生物質(zhì)顆粒燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用

高福宏，陶 瓊，溫麗娜，歐陽(yáng)進(jìn)，鄭鳳萍，徐 云*

（1.云南省煙草公司昆明市公司，云南 昆明 650021；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南 昆明 650205；3.農(nóng)業(yè)部云南煙草生物學(xué)與加工科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，云南 昆明 650205）

中國(guó)在煙葉烘烤過(guò)程中，長(zhǎng)期以來(lái)一直采用煤炭[1]，烤煙烘烤成本居高不下，生物質(zhì)顆粒燃料作為烘烤替代能源近年來(lái)得到了廣泛的推廣應(yīng)用[2]。生物質(zhì)燃料具有熱值高、灰分低、燃燒后不易結(jié)渣、易運(yùn)輸保存、可滿足煙葉烘烤工藝要求等優(yōu)點(diǎn)[3]，形成了應(yīng)用于煙葉烘烤的一個(gè)發(fā)展方向[4]，筆者通過(guò)在昆明市祿勸縣撒營(yíng)盤鎮(zhèn)開(kāi)展的不同燃料（煤炭、木柴、生物質(zhì)顆粒）、不同類型烤房（密集型烤房、農(nóng)村土烤房）的烘烤對(duì)比試驗(yàn)，分析比較不同類型烤房及烘烤方法的優(yōu)勢(shì)與不足，為生物質(zhì)顆粒燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

生物質(zhì)燃料由煙桿與木屑按7∶3混合后由當(dāng)?shù)責(zé)煵輰I(yè)合作社加工制成直徑為0.8～1.0 cm，長(zhǎng)度為4～5 cm的實(shí)心圓柱形顆粒，煤炭和木柴均為當(dāng)?shù)責(zé)熮r(nóng)常用的煤炭和樹(shù)木莖干木材。

供試的密集烤房位于祿勸縣撒營(yíng)盤鄉(xiāng)的密集烤房群，烤房設(shè)施設(shè)備符合《密集烤房技術(shù)規(guī)范（試行）修訂版》的要求，農(nóng)村土烤房為農(nóng)戶自建，且多年來(lái)一直用于煙葉烘烤。

供試的新鮮煙葉品種為云煙87，鮮煙素質(zhì)基本一致，同一田塊，施肥水平一致，同一部位，成熟度基本一致，采用中部煙葉與上部煙葉進(jìn)行烘烤對(duì)比。

烘烤設(shè)備為新型生物質(zhì)燃燒機(jī)，由云南名澤農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)設(shè)常規(guī)煤炭烘烤、農(nóng)村常用木柴烘烤和生物質(zhì)顆粒燃料烘烤3個(gè)處理，共使用密集型烤房6座，農(nóng)村土烤房6座，每座烤房均按相同數(shù)量及成熟度的煙葉裝煙進(jìn)行對(duì)比烘烤，烘烤結(jié)束后，每房煙隨機(jī)取20桿初烤煙葉由分級(jí)師參照GB2635-92《烤煙》[5]評(píng)定烤煙等級(jí)及稱重，產(chǎn)值按照云南省煙葉各等級(jí)收購(gòu)價(jià)格進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 中部煙葉烘烤特性分析

2種類型烘烤方式對(duì)比烘烤中部煙葉結(jié)果如表1所示，使用密集型烤房，以木柴為燃料烘烤的上等煙比例為66.67%，煙葉均價(jià)為27.16元·kg-1，以生物質(zhì)燃料烘烤的上等煙比例為81.54%，煙葉均價(jià)為29.51元·kg-1，生物質(zhì)燃料烘烤的上等煙比例提高14.87個(gè)百分點(diǎn)，煙葉均價(jià)提高3.35元·kg-1。生物質(zhì)顆粒燃料烘烤的C2F（中桔2）明顯高于木柴烘烤。

使用農(nóng)村土烤房，以木柴為燃料烘烤的上等煙比例為71.50%，煙葉均價(jià)為27.22元·kg-1，以生物質(zhì)顆粒燃料烘烤的上等煙比例為84.34%，煙葉均價(jià)為31.86元·kg-1，生物質(zhì)燃料烘烤的上等煙比例提高12.84個(gè)百分點(diǎn)，煙葉均價(jià)提高4.64元·kg-1。

