湯若云，段美珍

（1.湖南省煙草專賣局（公司）質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南省煙草公司長(zhǎng)沙市分公司寧鄉(xiāng)縣公司，湖南 寧鄉(xiāng) 410600）

近年來(lái)，密集烤房在國(guó)內(nèi)煙區(qū)迅速推廣并逐漸替代普通烤房成為煙葉烘烤的主要設(shè)備。密集式烤房以裝煙密度大、烤房容量大為主要特點(diǎn)，采取強(qiáng)制通風(fēng)和熱風(fēng)循環(huán)方式供熱排濕，烘烤過(guò)程實(shí)現(xiàn)溫濕度自動(dòng)控制，相對(duì)普通烤房具有很大的優(yōu)勢(shì)[1-3]。隨著國(guó)煙辦418號(hào)文件的出臺(tái)，密集式烤房的發(fā)展和推廣已經(jīng)走向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。特別是密集烤房群和烘烤工廠的建立，促進(jìn)了煙葉生產(chǎn)的適度規(guī)?；?，引領(lǐng)了現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的建設(shè)發(fā)展。

但是，現(xiàn)有的燃煤烤房有幾個(gè)重要的缺陷。首先，燃煤烤房帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。據(jù)測(cè)算一個(gè)20座規(guī)模的烤房群，整個(gè)烘烤季節(jié)排放煙塵約4~5 t，CO2約 160~220 t[4]，產(chǎn)生的 SO2約 3.4~5.6 t，NOX約1.6~2.8 t[5]。其次，烘烤是一項(xiàng)有技術(shù)含量的工作。在烘烤中煤的燃燒有滯后效應(yīng)，需要提早控制加煤量來(lái)控制溫度，需要較好的燒火技術(shù)，而煙農(nóng)一般文化程度較低，掌握技術(shù)需要一個(gè)過(guò)程。第三，烘烤是一個(gè)需要體力的工作，在烘烤中需要煙農(nóng)付出較多的工時(shí)。為能夠較好地解決這些問(wèn)題，已經(jīng)有不少電熱式烤房投入使用[6-8]。該研究引進(jìn)了一套電能為加熱能源、納米陶瓷管發(fā)熱的密集式烤房，與已經(jīng)投入使用的其他燃煤式密集烤房一同進(jìn)行烘烤測(cè)試。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法

1.1 供試烤房

1.1.1 散煤烤房 江蘇科地現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)的氣流上升式密集烤房，采用金屬爐膛供熱，燃燒采用散煤燃燒，強(qiáng)制通風(fēng)排濕，烘烤能力1.2~1.33 hm2。

1.1.2 型煤烤房 隧道式型煤爐膛大型氣流上升式密集烤房，采用非金屬爐膛，一次性加煤，供熱采用型煤燃燒，強(qiáng)制通風(fēng)排濕，烘烤能力1.2~1.33 hm2，生產(chǎn)廠家為湖南長(zhǎng)沙鑫迪科技有限公司。

1.1.3 電熱烤房 電能供熱氣流下降式密集烤房，采用納米陶瓷發(fā)熱新技術(shù)，烤房采用冷凝排濕系統(tǒng)，烘烤能力1.2~1.33 hm2，生產(chǎn)廠家為湖南郴州金源節(jié)能技術(shù)開發(fā)有限公司。

以上3種爐型均按照國(guó)煙辦419號(hào)文件標(biāo)準(zhǔn)，裝煙室均采用8 m×2.7 m×3.5 m內(nèi)空規(guī)格，裝煙梁統(tǒng)一采用方鋼角鐵材料，三層掛煙架，間距從底層起，各層間距分布統(tǒng)一為 1.3、0.8、0.8、0.4 m。3 種烤房理論裝煙量相同，都為鮮煙4 500 kg以上，烘烤干煙500 kg以上。燃煤型密集烤房主體建設(shè)采用紅磚混凝土結(jié)構(gòu)，電熱烤房采用彩鋼板加隔熱膜板房式設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)組裝而成。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)和供試品種

3種烤房的烘烤統(tǒng)一在寧鄉(xiāng)縣流沙河鎮(zhèn)扶沖村，煙葉生產(chǎn)采用煙農(nóng)合作服務(wù)社統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)模式，煙葉烘烤中的物資和勞動(dòng)力統(tǒng)一提供，折價(jià)計(jì)算。供試煙草品種為K326。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用下二棚煙葉、腰葉、上二棚煙葉、頂葉4房烘烤進(jìn)行測(cè)試。為保證試驗(yàn)效果，同時(shí)裝房烘烤，每房裝煙數(shù)相同，采用對(duì)比法進(jìn)行試驗(yàn)分析。測(cè)試內(nèi)容主要有：烤房性能測(cè)試，主要測(cè)試烤房空載升溫性能、烤房平面溫差和垂直溫差；每公斤干煙耗煤量；每公斤干煙耗電量；用工統(tǒng)計(jì)與成本核算；溫濕度控制精度測(cè)定；煙葉烘烤等級(jí)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)值效益。

