烟叶新能源烤房与传统烘烤工艺对比

李 源， 高冬冬

(毕节市烟草公司纳雍分公司， 贵州 纳雍 565100)

20世纪60年代，我国开始使用并改造密集烤房，密集烤房相对于普通烤房有烤房容量大、装烟密度大、省工节能、烟叶变黄、干燥均匀、烘烤时间较短、烤后烟叶黄片率高、烟叶烘烤经济性状更好等优点[1]。现在烤房配有温湿度自控系统辅助烘烤设备，操作方便，容易掌握，烘烤工作强度明显降低。燃煤型密集烤房是我国烘烤烟叶的专用设备，密集烤房分气流上升式和气流下降式，2种密集烤房气流方向不同，但许多操作流程相同。但燃煤型密集烤房尾气污染物排放量大，煤炭燃烧有滞后效应而且燃烧速度较快，为避免煤炭不足导致烟叶烤坏，烘烤人员在烘烤季节需要长期熬夜，增加了烘烤投入成本。

我国环境污染问题凸显，煤炭资源也过度开采[2]，因此，寻找一种新型能源取代煤炭作为燃料进行烟叶烘烤势在必行。与煤炭相比，生物质颗粒是一种在常温条件下利用压辊和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工的可再生能源，原料的密度一般为0.1～0.13 t/m3，成型后的颗粒密度1.1～1.3 t/m3，方便储存、运输，而且大大改善了生物质的燃烧性能。我国是烤烟生产大国，又是能源匮乏的国家，但我国的生物质能源储备十分丰富，因此调整能源结构，利用生物质颗粒能源是必然选择。生物质颗粒能源的开发利用不仅有利于降低烤烟生产投入，增加烟农收入，而且响应国家倡导的走可持续发展道路政策，对降低环境污染，为低碳环保的现代烟草农业建设提供保障。

1 材料与方法

1.1 试验地点及设备

试验于2020年6—10月在贵州省纳雍县3个烟叶站寨乐、龙场、百兴3个烟叶站，碓叉、新街、梁子、江大、沙包、龙场、维新、曙光8个收购点进行。生物质烤房和传统烤房的建造要求、建造材料和建造参数等基本一致。烘烤技术均采用智能型密集烤房控制器设定的“三段式”烘烤工艺，燃料分别为生物质颗粒和燃煤。

1.2 供试品种

试验品种为毕纳一号，选取统一管理、烟叶成熟落黄一致、鲜烟叶素质相同的上、中、下3个部位的烟叶分别进行烘烤试验。

1.3 试验设计

试验设置3个处理：T1，煤炭为燃料(传统烤房)；T2，生物质颗粒为燃料(内置式)；T3，生物质颗粒为燃料(外置式)。同一部位烟叶于同一时间采收，采烟当天完成编烟上炕，降低因天气因素产生的试验差异。烘烤前检查烘烤设备是否存在问题，排除故障，保证对比试验外部影响因素基本相同。

2 结果与分析

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，外置式生物质烤房，平均每炕用生物质1 090 kg，成本970.1元，内置式生物质烤房，平均每炕用生物质942 kg，成本838.4元，每炕烟叶外置式生物质烤房比燃煤烤房节约成本107.9元，每炕烟叶内置式生物质烤房比燃煤烤房节约成本239.6元。由表2可知，烟农自烤燃煤烤房每炕用1.62个工，生物质烤房每炕用0.9个工，生物质烤房每炕烟叶比燃煤烤房可节约用工成本73.6元。专业化烘烤燃煤烤房每炕用1.68个工，生物质烤房每炕用0.92个工，生物质烤房每炕烟叶比燃煤烤房可节约用工成本77.6元。说明，外置式生物质烤房每炕烟叶比燃煤烤房可节约成本181.5～185.5元，内置式生物质烤房每炕烟叶比燃煤烤房可节约成本313.2～317.2元。

表1 不同烘烤方式的燃料成本

表2 烟农自烤和专业化烘烤的用工成本

2.2 烘烤工艺的执行过程比对

2.2.1 温湿度控制精准度 生物质烤房温度控制更加精准。生物质烤房控制仪可根据设置的目标值调整燃烧档位，确保目标值与实际值基本一致，偏差不超过1℃，而燃煤烤房由于受添煤量和烧火技术的影响，温度偏差3℃左右，由于煤炭燃烧具有滞后性，不少农户添火时甚至降温5～6℃，影响烤后烟叶质量。

2.2.2 设备故障频次(稳定性) 生物质烤房的燃烧机相关零件存在易坏风险，燃煤烤房相对风险低，并且生物质燃烧机易坏频率较高。

2.2.3 烘烤人员的工作强度 生物质燃料的燃烧性比较持久，基本每晚上仅需2次，烘烤人员可以得到充分的休息。

3 小结

试验所用烤房均为智能型密集烤房，节省电，节省燃料；智能化控制，实现了烤房内部温湿度的精确自动控制；除人工加料外，烘烤过程自动控制，节约人力；温差波动范围小，烤房内温湿度均匀，设备性能稳定，烘烤品质稳定。使用智能型密集烤房，减少了因烤房本身性能优劣对试验的影响，有利于得到更加准确、可靠的试验数据。通过对生物质颗粒燃料密集烤房和燃煤型密集烤房在烘烤成本、烘烤工艺的执行过程对比发现，生物质颗粒燃料密集烤房能够减少用工成本，充分发挥生物质颗粒燃料燃烧机的优势，极大地减少加料次数和降低工作强度。由于煤炭燃烧具有滞后性，对烘烤加料人员技术经验要求较高，而生物质颗粒燃料密集烤房在烘烤过程中管理简单，燃烧机自动送料，实现了自动控制，省工省时；生物质颗粒燃料密集烤房改造简单，仅在原有密集烤房上增加生物质颗粒燃料燃烧机即可，投资少，降低了生产成本。同时，生物质颗粒原材料就地取材，将秸秆(烟秆、玉米秆)、废弃木材、树皮等材料废物利用，农户可将自家干秸秆卖给厂家，不仅实现了废物利用，而且农户还可以增加部分收入。

由于目前生物质燃料的大面积推广，导致生物质燃烧机及生物质供应批次质量不稳定，并且在燃料供给方面有时不能及时到位，容易导致烟叶烘烤出现问题。因此，商家可以考虑准备燃烧机易损件的备用件，确保损坏部件及时更换；确保每点有2～3台备用燃烧机，以便不能换部件时及时换机，以减少烘烤损失；厂家服务人员应及时到推广点进行维修服务，确保损坏部件及时维修，不影响烘烤。由于设备损坏不能提供更换又不能维修造成烘烤损失的应由设备厂家进行赔偿。