生物質燃料烘烤應用研究

楊 杰 張家桐 楊麗平 張平 王朝軍 劉洪華

摘要? ? 本文對生物質燃料烘烤和燃煤烘烤的烤后煙葉經濟性狀、外觀質量、爐中烘烤用工數量及燃料消耗進行比較分析，旨在為生物質烘烤示范推廣提供參考依據。結果表明，與常規燃料烘烤相比，生物質顆粒燃料烘烤后煙葉經濟性狀表現較好，上等煙比例、均價較高，外觀質量整體較好。同時，生物質顆粒燃料烘烤用工、燃料消耗都比燃煤烘烤低。

關鍵詞? ? 生物質燃料烘烤;經濟性狀;外觀質量;爐中烘烤用工;燃料消耗

中圖分類號? ? S572? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）16-0189-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（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

煙葉生產中的烘烤環節是一個大量耗能的過程[1]，目前燃煤烘烤是主流，不僅消耗大量的能源，同時也會釋放大量粉塵、硫化物和碳氧化合物等污染空氣[2-4]。隨著社會的進步、科技以及烤煙產業的發展，人們對生活品質的要求越來越高，環保問題也越來越受到關注。因此，采用清潔能源烘烤，大力實施節能減排、減工降本、體質增效是煙草行業迫切需要解決的問題。生物質能是世界第四大能源，也是清潔的可再生資源[5-6]。生物質成型燃料，又稱生物質顆粒燃料，是將農林廢棄物作為原材料，經過粉碎、混合、擠壓等工藝，制成各種形狀的、可直接燃燒的一種新型清潔燃料[7]，生物質顆粒燃料的原料包括煙桿、麥稈、玉米秸稈、大豆秸稈、木屑、鋸末等[8]。近年來，對生物質顆粒燃料烘烤應用研究也較多。宋春宇等[9]研究發現，秸稈壓塊烘烤煙葉可降低烘烤用工成本，且外觀質量、常規化學成分與煤炭烘烤的煙葉無明顯區別。林? 偉等[10]研究表明，生物質燃料烘烤耗電比燃煤節省16.06元/烤，人工成本節省216元/爐，均價提高1.54元/kg，上中等煙比例提高3.01%。韋? 忠等[11]研究表明，生物質燃料烘烤人工成本可節省177.50～180.00元/爐，同時可提高烤后煙葉的均價、上等煙比例、中上等煙比例等指標，其煙葉化學成分含量適宜、比例協調，烤后煙葉的感官評吸質量相對較優。因此，生物質顆粒燃料烘烤可實現減工降本、提質增效。為探索施甸縣生物質燃料烘烤之路，筆者開展了生物質烘烤與常規燃煤烘烤比較試驗，旨在為生物質烘烤大面積推廣提供參考依據。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗概況

2017年7—10月，在施甸縣姚關鎮進行了代能源密集烘烤示范推廣試驗，在生物質烘烤示范區（生物質烘烤，富陽村大石橋烤房群，15座土建）和非示范區（常規烘烤，富陽村高頭園烤房群，5座土建）內分別選取了3戶煙農。

供試烤房為氣流下降式密集烤房;供試烤煙品種為云煙105，烤煙打頂后，選取植株長勢均勻一致的煙田，待煙葉正常成熟落黃后采收鮮煙葉進行烘烤;生物質顆粒燃料為本地生產的生物質顆粒燃料，配方主要是煙桿、菌苞，長30～40 mm、直徑8 mm，圓柱體，熱值14 644 kJ。

1.2? ? 試驗設計

試驗設常規燃煤烘烤（T0）和生物質顆粒燃料烘烤（T1）2個處理。T0選取1座標準氣流下降式密集烤房（裝煙室內長×寬×高為8 000 mm×2 700 mm×3 500 mm，可裝鮮煙4 500 kg以上）;T1選取3座與T0參數相同的烤房，使用生物質顆粒燃料進行烘烤，烘烤的煙葉部位、爐數與T0相同。各處理的煙葉采收時間和鮮煙葉素質盡量保持一致，烘烤工藝統一按“走六步闖三關”色形同步低濕烘烤三段式烘烤工藝執行，根據云煙105特性，靈活調控各關鍵溫度點的穩溫時間。

1.3? ? 測定項目與方法

1.3.1? ? 烤后煙葉經濟性狀。各處理烤后煙葉分別堆放保管，并根據烤煙42級國標（GB 2635—1992）對烤后煙葉進行分級，依據烤煙收購價格確定煙葉均價、上等煙比例及中上等煙比例。

