生物质燃料烘烤应用研究

杨 杰 张家桐 杨丽平 张平 王朝军 刘洪华

摘要    本文对生物质燃料烘烤和燃煤烘烤的烤后烟叶经济性状、外观质量、炉中烘烤用工数量及燃料消耗进行比较分析，旨在为生物质烘烤示范推广提供参考依据。结果表明，与常规燃料烘烤相比，生物质颗粒燃料烘烤后烟叶经济性状表现较好，上等烟比例、均价较高，外观质量整体较好。同时，生物质颗粒燃料烘烤用工、燃料消耗都比燃煤烘烤低。

关键词    生物质燃料烘烤;经济性状;外观质量;炉中烘烤用工;燃料消耗

中图分类号    S572        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）16-0189-02                               开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    In order to provide the reference for the demonstration promotion of biomass fuel in tobacco curing，the economic characters，appearance quality，quantity of employment of baking in intensive barn and fuel consumption between tobacco curing of biomass fuel and coal were analyzed comparatively.The results showed that compared with the coal，the economic characters，ratio of high grade leaves，average price and appearance quality of the biomass fuel in tobacco curing were better.Simultaneously，the quantity of employment of per curing barn and fuel consumption of biomass fuel in tobacco curing were lower than those of the coal.

Key words    biomass fuel in tobacco curing;economic character;appearance quality;employment of baking;fuel consumption

烟叶生产中的烘烤环节是一个大量耗能的过程[1]，目前燃煤烘烤是主流，不仅消耗大量的能源，同时也会释放大量粉尘、硫化物和碳氧化合物等污染空氣[2-4]。随着社会的进步、科技以及烤烟产业的发展，人们对生活品质的要求越来越高，环保问题也越来越受到关注。因此，采用清洁能源烘烤，大力实施节能减排、减工降本、体质增效是烟草行业迫切需要解决的问题。生物质能是世界第四大能源，也是清洁的可再生资源[5-6]。生物质成型燃料，又称生物质颗粒燃料，是将农林废弃物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压等工艺，制成各种形状的、可直接燃烧的一种新型清洁燃料[7]，生物质颗粒燃料的原料包括烟杆、麦秆、玉米秸秆、大豆秸秆、木屑、锯末等[8]。近年来，对生物质颗粒燃料烘烤应用研究也较多。宋春宇等[9]研究发现，秸秆压块烘烤烟叶可降低烘烤用工成本，且外观质量、常规化学成分与煤炭烘烤的烟叶无明显区别。林  伟等[10]研究表明，生物质燃料烘烤耗电比燃煤节省16.06元/烤，人工成本节省216元/炉，均价提高1.54元/kg，上中等烟比例提高3.01%。韦  忠等[11]研究表明，生物质燃料烘烤人工成本可节省177.50～180.00元/炉，同时可提高烤后烟叶的均价、上等烟比例、中上等烟比例等指标，其烟叶化学成分含量适宜、比例协调，烤后烟叶的感官评吸质量相对较优。因此，生物质颗粒燃料烘烤可实现减工降本、提质增效。为探索施甸县生物质燃料烘烤之路，笔者开展了生物质烘烤与常规燃煤烘烤比较试验，旨在为生物质烘烤大面积推广提供参考依据。

1    材料与方法

1.1    试验概况

2017年7—10月，在施甸县姚关镇进行了代能源密集烘烤示范推广试验，在生物质烘烤示范区（生物质烘烤，富阳村大石桥烤房群，15座土建）和非示范区（常规烘烤，富阳村高头园烤房群，5座土建）内分别选取了3户烟农。

供试烤房为气流下降式密集烤房;供试烤烟品种为云烟105，烤烟打顶后，选取植株长势均匀一致的烟田，待烟叶正常成熟落黄后采收鲜烟叶进行烘烤;生物质颗粒燃料为本地生产的生物质颗粒燃料，配方主要是烟杆、菌苞，长30～40 mm、直径8 mm，圆柱体，热值14 644 kJ。

1.2    试验设计

试验设常规燃煤烘烤（T0）和生物质颗粒燃料烘烤（T1）2个处理。T0选取1座标准气流下降式密集烤房（装烟室内长×宽×高为8 000 mm×2 700 mm×3 500 mm，可装鲜烟4 500 kg以上）;T1选取3座与T0参数相同的烤房，使用生物质颗粒燃料进行烘烤，烘烤的烟叶部位、炉数与T0相同。各处理的烟叶采收时间和鲜烟叶素质尽量保持一致，烘烤工艺统一按“走六步闯三关”色形同步低湿烘烤三段式烘烤工艺执行，根据云烟105特性，灵活调控各关键温度点的稳温时间。

