烤烟秸秆压块代煤在烟叶烘烤中的应用效果

杨银平

（福建中烟工业有限责任公司 福建，厦门 361012）

在烟草种植的过程之中，烟叶被采集之后田间剩余的秸秆成为了农业生产过程之中的残余物，传统上烟民采用燃烧的方式对这一残余物进行处置，造成了农村环境的严重污染。现阶段对烟草秸秆的二次利用技术研究有几种方式：一是将烟草秸秆残余物二次开发为活性碳粉；二是借助烟草秸秆之中包含的大量长纤维，将烟草秸秆转变为纤维板；三是将烟草秸秆和各种类型的粘接剂结合为一个整体从而开发出满足相关行业标准和国家要求的刨花板；四是将秸秆转化为一种造纸的原材料；五是借助相关的辅助技术将秸秆转变为一种燃料；六是借助相关的化学反应将秸秆转变为各种具有较高经济效益的可燃性气体；七是将烟草秸秆和其他农作物秸秆以及相关化学原材料整合为一个整体转变为秸秆煤。现阶段烟草秸秆二次利用方式之中实践价值较高的一种方式，是将其转变为烟叶烘烤过程之中使用的燃料，其在有效解决秸秆处置问题的同时降低了烟草烘烤的经济成本，具有多重经济效益。烟草秸秆转化为烟叶烘烤原材料需要经过以下几个环节的处置：一是烟草种植户对秸秆进行几种处置；二是借助烟草秸秆压块成型设备将秸秆压缩为满足烘烤需要的燃料块。烟草秸秆处置技术核心是秸秆压块成型设备，这一设备需能够依据秸秆自身的生物特性将秸秆进行压缩，进而使其单位体积的热值符合相关的技术要求，具备同煤炭相似的产热性和抗练性。

1 烟草秸秆试验材料及方法概述

1.1 试验材料

在本次的试验之中选择的烟草品种为云烟71，其烟叶的物理性质具备较高的一致性，该型烟草在烟叶收割之后将烟草秸秆压缩为棒状材料。烟草压缩棒的制作主要分为三个环节：一是在烟叶采摘之后将秸秆进行有效的收集并去除秸秆之中含有的大量水分；二是采用粉碎机将秸秆粉碎为长度2cm左右的颗粒状物体；三是借助压缩机将其压缩为棒状燃料，用以满足代替煤炭进行燃烧的需要。

1.2 试验设备

在本次的试验之中主要用到了三种机械设备：一是秸秆粉碎机，其用于秸秆的压缩棒的制备；二是秸秆压缩机，其用于制成秸秆压缩棒；三是密集型试验烤房2间，其用于满足进行试验的需要。试验过程之中所需要的三种设备均符合相关的技术要求。

1.3 试验流程概述

该试验基本设计思想为控制变量法，在试验的过程中设计对照组和试验组。对照组采用传统上烟叶烘烤中使用的煤炭为原材料对烟叶进行烘烤作业；试验组采用烟草秸秆压缩棒作为原材料对烟叶进行烘烤作业。在烘烤的过程中对照组和试验组采用一致的烘烤试验技术。

1.4 试验检测方法及检测项目

在试验的过程之中需要对以下项目内容进行有效的检测：一是秸秆压块自身的加工成本，包含压块生产过程之中设备损耗费、人工费用、电费、设备维护费等内容；二是烟草烘烤过程中的基本信息数据，例如干球、湿球的温度。三是在烘烤完成之后原烟的等级质量。在测定原烟质量时需要选择烤箱之中不同部分的鲜烟叶进行评价。在试验结束之后，对烤箱之中各个部位的鲜烟烟叶进行比对分析进而判断秸秆是否满足做为烟草烘烤原材料的技术要求。四是要准确的记录烘烤的成本，即对照组在试验的过程之中所采用的煤炭的成本；试验组所采用的秸秆压缩物的成本。

2 试验结果概述

2.1 秸秆压缩物生产成本分析

秸秆压缩物的成本由三个方面组成：一是秸秆原材料成本；二是秸秆粉碎处理陈本；三是秸秆压缩处理成本。现阶段依据四川地区烟草秸秆处置的实际价格，烟草秸秆原材料成本价为每吨160元。综合考虑秸秆粉碎处置过程之中的各项费用，秸秆粉碎处理成本为每吨85元。综合考虑秸秆压缩过程之中所需要的各项费用可知秸秆压缩成本为每吨63元。综合计算上述三个环节的成本可知每吨秸秆压缩物的成本为330元。

