不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究

徐成龙， 苏家恩,*， 张聪辉，王德勋， 何杰忠

(1.云南省烟草公司大理州公司/祥云县分公司，云南大理 671000;2.云南省烟草公司大理州公司，云南大理 671000)



不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究

徐成龙1， 苏家恩1,2*， 张聪辉1，王德勋2， 何杰忠1

(1.云南省烟草公司大理州公司/祥云县分公司，云南大理 671000;2.云南省烟草公司大理州公司，云南大理 671000)

[目的]探讨不同能源类型密集烤房的烘烤效果。[方法]2014年在云南大理进行了不同能源密集式烤房烘烤效果对比研究，通过试验分析了不同能源类型密集烤房在烘烤成本、经济效益及烤房温度控制等方面的烘烤效果。[结果]研究表明，最优处理为T2处理(25 kW内除湿热泵+20 kW电发热管辅助供热烤房)，相比对照1 kg干烟可以减少烘烤成本1.28元，提高均价1.54元，中上等烟比例也有所提高，且烤房温度控制精准性好，其次是生物质燃烧机烤房和甲醇燃烧机烤房，但结合烤房的实际应用性，当前生物质燃烧机烤房最具推广价值。[结论] 研究可为今后新能源烤房的开发与应用奠定基础。

能源；密集烤房；烘烤成本；经济效益；温度控制

近年来,我国密集式烤房的研究应用相比过去进入了崭新的发展阶段[1]。随着全球能源危机以及温室效应的加剧，能源应用向着经济的、可再生循环利用的新能源方向前进，密集式烤房研究也逐步转向新能源烤房[2]。就目前而言，烟叶烘烤中新能源的应用主要有电能(电加热和热泵)、太阳能、生物质能、醇类燃料等几大类[3]，市场上也应运而生了配套的新能源烤房。笔者通过对比分析不同能源类型烤房的烘烤效果，为今后新能源烤房的开发与应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试烟叶品种为红花大金元，栽种在云南大理州红花大金元科研研发基地133.33 hm2核心示范区内，田间烟叶成熟落黄，鲜烟叶素质相同或相近。供试密集烤房共6类，同一部位烟叶于同一时间进行采摘，分类编烟，统一装炕，装烟量为450竿/炉。

1.2 试验处理试验于2014年7～9月，在云南省大理州红花大金元科研研发基地烘烤工场进行。试验设置5个处理，5次重复(一次烘烤5炉)。T1(CK)：普通密集式烤房；T2：25 kW内除湿热泵+20 kW电发热管辅助供热烤房；T3：甲醇燃料烤房；T4：40 kW电发热管加热烤房；T5：生物质燃烧机供热烤房； 这5类烤房除供热设备外，其规格尺寸大小均一致。

1.3 试验方法

1.3.1装烟方法。5次重复均在装烟前从同一农户家选取210竿鲜烟叶(每个处理42竿)作为目标烟叶，每一处理烤房上、中、下3台距离热风室墙2、4、6 m处各装4竿烟叶(左右2仓各装2竿)，观察窗处上、中、下3台各装2竿烟。

1.3.2烧火方法。由1名烘烤技师和3名烧火工组成试验操作小组，统一采用大理州红花大金元品种烟叶烘烤工艺进行烘烤，以观察窗位置烟叶为参照样设置工艺参数，烧火过程最大限度控制实测温湿度与目标温湿度差值≤2 ℃。

1.3.3能耗统计。耗电量统计：各个处理烤房分别安装一只电表，停火时电表读数减去点火时电表读数即为单炉次耗电量。耗煤量统计：每炉次烘烤结束后累加单次加煤量、甲醇量或生物质用量。

1.3.4烤后烟叶质量评定方法。烤后烟叶质量等级评定标准采用国家技术监督局烤烟GB2635-92分级标准进行。

1.3.5烟叶重量测定方法。鲜烟叶重量：按入炉前实际称重计量(称重设备为2 t带称液压叉车)；干烟叶重量：入炉前随机挑选20竿烟叶挂牌，烤后计算鲜干比，同比测算单炉次烤出的干烟叶重量。

1.3.6方差分析方法。采用DPS 2.0统计软件进行分析与制表。

2 结果与分析

2.1 不同类型烤房烘烤成本对比从表1可知，所有类型烤房烘烤成本都比对照要低，且差异显著，这与其他同行的研究基本相同[4-10]。其中以T2处理的热泵烤房烘烤成本最低，比对照低1.28元/kg。对于都使用电能作为燃料，T2热泵烤房烘烤成本比T5发热管加热烤房低1.20元/kg，且差异显著。

