煙葉新能源烤房與傳統(tǒng)烘烤工藝對(duì)比

李 源， 高冬冬

(畢節(jié)市煙草公司納雍分公司， 貴州 納雍 565100)

20世紀(jì)60年代，我國開始使用并改造密集烤房，密集烤房相對(duì)于普通烤房有烤房容量大、裝煙密度大、省工節(jié)能、煙葉變黃、干燥均勻、烘烤時(shí)間較短、烤后煙葉黃片率高、煙葉烘烤經(jīng)濟(jì)性狀更好等優(yōu)點(diǎn)[1]?，F(xiàn)在烤房配有溫濕度自控系統(tǒng)輔助烘烤設(shè)備，操作方便，容易掌握，烘烤工作強(qiáng)度明顯降低。燃煤型密集烤房是我國烘烤煙葉的專用設(shè)備，密集烤房分氣流上升式和氣流下降式，2種密集烤房氣流方向不同，但許多操作流程相同。但燃煤型密集烤房尾氣污染物排放量大，煤炭燃燒有滯后效應(yīng)而且燃燒速度較快，為避免煤炭不足導(dǎo)致煙葉烤壞，烘烤人員在烘烤季節(jié)需要長期熬夜，增加了烘烤投入成本。

我國環(huán)境污染問題凸顯，煤炭資源也過度開采[2]，因此，尋找一種新型能源取代煤炭作為燃料進(jìn)行煙葉烘烤勢(shì)在必行。與煤炭相比，生物質(zhì)顆粒是一種在常溫條件下利用壓輥和環(huán)模對(duì)粉碎后的生物質(zhì)秸稈、林業(yè)廢棄物等原料進(jìn)行冷態(tài)致密成型加工的可再生能源，原料的密度一般為0.1～0.13 t/m3，成型后的顆粒密度1.1～1.3 t/m3，方便儲(chǔ)存、運(yùn)輸，而且大大改善了生物質(zhì)的燃燒性能。我國是烤煙生產(chǎn)大國，又是能源匱乏的國家，但我國的生物質(zhì)能源儲(chǔ)備十分豐富，因此調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，利用生物質(zhì)顆粒能源是必然選擇。生物質(zhì)顆粒能源的開發(fā)利用不僅有利于降低烤煙生產(chǎn)投入，增加煙農(nóng)收入，而且響應(yīng)國家倡導(dǎo)的走可持續(xù)發(fā)展道路政策，對(duì)降低環(huán)境污染，為低碳環(huán)保的現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)提供保障。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及設(shè)備

試驗(yàn)于2020年6—10月在貴州省納雍縣3個(gè)煙葉站寨樂、龍場(chǎng)、百興3個(gè)煙葉站，碓叉、新街、梁子、江大、沙包、龍場(chǎng)、維新、曙光8個(gè)收購點(diǎn)進(jìn)行。生物質(zhì)烤房和傳統(tǒng)烤房的建造要求、建造材料和建造參數(shù)等基本一致。烘烤技術(shù)均采用智能型密集烤房控制器設(shè)定的“三段式”烘烤工藝，燃料分別為生物質(zhì)顆粒和燃煤。

1.2 供試品種

試驗(yàn)品種為畢納一號(hào)，選取統(tǒng)一管理、煙葉成熟落黃一致、鮮煙葉素質(zhì)相同的上、中、下3個(gè)部位的煙葉分別進(jìn)行烘烤試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理：T1，煤炭為燃料(傳統(tǒng)烤房)；T2，生物質(zhì)顆粒為燃料(內(nèi)置式)；T3，生物質(zhì)顆粒為燃料(外置式)。同一部位煙葉于同一時(shí)間采收，采煙當(dāng)天完成編煙上炕，降低因天氣因素產(chǎn)生的試驗(yàn)差異。烘烤前檢查烘烤設(shè)備是否存在問題，排除故障，保證對(duì)比試驗(yàn)外部影響因素基本相同。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同方式烘烤成本

由表1可知，燃煤烘烤平均每炕用煤890 kg，成本1 078元，外置式生物質(zhì)烤房，平均每炕用生物質(zhì)1 090 kg，成本970.1元，內(nèi)置式生物質(zhì)烤房，平均每炕用生物質(zhì)942 kg，成本838.4元，每炕煙葉外置式生物質(zhì)烤房比燃煤烤房節(jié)約成本107.9元，每炕煙葉內(nèi)置式生物質(zhì)烤房比燃煤烤房節(jié)約成本239.6元。由表2可知，煙農(nóng)自烤燃煤烤房每炕用1.62個(gè)工，生物質(zhì)烤房每炕用0.9個(gè)工，生物質(zhì)烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約用工成本73.6元。專業(yè)化烘烤燃煤烤房每炕用1.68個(gè)工，生物質(zhì)烤房每炕用0.92個(gè)工，生物質(zhì)烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約用工成本77.6元。說明，外置式生物質(zhì)烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約成本181.5～185.5元，內(nèi)置式生物質(zhì)烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約成本313.2～317.2元。