2.2 试验数据分析

在进行试验的过程之中需要对试验过程之中产生的各种数据进行有效的记录，为试验过程和结果分析奠定基础。本次试验之中主要的参考数据有两个：一是干球的温度变化曲线；二是湿球的温度变化曲线。通过对试验过程之中的两项数据进行有效的分析可知：采用秸秆压块和煤炭分别作为烟叶烘烤的原材料，在烘烤试验开始的前84个小时之内干球和湿球的温度变化基本一致，在84小时之后温度变化出现了一定的差异。从烟叶变化的角度进行分析可知，当烟叶定色之后秸秆作为原材料进行烘烤时存在温度上升慢的缺点，无法在较短的时间内提升温度，从整体上看秸秆的稳温效果弱于煤炭。

2.3 烟叶质量分析概述

依据在试验开始之前标记的烟叶进行对比可知，各种比例的烟叶分布比例基本一致，由此可以判定秸秆压块能够作为一种燃烧原材料取代煤炭实现烟叶的烘烤作用。

2.4 烟叶烘烤成本概述

依据在试验的过程之中获取到的各项数据，采用秸秆压块作为原材料时每生产1kg干烟，消耗的秸秆压块质量为2.26kg，结合秸秆压块的价格可知，采用秸秆压块作为烘烤原材料时成本为0.74元/吨。采用煤炭作为原材料进行烘烤作业时，每生产1kg干烟耗费煤炭为1.38kg，结合煤炭价格可知，采用煤炭进行干烟生产时，每生产1kg干烟的成本为0.83元。秸秆压块作为燃料生产干烟，每千克能够节约降低成本0.09元。秸秆作为原材料进行烘烤作业时存在的明显缺点是秸秆燃烧速度较快，在烘烤作业的过程之中需要频繁的进行秸秆压垮的添加作业，一定程度上提升了烘烤作业的劳动强度。

3 试验结论概述

3.1 经济效益概述

在本文的研究之中最终试验结果表明采用秸秆压块作为烟叶烘烤的原材料代替煤炭，每生产1千克干烟节约成本0.09元，但是这一结论存在一定的片面性，其仅仅考虑了干烟生产过程之中带来的经济效益，未有效的计算秸秆的可循环利用对当地生态环境发展带来的整体增益，也未充分的考虑到秸秆压缩产业的发展对区域经济带来的正向影响。本文试验所取得的经济效益可以看作是秸秆压块代替煤炭作为烟叶烘烤的原材料所取得的最低经济效益。

依据本文的研究秸秆压块成本主要由两个部分组成：一是秸秆原材料成本，其占总成本的48.61%；二是秸秆的生产加工成本，其占比为51.39%。在本文的试验中受限于试验规模，烤烟原材料从农户之中采购时采购价格较高，未充分的体现秸秆压块农业生产残余物再次利用的特点。在实际农业生产的过程之中，若秸秆压块的生产方在烟叶采摘之后，采用机械化设备从农田之中直接拔除秸秆，生产方能够以接近为零的成本获取到大量的秸秆，以此有效的降低秸秆压块的生产成本。此外随着技术的不断发展，还能够进一步丰富秸秆的来源，降低秸秆压块成本，提升对秸秆的利用效率。

3.2 秸秆压块燃烧性能分析

依据本文试验的相关技术数据表明秸秆压块符合作为烟叶烘烤燃料的技术要求，本文的试验符合学术界相关研究成果。秸秆压块作为燃料同煤炭相比较在烘烤的前84个小时，两者之间几乎不存在差异，但是进入到定色和干筋的阶段，秸秆压块作为原材料其升温速度较慢，无法有效的保证温度的稳定性。造成这一现象的根本原因是烟叶烘烤在进入定色和干筋阶段时对高温的持续性要求较高，秸秆压块自身的耐烧性远远低于煤炭，其燃烧速度过快，在烘烤的过程之中需要进行频繁的添加秸秆压块作业，而每一次添加作业都将给烤烟室温度的升高带来负面的影响。此外若添加作业时相关人员未严格遵照相关的要求进行作业还可能直接导致掉温现象的出现，对烤烟质量带来较大的负面影响。

在试验的过程之中煤炭的添加次数为19次，而秸秆压块的添加次数为123次，造成这一现象的根本原因是相同体积的秸秆压块其燃烧释放的热值远远低于煤炭，还需要对增强秸秆压块的耐热性和发热量进行深入的研究。频繁的添加作业导致现阶段将秸秆压块应用在烟叶烘烤的过程之中还存在实践层面的问题。顾怀胜等以烤烟秸秆为原料，研究了不同生产工艺对烤烟秸秆固体成型燃料生产率和质量的影响，形成了优化的生产工艺。表明该研究还应在提高烤烟秸秆压块燃烧性能上进一步探索。

3.3 结论

研究结果表明，烤烟秸秆经专门研制的秸秆压块成型机压块成型棒料作为燃料烘烤烟叶，烘烤工艺曲线与煤炭作燃料基本吻合，燃烧性能满足烟叶烘烤需要，烤后烟叶的上等烟比例、下低等烟比例、橘色烟比例相当，原料成本低于煤炭。