葛 川，魏光华，张瑞亚，吴晶晶，郭 进，马留军，崔庆伟，曹廷茂

（1.浙江中烟工业有限责任公司，浙江杭州310004；2.河南农业大学烟草学院，河南郑州450002；3.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州毕节551700）

烟叶烘烤是决定烟叶的工业可用性的一个关键过程，烤房是烟叶烘烤的专用设备，我国烟叶烘烤普遍采用燃煤密集烤房[1]，但是其烘烤烟叶需要消耗大量煤，煤燃烧所产生的SO2等有毒气体会对周围环境造成污染，同时对人类健康不利，且烘烤成本高、煤的燃烧效率低[2]。目前，烟叶烘烤使用较多的新能源有甲醇燃料、生物质燃料、热泵等[3-4]，对新能源烤房的研究主要集中在烘烤成本、烤房能耗等方面[5-7]。热泵是近年来出现并运用较多的制热设备，以其环保的制热方式及高效的制热能力，开烤时设置烘烤工艺曲线的几个关键温度点就能稳定和高效地烘烤烟叶，与燃煤烤房相比，省去了烘烤过程中很多频繁的人工操作，因此，已经得到了业界的普遍认可，在实际烟叶烘烤过程中得到推广应用[8-9]。王娓娓等[10-11]研究得出，热泵烤房对烤烟品种中烟100 烘烤效果好，节能环保。

本试验以云烟87 中部叶为材料，以2 种热泵烤房（电能密闭式烤房、电能排湿烤房）为对象，以燃煤密集烤房为对照，分析比较了3 种烤房的烘烤成本、烤后烟叶外观质量、经济性状等方面的差异，以期为推广应用热泵烤房提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为同一地块的云烟87 适熟中部叶。

1.2 试验地概况

试验于2018 年8 月在云南省大理州祥云县文银种植农民专业合作社进行。前茬作物为水稻，土壤肥力中等，行株距1.2 m×0.5 m，按照当地优质烟叶生产技术规范进行栽培管理。

1.3 试验方法

烟叶烘干设置3 个处理：T1.电能密闭式烤房；T2.电能排湿烤房；CK.燃煤烤房。通过烟夹装烟，每个处理3 次重复，即每个处理3 间烤房。试验所用烤房均为气流上升式三层密集烤房，3 种烤房的装烟室规格相同，长、宽、高均分别为8.0，2.5，3.5 m。每个烤房装10 夹标记的鲜烟，在上层、中层中间位置各放3 夹烟，下层中间位置放4 夹烟。风机低速功率1.5 kW，高速功率2.2 kW，烘烤过程中前期低风速运转，中后期高风速运转，末期低风速运转。按密集烤房装烟技术要求进行装炕，按三段式烘烤工艺进行烘烤。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 烘烤成本统计 烘烤历时、总装烟夹数、总干烟质量、耗电/煤量、电/煤费是在文银种植合作社实时记录的，并计算出干烟成本，用电子秤称量鲜烟叶和烤后叶的质量，并计算出鲜干比。

1.4.2 烤后烟叶外观质量和化学成分 外观质量按照王卫康[12]的方法进行测定；化学成分采用连续流动分析法测定。

1.4.3 烤后烟叶分级 按42 级烤烟国家标准进行分级[12]，并计算分级烟叶的上等烟比例、中上等烟比例、橘色烟比例、青筋烟率、杂色烟率、均价和产值。

1.5 数据分析

用Microsoft Excel 2010 软件进行数据统计，用SPSS 22.0 统计软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同类型烤房的烘烤成本

由表1 可知，总烘烤时间：CK＞T1＞T2，说明与燃煤烤房相比，电能烤房能减少烘烤时间，且总体上电能密闭式烤房的效果最明显；电能密闭式烤房比电能排湿烤房的耗电量少；烘烤总费用：CK＞T2＞T1，说明与燃煤烤房相比，电能烤房能明显节省烘烤费用，尤其是电能密闭式烤房；干烟成本：CK＞T2＞T1，说明与燃煤烤房相比，电能烤房能降低烘烤成本，尤其是电能密闭式烤房。由此可得出，电能烤房能明显减少烘烤用时，节省烘烤费用，降低烘烤成本。

表1 中部叶烘烤成本统计

2.2 不同类型烤房烤后烟叶的外观质量

由表2 可知，电能密闭式烤房（T1）的叶片油分和色度的得分均显著高于燃煤烤房（CK），电能排湿烤房（T2）的叶片结构得分显著高于燃煤烤房（CK），3 种烤房的烤后叶片颜色、身份和成熟度均无显著性差异；电能密闭式烤房和电能排湿烤房烤后烟叶的青筋率和杂色率都低于燃煤烤房，即电能烤房的烤坏烟所占比例小于燃煤烤房，且电能密闭式烤房的烤坏烟率最低。由此可得出，不同类型烤房烤后烟叶综合外观质量表现为：电能密闭式烤房（T1）优于电能排湿烤房（T2），且电能排湿烤房（T2）优于燃煤烤房（CK）。