2 結(jié)果與分析

2.1 升溫性能測(cè)試

在煙葉烘烤前，3類烤房進(jìn)行空載升溫測(cè)試，比較3種烤房的升溫性能（見(jiàn)表1）。燃煤烤房使用8號(hào)風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速940~1 450 r/min，風(fēng)量24 000 m3/min，風(fēng)壓 220~290 Pa，功率 1.5~2.6 kW，采用 4/6極變極技術(shù)；純電烤房采用7號(hào)風(fēng)機(jī)，960~1 460 r/min，風(fēng)量 21 000~26 000 m3/min，風(fēng)壓 200~280 Pa，功率1.5 kW，4/6極變極技術(shù)。

從表1中可以看出，電熱烤房在46℃前升溫速度為1℃/min，46℃后升溫速度為0.63℃/min；散煤烤房升溫速度 46℃前為 0.67℃/min，46℃后為0.24℃/min；型煤烤房升溫速度46℃前為0.49℃/min，46℃后為0.19℃/min。從升溫性能可以看出，電熱烤房升溫?zé)o滯后性，而燃煤烤房中，尤其是型煤烤房，燃燒有滯后性。同時(shí)說(shuō)明，電熱烤房的升溫性能和保溫性能能夠滿足煙葉烘烤的需求。

表1 烤房空載運(yùn)行從室溫升至穩(wěn)溫時(shí)間

2.2 烤房的平面溫差和垂直溫差

在煙葉烘烤的過(guò)程中，針對(duì)36℃、38℃、42℃、46℃、54℃幾個(gè)關(guān)鍵溫度點(diǎn)進(jìn)行了平面溫差和垂直溫差的測(cè)試（干溫）。平面溫差采用5點(diǎn)測(cè)樣法，即在四周距墻50 cm處按照對(duì)稱分布布置4點(diǎn)，正中布置1點(diǎn)，分頂層和底層布置。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同烤房類型平面溫差和垂直溫差比較 （℃）

從比較結(jié)果來(lái)看，3種烤房的平面溫差和垂直溫差都較低，都能符合煙葉烘烤的要求。電熱烤房的平面溫差和垂直溫差與其他兩種燃煤型烤房相比，烘烤中整房煙葉的一致性較好。這是由于電熱烤房在烘烤過(guò)程中，上、下棚水平溫濕度均勻，煙葉生理變化基本同步，烤出的煙葉質(zhì)量差異不大。在3種烤房烘烤時(shí)，控制儀設(shè)定目標(biāo)干球溫度、濕球溫度與裝煙室內(nèi)實(shí)際干球溫度、濕球溫度差也略有差異，散煤烤房、型煤烤房、電熱烤房?jī)?nèi)干球溫差一般分別是1~2℃、1~3℃、0.3~0.5℃，濕球溫差分別是0.5~1℃、0.5~1℃、0.2~0.4℃。電熱式烤房實(shí)際干濕球溫度與設(shè)定目標(biāo)溫度溫差更小，說(shuō)明電熱式密集烤房在煙葉烘烤中溫度控制精度更高，溫濕度波動(dòng)幅度更小，有利于煙葉的烘烤。

表3 3種烤房烘烤試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

2.3 成本分析

在煙葉烘烤過(guò)程中，該研究采用合作社的形式，散煤烤房10座2人值班，型煤烤房20座2人值班，工資3 000元/（月·人），負(fù)責(zé)加煤烘烤，按照烘烤總房數(shù)平均分?jǐn)偤婵竟べY。煙葉烘烤季節(jié)，散煤烤房、型煤烤房共烘烤煙葉分別為71房、145房，歷時(shí)分別為76 d、78 d。3種烤房的溫濕度調(diào)節(jié)由煙草公司聘請(qǐng)的煙農(nóng)輔導(dǎo)員統(tǒng)一調(diào)控，煙農(nóng)和其他烘烤人員不操作。所以，對(duì)于煙農(nóng)來(lái)說(shuō)，電熱烤房烘烤用工成本為零。各種烤房平均烘烤成本見(jiàn)表4。

