明自動(dòng)加煤裝置在各縣（區(qū)）的烘烤習(xí)慣、裝置使用方法上還存在差異，須統(tǒng)一一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行煙葉烘烤過程，在最大限度上達(dá)到預(yù)期效果。

綜上所述。自動(dòng)加煤設(shè)備實(shí)現(xiàn)了烘烤過程加煤自動(dòng)化調(diào)控，使煤炭燃燒更充分，烤房內(nèi)溫度控制更精準(zhǔn)、更平穩(wěn)。在降低能耗的同時(shí)還降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了煙農(nóng)用工成本，并且確保烘烤工藝精準(zhǔn)落實(shí)，提高了烤后煙葉整體質(zhì)量。自動(dòng)加煤裝置在煙葉烘烤過程中提質(zhì)增效、減工降本效果明顯，具有進(jìn)一步廣泛應(yīng)用與推廣的價(jià)值。

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