1.3.2? ? 外觀質量。取各處理下部X2F（3～5葉位）、中部C3F（8～12葉位）和上部B2F（14～17葉位）等級煙樣各1.0 kg，評定外觀質量。

1.3.3? ? 烘烤用工。對各處理的爐中烘烤用工進行統計分析。1.4? ? 統計分析

試驗數據采用Excel 2010進行整理及統計分析。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 不同能源烤房烤后煙葉經濟性狀比較

對處理T1和T0涉及的烤后全部煙葉按國標42級進行了分級，統計分析結果見表1。可以得出，處理T1的上等煙比例、均價均比處理T0高，分別高出2.85個百分點、0.49元/kg，且處理T1的下低等煙比例與處理T0基本持平。由此可以得出，生物質顆粒燃料烘烤的烤后煙葉經濟性狀表現較好，上等煙比例、均價均較高。

2.2? ? 不同能源烤房烤后煙葉外觀質量比較

對處理T1、T0烤后煙葉的X2F、C3F、B2F的外觀質量進行了比較分析，從表2可以看出，處理T1、T0烤后煙葉在成熟度、身份、油分、色度上基本一致，而在X2F的顏色、C3F的結構存在差異。從整體來說，處理T1的烤后煙葉外觀質量要優于處理T0，尤其是X2F、C3F。

2.3? ? 不同能源烤房烤后煙葉評吸質量比較

對整個烘烤季節2群烤房的烘烤爐數、爐中烘烤用工、燃料消耗量進行了統計分析，結果見表3。可以看出，處理T1的爐內烘烤用工總數量125個，比處理T0多13個，但處理T1的每爐用工比較少，為1.6個左右，比處理T0（3.9個）減少2.3個，且平均燃料消耗量1 209.8 kg/爐，遠遠低于處理T0（1 755.1 kg/爐）。由此可見，處理T1（生物質燃料烘烤）不僅有效節約了用工數量，降低了勞動強度，而且能源平均消耗量較低。

3? ? 結論與討論

該試驗結果顯示，與常規燃料烘烤相比，生物質顆粒燃料烘烤的烤后煙葉經濟性狀表現較好，上等煙比例、均價較高，外觀質量整體較好，這可能是因為生物質烘烤的升溫、穩溫性能比較好，執行工藝比較精確到位。同時，生物質顆粒燃料每爐爐內烘烤用工、燃料消耗都比常規燃煤烘烤低，這可能是因為燃煤烘烤需要烘烤人員時常填煤加火，且所用的煤都是當地盛產的柴煤，發熱值較低，導致燃煤消耗量較高。

4? ? 參考文獻

[1] 曾憲立，王樸風，樊軍輝，等.聯合干燥模式在煙葉烘烤中的應用探討[J].河北農業科學，2010，14（12）：78-81.

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

[3] 李曉東，傅鋼，尤孝方，等.不同煤種燃燒生成多環芳烴的研究熱能動力工程[J].熱能動力工程，2003，18（3）：125-129.

[4] 張家征，徐天養，向成高，等.烤煙太陽能烤房與普通密集烤房的烘烤對比試驗[J].湖南農業科學，2011（18）：33-34.

[5] 閻季惠.新的可再生能源未來發展指南[M].北京：海洋出版社，1998.

[6] 袁振宏，吳創之，馬隆龍，等.生物質能利用原理與技術[M].北京：化學工業出版社，2005：51-56.

[7] 宋朝鵬，李常軍，楊超，等.生物質能在煙葉烘烤中的應用前景[J].河南農業科學，2008，12（12）：58-60.

[8] 楊時濤，徐冰，丁燦.生物質能源烘烤與煤炭烘烤對比試驗[J].現代農業科技，2017（3）：239-242.

[9] 宋春宇，張體高，朱晉熙，等.煙稈秸稈壓塊在煙葉烘烤中的應用研究初報[J].湖南農業科學，2016（3）：82-84.

[10] 林偉，王鵬，陳賢龍，等.智能生物顆粒燃料燃燒機在煙葉烘烤中的應用效果研究[J].中國農學通報，2016，32（25）：170-174.

[11] 韋忠，高華軍，范東升，等.生物質顆粒燃料烘烤煙葉的效果分析[J].南方農業學報，2017，48（12）：2228-2233.