煙葉新能源烤房與傳統(tǒng)烘烤工藝對比

李 源， 高冬冬

(畢節(jié)市煙草公司納雍分公司， 貴州 納雍 565100)

20世紀60年代，我國開始使用并改造密集烤房，密集烤房相對于普通烤房有烤房容量大、裝煙密度大、省工節(jié)能、煙葉變黃、干燥均勻、烘烤時間較短、烤后煙葉黃片率高、煙葉烘烤經濟性狀更好等優(yōu)點[1]?，F(xiàn)在烤房配有溫濕度自控系統(tǒng)輔助烘烤設備，操作方便，容易掌握，烘烤工作強度明顯降低。燃煤型密集烤房是我國烘烤煙葉的專用設備，密集烤房分氣流上升式和氣流下降式，2種密集烤房氣流方向不同，但許多操作流程相同。但燃煤型密集烤房尾氣污染物排放量大，煤炭燃燒有滯后效應而且燃燒速度較快，為避免煤炭不足導致煙葉烤壞，烘烤人員在烘烤季節(jié)需要長期熬夜，增加了烘烤投入成本。

我國環(huán)境污染問題凸顯，煤炭資源也過度開采[2]，因此，尋找一種新型能源取代煤炭作為燃料進行煙葉烘烤勢在必行。與煤炭相比，生物質顆粒是一種在常溫條件下利用壓輥和環(huán)模對粉碎后的生物質秸稈、林業(yè)廢棄物等原料進行冷態(tài)致密成型加工的可再生能源，原料的密度一般為0.1～0.13 t/m3，成型后的顆粒密度1.1～1.3 t/m3，方便儲存、運輸，而且大大改善了生物質的燃燒性能。我國是烤煙生產大國，又是能源匱乏的國家，但我國的生物質能源儲備十分豐富，因此調整能源結構，利用生物質顆粒能源是必然選擇。生物質顆粒能源的開發(fā)利用不僅有利于降低烤煙生產投入，增加煙農收入，而且響應國家倡導的走可持續(xù)發(fā)展道路政策，對降低環(huán)境污染，為低碳環(huán)保的現(xiàn)代煙草農業(yè)建設提供保障。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及設備

試驗于2020年6—10月在貴州省納雍縣3個煙葉站寨樂、龍場、百興3個煙葉站，碓叉、新街、梁子、江大、沙包、龍場、維新、曙光8個收購點進行。生物質烤房和傳統(tǒng)烤房的建造要求、建造材料和建造參數(shù)等基本一致。烘烤技術均采用智能型密集烤房控制器設定的“三段式”烘烤工藝，燃料分別為生物質顆粒和燃煤。

1.2 供試品種

試驗品種為畢納一號，選取統(tǒng)一管理、煙葉成熟落黃一致、鮮煙葉素質相同的上、中、下3個部位的煙葉分別進行烘烤試驗。

1.3 試驗設計

試驗設置3個處理：T1，煤炭為燃料(傳統(tǒng)烤房)；T2，生物質顆粒為燃料(內置式)；T3，生物質顆粒為燃料(外置式)。同一部位煙葉于同一時間采收，采煙當天完成編煙上炕，降低因天氣因素產生的試驗差異。烘烤前檢查烘烤設備是否存在問題，排除故障，保證對比試驗外部影響因素基本相同。

2 結果與分析

2.1 不同方式烘烤成本

由表1可知，燃煤烘烤平均每炕用煤890 kg，成本1 078元，外置式生物質烤房，平均每炕用生物質1 090 kg，成本970.1元，內置式生物質烤房，平均每炕用生物質942 kg，成本838.4元，每炕煙葉外置式生物質烤房比燃煤烤房節(jié)約成本107.9元，每炕煙葉內置式生物質烤房比燃煤烤房節(jié)約成本239.6元。由表2可知，煙農自烤燃煤烤房每炕用1.62個工，生物質烤房每炕用0.9個工，生物質烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約用工成本73.6元。專業(yè)化烘烤燃煤烤房每炕用1.68個工，生物質烤房每炕用0.92個工，生物質烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約用工成本77.6元。說明，外置式生物質烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約成本181.5～185.5元，內置式生物質烤房每炕煙葉比燃煤烤房可節(jié)約成本313.2～317.2元。

表1 不同烘烤方式的燃料成本

表2 煙農自烤和專業(yè)化烘烤的用工成本

2.2 烘烤工藝的執(zhí)行過程比對

2.2.1 溫濕度控制精準度 生物質烤房溫度控制更加精準。生物質烤房控制儀可根據設置的目標值調整燃燒檔位，確保目標值與實際值基本一致，偏差不超過1℃，而燃煤烤房由于受添煤量和燒火技術的影響，溫度偏差3℃左右，由于煤炭燃燒具有滯后性，不少農戶添火時甚至降溫5～6℃，影響烤后煙葉質量。

2.2.2 設備故障頻次(穩(wěn)定性) 生物質烤房的燃燒機相關零件存在易壞風險，燃煤烤房相對風險低，并且生物質燃燒機易壞頻率較高。

2.2.3 烘烤人員的工作強度 生物質燃料的燃燒性比較持久，基本每晚上僅需2次，烘烤人員可以得到充分的休息。

3 小結

試驗所用烤房均為智能型密集烤房，節(jié)省電，節(jié)省燃料；智能化控制，實現(xiàn)了烤房內部溫濕度的精確自動控制；除人工加料外，烘烤過程自動控制，節(jié)約人力；溫差波動范圍小，烤房內溫濕度均勻，設備性能穩(wěn)定，烘烤品質穩(wěn)定。使用智能型密集烤房，減少了因烤房本身性能優(yōu)劣對試驗的影響，有利于得到更加準確、可靠的試驗數(shù)據。通過對生物質顆粒燃料密集烤房和燃煤型密集烤房在烘烤成本、烘烤工藝的執(zhí)行過程對比發(fā)現(xiàn)，生物質顆粒燃料密集烤房能夠減少用工成本，充分發(fā)揮生物質顆粒燃料燃燒機的優(yōu)勢，極大地減少加料次數(shù)和降低工作強度。由于煤炭燃燒具有滯后性，對烘烤加料人員技術經驗要求較高，而生物質顆粒燃料密集烤房在烘烤過程中管理簡單，燃燒機自動送料，實現(xiàn)了自動控制，省工省時；生物質顆粒燃料密集烤房改造簡單，僅在原有密集烤房上增加生物質顆粒燃料燃燒機即可，投資少，降低了生產成本。同時，生物質顆粒原材料就地取材，將秸稈(煙稈、玉米稈)、廢棄木材、樹皮等材料廢物利用，農戶可將自家干秸稈賣給廠家，不僅實現(xiàn)了廢物利用，而且農戶還可以增加部分收入。

由于目前生物質燃料的大面積推廣，導致生物質燃燒機及生物質供應批次質量不穩(wěn)定，并且在燃料供給方面有時不能及時到位，容易導致煙葉烘烤出現(xiàn)問題。因此，商家可以考慮準備燃燒機易損件的備用件，確保損壞部件及時更換；確保每點有2～3臺備用燃燒機，以便不能換部件時及時換機，以減少烘烤損失；廠家服務人員應及時到推廣點進行維修服務，確保損壞部件及時維修，不影響烘烤。由于設備損壞不能提供更換又不能維修造成烘烤損失的應由設備廠家進行賠償。