表1 不同类型烤房烘烤成本统计

注：电价按0.45元/(kW·h)计算。

表2 不同类型烤房烘烤成本SSR测试结果

注：当P<0.05时，数值间为显著关系，用小写英文字母表示；当P<0.01时，数值间为极显著关系，用大写英文字母表示。

2.2 不同类型烤房烤后烟叶经济效益对比从表3可知，各处理均价由高到低依次是T2>T5>T3>T1>T4，其中T2处理最高，为29.53元/kg，比对照高1.54元/kg；T4处理最低，为27.34元/kg，比对照低0.65元/kg，各种类型烤房间，均价差异不显著。

2.3 不同类型烤房温度控制准确性对比根据控制器自带的温湿度记录功能，在每炉次烘烤结束后调取自动记录的烘烤温度曲线，计算温度控制的准确性，数值越大说明温度偏差越大，烘烤工艺执行越不准确。计算公式如下：

温度偏差值=(目标温湿度值-实测温湿度值)*绝对值符号，每次计算只取50个值(每2 h取值一次)进行累加，即从点火10 h后开始取第1个值，到烘烤至110 h时取最后一个值，这100 h也是变黄开始到干球温度55 ℃前对烤后烟叶质量影响较大的100 h。

由表4、5可知，各种类型烤房温度控制精准程度排序依次是T2>T5>T3>T1>T4，且各处理间差异显著。表4与表3排序一致，可以说明烘烤工艺执行越精准，烤后烟叶收益越高。T5处理的电发热管电加热烤房温度偏差值最大，经查看原始数据后发现，主要是因为排湿期长时间处于低温状态，即供热能力达不到要求所致，若增加功率将会有所改善。

表3 不同类型烤房烤后烟叶经济效益统计

表4 不同类型烤房累计温度偏差值

表5 不同类型烤房温度控制准确性SSR测试结果

注：当P<0.05时，数值间为显著关系，用小写英文字母表示；当P<0.01时，数值间为极显著关系，用大写英文字母表示。

3 结论与讨论

通过对比不同能源类型密集烤房在烘烤成本、经济效益及烤房温度控制等方面的烘烤效果，得出：就烘烤成本而言，所有参试烤房烘烤成本均低于对照，达到了节能减排的效果；就烤后烟叶均价而言，T2(5 kW内除湿热泵+20 kW电发热管辅助供热烤房)、T3(甲醇燃烧机烤房)和T5(生物质燃烧机供热烤房)均比对照高，其他类型烤房均价低于对照；就烤房温度控制精准程度而言，由好到差排序依次为T2(25 kW内除湿热泵+20 kW电发热管辅助供热烤房)>T5(生物质燃烧机供热烤房)>T3(甲醇燃烧机烤房)>T1(普通密集式烤房)>T4(40 kW电发热管加热烤房)；结合烟叶烘烤成本、均价及温度控制精准性等方面，最优处理为T2(25 kW内除湿热泵+20 kW电发热管辅助供热烤房)。

对3种新能源(电能、甲醇、生物质)而言，性能最好的是电能烤房中的热泵烤房，其次是生物质燃烧机烤房和甲醇燃烧机烤房。电能虽然逐渐发展有替代燃煤的趋势[11]，但电能烤房由于单座总功率较大，需要配置专用的变压器，因此推广成本较高，不利于短期内快速推广；甲醇燃烧机已经非常成熟，甲醇燃料烤房在使用过程中性能也比较好，但是使用甲醇燃料具有极大的风险，就目前而言在广大农村还不具备相关的安全操作技能，推广甲醇烤房应非常慎重；生物质燃烧机烤房虽然各方面表现不如热泵烤房，但却优于其他类型烤房，加之其改造方法非常简便，只是仅在原有烤房上添加生物质燃烧机就可以完成改造，空气污染小，节能环保，是3种新能源烤房中最具推广价值的烤房。该试验中不同类型烤房烘烤工艺执行的精准性差异较大，徐增汉等的研究结果也显示，不同类型烤房烤后烟叶内在质量存在差异[12-13]。因此，下一步还需对不同类型烤房烤后烟叶内在质量进行评定，综合判定各类型烤房的烘烤效果。

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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

云南省烟草公司科技计划项目(2012YN53)。

徐成龙(1988- )，男，锡伯族，河南洛阳人，硕士，从事烟草调制与加工研究。*通讯作者，农艺师，从事烘烤技术研究及推广工作。

2014-11-25

S 572

A

0517-6611(2015)02-264-03