表4 3種烤房平均效能比較

通過(guò)耗煤耗電和人工成本分析，1 kg干煙烘烤成本最低的是電熱烤房，平均為1.81元/kg，成本最高的為散煤烤房，為2.34元/kg。由表4可知，電熱烤房與兩種燃煤烤房相比較，在各項(xiàng)綜合成本中是最低的。

2.4 煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)與綜合效益

2.4.1 電熱烤房的特性 第一，由于電熱烤房采用冷凝排濕系統(tǒng)，裝煙室與外界氣體交換少于其他烤房，烤房密閉性能好，煙葉在烘烤中呼吸作用釋放的CO2濃度聚集，有利于煙葉變黃和致香物質(zhì)的形成[9]；第二，只需要調(diào)節(jié)溫濕度，不需要加煤，出現(xiàn)操作失誤的幾率少于其他烤房；第三，升溫靈敏，溫度均勻，排濕順暢，煙葉變黃一致，有利于提高煙葉品質(zhì)；第四，由于減少了黃煙等青煙的時(shí)間，烘烤時(shí)間也能有效縮短。

2.4.2 煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)與綜合效益 煙葉外觀評(píng)價(jià)顯示，電熱烤房烤出的煙葉明顯好于散煤烤房，散煤烤房略好于型煤烤房。電熱烤房烤出的煙葉正反色差小，煙葉顏色均勻，油分多，光澤強(qiáng)，多橘黃色，上等煙高于燃煤烤房，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高（表5）。綜合比較3種烤房煙葉烘烤的成本和產(chǎn)值，綜合效益為電熱烤房＞型煤烤房＞散煤烤房。

表5 烤后煙葉產(chǎn)值比較

3 結(jié)論

3.1 散煤密集烤房

此類烤房裝煙密度大；煙葉烘烤中升溫能力強(qiáng)于型煤烤房，平面溫差和垂直溫差與型煤烤房相差不大；每公斤干煙耗煤量較低，較型煤烤房節(jié)省燃煤；用工較多，平均4 h需要換一次煤，烘烤勞動(dòng)強(qiáng)度在3種烤房中最大；烤房?jī)?nèi)的溫度波動(dòng)幅度在3種烤房中最大，這可能影響煙葉的烘烤；煙葉烘烤質(zhì)量總體較好，但綜合經(jīng)濟(jì)效益在3種烤房中最低。

3.2 型煤密集烤房

該類烤房裝煙密度大；煙葉烘烤中升溫在3種烤房中最慢，但是能夠達(dá)到1℃/h的升溫最低要求；平面溫差和垂直溫差與散煤烤房相當(dāng)，但低于電熱烤房；在煙葉烘烤過(guò)程中一般加煤1～2次；烤房?jī)?nèi)的溫度波動(dòng)幅度較小，但是溫度的滯后效應(yīng)最明顯，在達(dá)到烘烤所需溫度的調(diào)節(jié)過(guò)程中，必須提前控制，烤房實(shí)際溫度與設(shè)置溫度差值最大；煙葉烘烤中煤電成本高于電熱烤房和散煤烤房，人工耗費(fèi)成本高于電熱烤房、低于散煤烤房，煙葉烘烤質(zhì)量總體較高，綜合經(jīng)濟(jì)效益高于散煤烤房。

3.3 電熱密集烤房

這類烤房裝煙密度大；煙葉烘烤中升溫穩(wěn)溫能力強(qiáng)于兩種燃煤烤房，平面溫差和垂直溫差較小，略優(yōu)于燃煤烤房；烘烤中勞動(dòng)強(qiáng)度在3種烤房中最小，在烘烤中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，烘烤滯后效應(yīng)小，能充分實(shí)現(xiàn)烘烤目標(biāo)，烘烤出質(zhì)量?jī)?yōu)異的煙葉；每公斤干煙烘烤成本最低，煙葉烘烤的綜合經(jīng)濟(jì)效益在3種烤房中最高。

電熱烤房與其他烤房的最大區(qū)別是使用清潔能源，減少了CO2和其他有害氣體的排放，與國(guó)家節(jié)能減排的目標(biāo)一致，實(shí)現(xiàn)了煙葉烘烤經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的完美結(jié)合，真正體現(xiàn)了責(zé)任煙草科技煙草。

綜上所述，3種密集式烤房都是成熟的烘烤設(shè)備，只需配以適當(dāng)?shù)暮婵竟に?，都能烘烤出?yōu)質(zhì)的煙葉。由于電熱烤房使用清潔能源，自動(dòng)化程度更高，能精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)烘烤目標(biāo)，是今后烘烤設(shè)備發(fā)展的方向。

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