表1 不同烘烤方式的燃料成本

表2 煙農(nóng)自烤和專業(yè)化烘烤的用工成本

2.2 烘烤工藝的執(zhí)行過程比對(duì)

2.2.1 溫濕度控制精準(zhǔn)度 生物質(zhì)烤房溫度控制更加精準(zhǔn)。生物質(zhì)烤房控制儀可根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)值調(diào)整燃燒檔位，確保目標(biāo)值與實(shí)際值基本一致，偏差不超過1℃，而燃煤烤房由于受添煤量和燒火技術(shù)的影響，溫度偏差3℃左右，由于煤炭燃燒具有滯后性，不少農(nóng)戶添火時(shí)甚至降溫5～6℃，影響烤后煙葉質(zhì)量。

2.2.2 設(shè)備故障頻次(穩(wěn)定性) 生物質(zhì)烤房的燃燒機(jī)相關(guān)零件存在易壞風(fēng)險(xiǎn)，燃煤烤房相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)低，并且生物質(zhì)燃燒機(jī)易壞頻率較高。

2.2.3 烘烤人員的工作強(qiáng)度 生物質(zhì)燃料的燃燒性比較持久，基本每晚上僅需2次，烘烤人員可以得到充分的休息。

3 小結(jié)

試驗(yàn)所用烤房均為智能型密集烤房，節(jié)省電，節(jié)省燃料；智能化控制，實(shí)現(xiàn)了烤房?jī)?nèi)部溫濕度的精確自動(dòng)控制；除人工加料外，烘烤過程自動(dòng)控制，節(jié)約人力；溫差波動(dòng)范圍小，烤房?jī)?nèi)溫濕度均勻，設(shè)備性能穩(wěn)定，烘烤品質(zhì)穩(wěn)定。使用智能型密集烤房，減少了因烤房本身性能優(yōu)劣對(duì)試驗(yàn)的影響，有利于得到更加準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料密集烤房和燃煤型密集烤房在烘烤成本、烘烤工藝的執(zhí)行過程對(duì)比發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)顆粒燃料密集烤房能夠減少用工成本，充分發(fā)揮生物質(zhì)顆粒燃料燃燒機(jī)的優(yōu)勢(shì)，極大地減少加料次數(shù)和降低工作強(qiáng)度。由于煤炭燃燒具有滯后性，對(duì)烘烤加料人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)要求較高，而生物質(zhì)顆粒燃料密集烤房在烘烤過程中管理簡(jiǎn)單，燃燒機(jī)自動(dòng)送料，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，省工省時(shí)；生物質(zhì)顆粒燃料密集烤房改造簡(jiǎn)單，僅在原有密集烤房上增加生物質(zhì)顆粒燃料燃燒機(jī)即可，投資少，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，生物質(zhì)顆粒原材料就地取材，將秸稈(煙稈、玉米稈)、廢棄木材、樹皮等材料廢物利用，農(nóng)戶可將自家干秸稈賣給廠家，不僅實(shí)現(xiàn)了廢物利用，而且農(nóng)戶還可以增加部分收入。

由于目前生物質(zhì)燃料的大面積推廣，導(dǎo)致生物質(zhì)燃燒機(jī)及生物質(zhì)供應(yīng)批次質(zhì)量不穩(wěn)定，并且在燃料供給方面有時(shí)不能及時(shí)到位，容易導(dǎo)致煙葉烘烤出現(xiàn)問題。因此，商家可以考慮準(zhǔn)備燃燒機(jī)易損件的備用件，確保損壞部件及時(shí)更換；確保每點(diǎn)有2～3臺(tái)備用燃燒機(jī)，以便不能換部件時(shí)及時(shí)換機(jī)，以減少烘烤損失；廠家服務(wù)人員應(yīng)及時(shí)到推廣點(diǎn)進(jìn)行維修服務(wù)，確保損壞部件及時(shí)維修，不影響烘烤。由于設(shè)備損壞不能提供更換又不能維修造成烘烤損失的應(yīng)由設(shè)備廠家進(jìn)行賠償。