生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果

張峰閣　施學明　瞿興

摘 要 通過對煙草烘烤所需的生物質壓塊燃料和燃煤燃料兩種燃料的性質、能耗和成本進行深入探究，發現在煙葉烘烤中采用生物質壓塊燃料，能提升煙草的品質和煙草企業的經濟效益，減小能源匱乏對企業發展帶來的影響。

關鍵詞 生物質壓塊燃料;燃煤燃料;煙葉烘烤效益

中圖分類號：TS44 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.21.093

傳統的煙草烘烤一般采用煤炭來進行，這樣不僅會破壞生態環境，還會讓珍貴的煤炭能源銳減，再加上煤炭的可燃性無法控制，導致煙草企業不能實現可持續發展。

生物質壓塊燃料是一種體積小、成本低、密度高、可燃性強、易于儲存和運輸、具有高揮發性的固體燃料，是一種清潔能源，廣泛運用于各個行業，如取暖、鍋爐、生物質發電廠和物質烘烤等，能代替很多珍貴的或燃燒性不穩定的燃料，如不可再生能源煤。生物質壓塊燃料能夠在燃燒中穩定控制，通過使用專門的燃燒設備，可以將其優勢充分發揮出來，為企業創造極大的經濟效益，對緩解當今國際能源危機與生態環境的污染形勢都起到極為重要的作用。

1 材料與方法

1.1 烘烤條件

將采收的煙草進行分配，用人工的方式將同種品質、同部位、同一成熟度的煙葉綁在竹竿上，并掛在相應的煙架上，然后在氣流上升式密集烤箱中進行烘烤。

1.2 烘烤材料

供試燃料以木屑為主原料，并在其中添加輔助化工原料，如秸稈、玉米、水稻和廢棄物等。用攪拌機對這些材料進行合理攪拌后，再用壓塊成型機對攪拌好的材料進行壓制，形成體積約為2 cm3的生物質壓塊燃料。

供試煙葉是當地主栽品種K326;供試煙田土壤肥沃，移栽期相同，采用大田生產管理規范，煙草田的長勢、長相相同。當煙田中的煙葉成熟時，選用成熟度一致的上部煙葉，進行相關試驗工作，并保證供試煙葉在同一天內采摘與加工，從而保證煙葉加工均勻。煙葉烘烤結束后，讓其自然回潮進行煙葉質量評價。

供試烤房內的設備滿足國家煙草標準的規定，其中供試烤箱選擇氣流上升式密集烤箱;燃燒爐選擇當今煙葉烘烤行業中比較先進的、能自動添加燃料的生物質顆粒燃燒機。

1.3 試驗方法

1.3.1 環境條件監測

烘烤技術以“三段式”烘烤工藝為基準，烤房的環境與溫濕度應有專門的人員進行檢測與記錄，并在烤房內的供熱墻上安裝傳感器，實時檢測烤房中的溫濕度，并借助計算機軟件根據數據制作圖表。

1.3.2 成本估算

詳細記錄煙草烘烤中所需要的燃料，包括燃料種類和使用量，并統計烤房燃料的使用數據，根據市場上燃料的價值來估算煙葉烘烤所需要的成本，估算時需要統計烤房用電量，并根據當地的用電價格來計算烤房的用電成本。

1.3.3 采樣

隨機抽取烤房中距離隔熱墻6 m處的三個棚進行煙草采樣，記錄煙葉的數量、烤房的總竿數及煙葉烘烤結束所需要的時間;同時記錄鮮煙、干煙的凈重，以此來計算煙草烘烤過程中所需要消耗的燃料。烘烤后的煙葉由專業人員按照GB 2635-1992《烤煙》對煙葉進行分級，并對煙葉的質量進行分析與統計，如青煙、青黃煙和雜色煙三種煙葉所占的比例[1]。

2 結果與分析

2.1 烤房溫度變化

深入研究使用生物質壓塊燃料與燃煤燃料的烤房內燃料種類對烤房溫度的影響，檢查烘烤中烤房溫度是否出現突發性升溫或降溫現象。結果表明，使用燃煤燃料，烤房內溫度會比生物質壓塊燃料低2～3 ℃，如果烤房內的燃料與空氣都十分充足，燃煤燃料烤房的溫度就會快速升溫，導致溫度不穩定，這是煙草烘烤中出現的常見問題。烘烤煙草時應充分了解所使用燃料的性質，因為不同燃料性質不同，所需要的燃料量與燃燒成本也不盡相同。如燃煤燃料烘烤要比生物質壓塊燃料烘烤節省半天左右的時間，但生物質壓塊燃料能保證煙草中某些物質得到充分轉化，從而提升煙葉的質量。

2.2 煙葉烘烤能耗及成本分析

燃燒能耗決定燃燒成本，將兩種燃料進行綜合對比，可以發現兩者的區別和優缺點。由表1可知，與燃煤燃料相比，每生產1 kg干煙，生物質壓塊燃料的燃料消耗量與煙草成本都相對較少，耗電量較高，但從整體分析還是生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中更節省能耗與成本。

2.3 烘烤后煙葉等級比例

綜合分析，使用生物質壓塊燃料的烤房比使用燃煤燃料的烤房煙葉整體質量要高，見表2。呈現這樣的效果主要是因為生物質壓塊燃料烤房在整體烘烤中溫度比較穩定，沒有溫度突然增高或降低的情況出現[2]。

3 結論與討論

煤炭作為一種不可再生能源，雖然燃燒性比較強，但在煙草烘烤中會產生大量二氧化硫。二氧化硫是一種無色的反應性氣體，不僅會破壞人體的呼吸系統功能，威脅到周圍施工人員與周邊居住人員的身心安全，還會污染大氣環境，因此并不適合在煙草企業長期使用。生物質壓塊燃料的主要生產原料為木屑，并添加各種可燃性物質，可以充分利用廢棄物，成本較低，具有清潔環保、燃燒溫度穩定可控、可燃性強等優點，可以為煙草行業帶來豐厚的經濟效益。使用生物質壓塊燃料不僅能節省燃料成本，提高煙草品質，還能緩解當今社會所面臨著能源危機和環境污染問題，實現可持續發展。

生物質壓塊燃料的熱值與燃燒效率比較高，在煙葉烘烤中用量較少，綜合來看比煤炭烘烤所使用的能耗與成本低。此外，生物質壓塊燃料的供熱比較穩定，使烤房中的溫濕度都處于較平穩狀態，得到的煙草質量較高[3]。

4 結語

生物質壓塊燃料烘烤煙葉時能合理管控烤房溫度，并具有成本低、可燃性強、清潔環保和保證煙草烘烤質量等優點，能為煙草企業帶來良好的經濟效益，并減少日常生產對環境的破壞。但燃料的添加需要一定的技術，必須保證工作人員對燃料全面了解，通過準確計算燃燒時長來添加燃料，這對于一些傳統煙草企業而言具有一定的挑戰性。

參考文獻：

[1] 倪克平，甄煥菊.生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果[J].農業開發與裝備，2015（11）：63，80.

[2] 譚方利，樊士軍，董艷輝，等.生物質壓塊燃料及煤炭燃料在煙葉烘烤中的應用效果對比研究[J].現代農業科技，2014（10）：201.

[3] 茍文濤，王曉劍，鐘俊周，等.不同配方生物質燃料物理特性與燃燒特性研究[J].安徽農業科學，2018（24）：177-181.

（責任編輯：劉昀）