從不同類型烤房來(lái)看，無(wú)論使用木柴還是生物質(zhì)顆粒燃料，農(nóng)村土烤房的上等煙比例略高，這可能是由于土烤房體積小，裝煙量少，工藝溫度控制更精準(zhǔn)。

2.2 上部煙葉烘烤特性分析

與中部煙相同的考察方法，2種類型烤房烘烤方式對(duì)比烘烤上部煙葉結(jié)果如表2所示，使用密集型烤房，以煤炭為燃料烘烤的上等煙比例分別為58.78%和25.17%，平均為41.97%，煙葉均價(jià)分別為22.0元·kg-1和17.99元·kg-1，平均為18.99元·kg-1，以生物質(zhì)燃料烘烤的上等煙比例分別為67.12%和39.04%，平均為53.08%，煙葉均價(jià)分別23.33元·kg-1和19.54元·kg-1，平均為21.43元·kg-1，生物質(zhì)燃料烘烤的上等煙比例提高11.11個(gè)百分點(diǎn)，煙葉均價(jià)提高2.44元·kg-1。

表2 不同烘烤方式上部煙葉經(jīng)濟(jì)性狀比較

使用農(nóng)村土烤房，以煤炭為燃料烘烤的上等煙比例分別為29.91%和28.16%，平均為29.03%，煙葉均價(jià)分別為18.09元·kg-1和16.15元·kg-1，平均為17.12元·kg-1，以生物質(zhì)顆粒燃料烘烤的上等煙比例分別為50.48%和33.05%，平均為41.76%，煙葉均價(jià)分別23.22元·kg-1和16.23元·kg-1，平均為19.73元·kg-1，生物質(zhì)燃料烘烤的上等煙比例提高12.73個(gè)百分點(diǎn)，煙葉均價(jià)提高2.61元·kg-1。

從不同類型烤房來(lái)看，無(wú)論使用煤炭還是生物質(zhì)顆粒燃料，均以密集型烤房的上等煙比例較高，這可能是由于密集型烤房控制系統(tǒng)完善，燃料燃燒比土烤房更充分。

3 討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，從不同燃料類型來(lái)看，將相同品種、相同部位、相同成熟度的煙葉分別在密集型烤房及農(nóng)村土烤房進(jìn)行對(duì)比烘烤，都以生物質(zhì)顆粒燃料烤出的煙葉外觀品質(zhì)更好，上等煙比例更高，煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收益更好；從不同烤房類型烘烤對(duì)比來(lái)看，使用相同的燃料（煤炭、木柴或生物質(zhì)顆粒），密集型烤房烘烤出的煙葉外觀品質(zhì)及其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益普遍優(yōu)于農(nóng)村土烤房。

煙葉烤后的外觀品質(zhì)，密集型烤房以生物質(zhì)顆粒為燃料烤房的上等煙比例較以煤炭或木柴為燃料的上等煙比例高11.11～14.87個(gè)百分點(diǎn)，煙葉均價(jià)高2.44～3.35元·kg-1；農(nóng)村土烤房生物質(zhì)顆粒為燃料烘烤的上等煙比例較以煤炭或木柴為燃料的上等煙比例高12.73～12.84個(gè)百分點(diǎn)，煙葉產(chǎn)值高2.44～4.64元·kg-1。

在試驗(yàn)烘烤過(guò)程中，由于對(duì)比試驗(yàn)采收的煙葉品種、烤煙部位、烤房類型、烘烤燃料、烘烤人員慣用的烘烤習(xí)慣等存在一定差異，因此各座烤房的烘烤數(shù)據(jù)有一定的差異，但生物質(zhì)顆粒燃料烘烤煙草中部煙葉和上部煙葉的總體趨勢(shì)較好，生物質(zhì)顆粒燃料在煙葉烘烤中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。

生物質(zhì)能源作為一種可再生、環(huán)境友好型的清潔能源，近年來(lái)在煙葉烘烤中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得到了人們的認(rèn)可[6]，將成為煙葉烘烤替代煤炭能源的重要途徑之一，但如何降低生物質(zhì)能源烘烤消耗量大、進(jìn)一步提升熱能利用率又成為了今后烤煙烘烤中亟待解決的問(wèn)題[7]。