表2 不同类型烤房烤后烟叶的外观质量

2.3 不同类型烤房烤后烟叶的化学成分

由表3 可知，不同能源烤房烤后烟叶化学成分含量为：总糖含量T2＞T1＞CK，且T2 与CK 间存在显著性差异，T1 与T2、CK 间差异均不显著，说明电能烤房烤后烟叶总糖含量均明显高于燃煤烤房，电能排湿烤房显著高于燃煤烤房；还原糖含量T1＞T2＞CK，且3 个处理间均存在显著性差异，说明电能烤房烤后烟叶还原糖含量均明显高于燃煤烤房，尤其是电能密闭式烤房；总氮含量CK＞T1＞T2，且3 个处理间均存在显著性差异，说明电能烤房烤后烟叶总氮含量均明显低于燃煤烤房，尤其是电能排湿烤房；烟碱含量CK＞T2＞T1，且3 个处理间均不存在显著性差异，说明与燃煤烤房相比，电能密闭式烤房和电能排湿烤房烤后烟叶烟碱含量变化不明显；蛋白质含量CK＞T1＞T2，且电能密闭式烤房和电能排湿烤房烤后烟叶蛋白质含量均显著低于燃煤烤房，2 种电能烤房间差异不显著；钾含量T2＞T1＞CK，且电能密闭式烤房和电能排湿烤房烤后烟叶钾含量均明显高于燃煤烤房，2 种电能烤房之间差异不显著；氯含量CK＞T1＞T2，电能密闭式烤房和电能排湿烤房烤后烟叶氯含量均明显低于燃煤烤房，2 种电能烤房之间差异不显著。由此可以得出，电能密闭式烤房和电能排湿烤房的烤后烟叶化学成分协调性均明显优于燃煤烤房。

表3 不同类型烤房烤后烟叶化学成分 %

2.4 不同类型烤房烤后烟叶的经济性状指标

从表4 可以看出，电能密闭式烤房和电能排湿烤房的上等烟、中上等烟和橘色烟比例以及均价和产值都高于燃煤烤房；其中，电能排湿烤房（T2）的上等烟和中上等烟比例均显著高于燃煤烤房；3 种烤房的烤后烟叶橘色烟比例和产值均存在显著性差异，且都是电能密闭式烤房（T1）的最高，燃煤烤房（CK）的最低；2 种电能烤房（T1 和T2）与燃煤烤房（CK）烤后烟叶均价存在显著性差异，2 种电能烤房之间差异不显著。由此可以得出，电能烤房的烤后烟叶经济性状明显优于燃煤烤房。

表4 不同类型烤房烤后烟叶经济性状指标

3 结论与讨论

与燃煤烤房相比，电能烤房烤后烟叶的优等烟比例较高，烤坏烟比例少，尤其是电能密闭式烤房；电能烤房的化学成分协调性较好，经济效益和烘烤成本等指标均优于燃煤烤房，这与徐成龙等[13]的研究结果一致。由于燃煤烤房在升温阶段，添加的煤在短时间内燃烧慢，从而会造成升温速度较慢；烤房在稳温阶段，正在燃烧的煤所释放的热量难以及时得到控制，会对烟叶烘烤产生不利影响；而电能烤房在烘烤过程中无需人工加煤等环节，通过简单的操作就可以控制供热，升温及时，稳温阶段较稳定，能在一定程度上提升烤后烟叶质量。电能烤房恒温恒湿、升温排湿控制精准，烤后烟叶品质较好，且烘烤总时间较短，烤青烟和杂色烟率较低。从烤房能耗情况来看，燃煤烤房单炕能耗总费用最高，其次是电能排湿烤房，电能密闭式烤房的最低，即电能烤房能降低能耗，尤其是电能密闭式烤房。由于煤是不可再生资源，且在燃烧后会产生SO2、CO等对环境造成污染的气体，因此，在环保且高效的条件下，热泵烤房对烟叶的烘烤效果较好[14]。外观质量是评价烟叶可用性的重要指标之一，从以上结果可知，电能烤房烤后烟叶成熟度、身份、结构等均优于燃煤烤房。电能烤房通过利用电能，以冷凝除湿系统排湿，避免燃料燃烧后污染环境的同时又提高了电能利用效率。随着科学技术的发展，电能烤房的建造成本必将降低，其能量利用效率以及节能减排效果将进一步提高，从而有利于优化烤后烟叶品质[15]。