1.3    测定项目与方法

1.3.1    烤后烟叶经济性状。各处理烤后烟叶分别堆放保管，并根据烤烟42级国标（GB 2635—1992）对烤后烟叶进行分级，依据烤烟收购价格确定烟叶均价、上等烟比例及中上等烟比例。

1.3.2    外观质量。取各处理下部X2F（3～5叶位）、中部C3F（8～12叶位）和上部B2F（14～17叶位）等级烟样各1.0 kg，评定外观质量。

1.3.3    烘烤用工。对各处理的炉中烘烤用工进行统计分析。1.4    统计分析

试验数据采用Excel 2010进行整理及统计分析。

2    結果与分析

2.1    不同能源烤房烤后烟叶经济性状比较

对处理T1和T0涉及的烤后全部烟叶按国标42级进行了分级，统计分析结果见表1。可以得出，处理T1的上等烟比例、均价均比处理T0高，分别高出2.85个百分点、0.49元/kg，且处理T1的下低等烟比例与处理T0基本持平。由此可以得出，生物质颗粒燃料烘烤的烤后烟叶经济性状表现较好，上等烟比例、均价均较高。

2.2    不同能源烤房烤后烟叶外观质量比较

对处理T1、T0烤后烟叶的X2F、C3F、B2F的外观质量进行了比较分析，从表2可以看出，处理T1、T0烤后烟叶在成熟度、身份、油分、色度上基本一致，而在X2F的颜色、C3F的结构存在差异。从整体来说，处理T1的烤后烟叶外观质量要优于处理T0，尤其是X2F、C3F。

2.3    不同能源烤房烤后烟叶评吸质量比较

对整个烘烤季节2群烤房的烘烤炉数、炉中烘烤用工、燃料消耗量进行了统计分析，结果见表3。可以看出，处理T1的炉内烘烤用工总数量125个，比处理T0多13个，但处理T1的每炉用工比较少，为1.6个左右，比处理T0（3.9个）减少2.3个，且平均燃料消耗量1 209.8 kg/炉，远远低于处理T0（1 755.1 kg/炉）。由此可见，处理T1（生物质燃料烘烤）不仅有效节约了用工数量，降低了劳动强度，而且能源平均消耗量较低。

3    结论与讨论

该试验结果显示，与常规燃料烘烤相比，生物质颗粒燃料烘烤的烤后烟叶经济性状表现较好，上等烟比例、均价较高，外观质量整体较好，这可能是因为生物质烘烤的升温、稳温性能比较好，执行工艺比较精确到位。同时，生物质颗粒燃料每炉炉内烘烤用工、燃料消耗都比常规燃煤烘烤低，这可能是因为燃煤烘烤需要烘烤人员时常填煤加火，且所用的煤都是当地盛产的柴煤，发热值较低，导致燃煤消耗量较高。

4    参考文献

[1] 曾宪立，王朴风，樊军辉，等.联合干燥模式在烟叶烘烤中的应用探讨[J].河北农业科学，2010，14（12）：78-81.

[2] 田海宏.燃煤污染及控制措施分析[J].应用能源技术，2004（2）：35-36.

[3] 李晓东，傅钢，尤孝方，等.不同煤种燃烧生成多环芳烃的研究热能动力工程[J].热能动力工程，2003，18（3）：125-129.

[4] 张家征，徐天养，向成高，等.烤烟太阳能烤房与普通密集烤房的烘烤对比试验[J].湖南农业科学，2011（18）：33-34.

[5] 阎季惠.新的可再生能源未来发展指南[M].北京：海洋出版社，1998.

[6] 袁振宏，吴创之，马隆龙，等.生物质能利用原理与技术[M].北京：化学工业出版社，2005：51-56.

[7] 宋朝鹏，李常军，杨超，等.生物质能在烟叶烘烤中的应用前景[J].河南农业科学，2008，12（12）：58-60.

[8] 杨时涛，徐冰，丁灿.生物质能源烘烤与煤炭烘烤对比试验[J].现代农业科技，2017（3）：239-242.

[9] 宋春宇，张体高，朱晋熙，等.烟秆秸秆压块在烟叶烘烤中的应用研究初报[J].湖南农业科学，2016（3）：82-84.

[10] 林伟，王鹏，陈贤龙，等.智能生物颗粒燃料燃烧机在烟叶烘烤中的应用效果研究[J].中国农学通报，2016，32（25）：170-174.

[11] 韦忠，高华军，范东升，等.生物质颗粒燃料烘烤烟叶的效果分析[J].南方农业学报，2017，48（12）：2228-2233.