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电热泵烤房与普通密集烤房烤烟烘烤对比试验

2020-05-28资静云杨敏婕高海芬

现代农业科技 2020年9期
关键词:对比试验烤烟

资静云 杨敏婕 高海芬

摘要    针对普通燃煤密集烤房烘烤调制环节存在效率低、劳动强度大、煤耗高、烘烤后的烟叶质量不稳定等问题,开展了电热泵烤房与普通燃煤密集烤房的烘烤对比试验。结果表明,与普通燃煤密集烤房相比,电热泵烤房省工、省时,烘烤后的烟叶无附着物和异味,烟叶品质、品相提升较大,烘烤成本低,节本增效显著,具有较好的推广前景。

关键词    电热泵烤房;普通密集烤房;烤烟;对比试验

中图分类号    S572;TS44        文献标识码    A

文章编号   1007-5739(2020)09-0224-01                                                                                     开放科学(资源服务)标识码(OSID)

烟草产业一直以来是云南省经济发展的支柱产业,烟叶的烘烤是决定品质、产量和可用性的一个重要环节,直接影响烟农的经济收入、卷烟工业产品质量和经济效益。从2005年以来,推广使用的烤房基本定型为卧式密集烤房,燃料主要以烟煤为主。烟叶烘烤是一个大量消耗热能的过程,密集烤房在减轻劳动强度、降低烟叶烘烤成本、提高烘烤质量等方面有一定成效[1-3]。目前,烘烤1 kg干烟平均耗煤(23 022.19 kJ/kg)量为1.5~2.0 kg,热能利用率低、能量浪费大。随着烤房群建设规模扩大,烘烤燃烧导致污染日益严重。

近年来,由于对生态环境保护重视程度的加大,对新能源烘烤烟叶的研究步伐正在加快,许多专家和科技工作者从烘烤设备、新能源利用等方面对提高热能利用率做了许多探索研究,将生物质燃料、清洁能源电热泵、天然气、电磁烤房等应用到烟叶烘烤方面,研究出了许多烤烟烘烤设施设备[4-6]。为了保护抚仙湖、降低烤烟烘烤排放污染,澄江县在抚仙湖径流区种植烤烟,在烘烤环节引进清洁能源电热泵烤房烘烤烟叶进行探索研究。现将试验内容总结如下。

1    材料和方法

1.1    试验材料

烤烟试验烘烤品种为K326,是“2260”项目,按照绿色生态有机烟叶栽培技术种植,适时成熟采收。

热泵烤房机组型号:RF45D-DF,2组7HP高温热泵机组。外形尺寸1 500 mm×800 mm×1 560 mm,加热间设置排湿窗。对照烤房为普通密集烤房,规格为8.0 m×2.7 m×3.5 m,下降式气流,装烟室容量为4 000 kg鲜烟叶,燃料为煤炭(21 766.43~23 022.19 kJ/kg)。

1.2    试验方法

2018—2019年于云南省澄江县龙街街道热泵烤房群以普通密集烤房为对照(CK),与电热泵烤房分别装烤同一品种、生长正常、部位与成熟度相同的鲜烟叶进行烘烤。烘烤过程中记录烤房内外温度、风速、烘烤时间等。烘烤后烟叶分级称量,记录上等烟比例及均价,下二棚、腰叶、上二棚等部位分别取样2 kg混合进行化验分析。

2    结果与分析

2.1    烘烤温度

由表1可知,电热泵烤房在烟叶变黄、定色、干筋期的纵向温度分别为3.9、4.6、1.7 ℃,较密集烤房(CK)同时期的温度偏低,并且纵向平均温度降低1.9 ℃。说明电热泵烤房升温灵敏、升温速度快、排湿顺畅,能满足烘烤不同阶段温度和湿度的需要,为整个烤房烟叶变黄提供强有力保障。

2.2    烟叶初烤质量及成本

由表2可知,电热泵烤房与密集烤房(CK)相比,烘烤后的上等烟比例较高,中等烟比例低;均价增加1.5元/kg;用工量明显减少,电热泵烤房较普通烤房(CK)每炉减少56.8%的用工量;总成本下降了1.15元/kg。电热泵烤房的烤烟鲜干比低,说明电热泵烤房烘烤出的烟叶内在化学物质消耗比较少,单位重量鲜烟叶烤出的干烟叶比较多。

2.3    初烤烟叶内在质量分析

由表3可知,2种烤房烤出的烟叶主要化学成分差异不大。相比之下,电热泵烤房烤出的烟叶淀粉、蛋白质低于密集烤房(CK)。密集烤房烘烤出的烟叶淀粉含量较高,影响烟叶的香气和吸味,并且每炉烟叶会损失一定量的挥发性致香物质。但是,使用电热泵烤房烘烤出的烟叶,淀粉含量降低,总糖、还原糖高于对照,说明烟叶在烘烤过程中内在物质转化的更彻底;施木克值、糖碱比更加协调,烟叶内在质量更好;各项化学指标协调,挥发性致香物质显著增加,提高了烟叶的工业可用性。

2.4    環境效益分析

电热泵烤房设备具有高能效、绿色环保、零排放等优点,以热泵作为主要热源能大幅降低烘烤成本。与密集烤房用600 kg烟煤烘烤出400 kg干烟叶对比,清洁化电能烘烤每炉减少CO2排放量967~1 396 kg、SO2排放量29~42 kg,NOX排放量14~21 kg、粉尘排放量263~380 kg。

3    结论与讨论

电热泵烤房采用全自动控制,不需定时加燃料和除渣,降低烘烤劳动力成本,减少工作量,解放烟农生产力。电热泵烤房用工量为1.11个/炉,较密集烤房减少1.44个/炉,烘烤1 kg烟叶成本1.70元,较密集烤房减少1.15元。使用煤、生物质、天然气和电作为能源中,电热泵的成本最低。

电热泵烤房烘烤出的烟叶灰分、杂味很少,烟叶品质好,在烘烤供热过程中温度是恒温的,在烟叶烘烤过程中温湿度波动小。在试验中较密集烤房降低了K326杂色烟、挂灰烟比例。电热泵烤房的使用具有很好的社会效益和经济效益,但因为其一次性投入成本较高,推广有一定的难度。随着地方政府主导、烟草企业主推、争取电力等企业支持,整合各方面资源,降低电热泵烤房设施设备的成本,电热泵烤房今后具有较好的推广前景。总而言之,电热泵烤房能够有效提高烟叶烘烤质量,该技术的推广与应用,能够实现烟草提质增香、节本增效、节能减排、保护环境,将促进烟叶生产由传统的组织管理方式向现代化农业生产方式转变。

4    参考文献

[1] 吕芬,王丽萍,肖志文,等.烤烟不同烤房对比试验[J].云南农业科技,2006(2):25-27.

[2] 陈颐,王亚辉,孙书斌,等.电热密集烤箱烘烤烟叶主变黄时间容差研究[J].云南烟草科学,2018(12):35-47.

[3] 康云海,田春燕.云南发展智能化电烤房的成本与效益分析[J].云南烟草科学,2018(12):48-53.

[4] 王建安.清洁能源智能供热对烤烟烘烤效果的研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2018.

[5] 杨和平.新能源烤烟烘烤技术研究通过成果鉴定[N].攀枝花日报,2014-03-20(001).

[6] 张雨薇,易镇邪,周清明.不同密集烤房对烤烟烘烤能耗成本与上部叶品质的影响[J].甘肃农业大学学报,2019,54(5):112-120.

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