电热泵烤房与普通密集烤房烤烟烘烤对比试验
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摘要 针对普通燃煤密集烤房烘烤调制环节存在效率低、劳动强度大、煤耗高、烘烤后的烟叶质量不稳定等问题，开展了电热泵烤房与普通燃煤密集烤房的烘烤对比试验。结果表明，与普通燃煤密集烤房相比，电热泵烤房省工、省时，烘烤后的烟叶无附着物和异味，烟叶品质、品相提升较大，烘烤成本低，节本增效显著，具有较好的推广前景。
关键词 电热泵烤房;普通密集烤房;烤烟;对比试验
中图分类号 S572;TS44 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2020）09-0224-01 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
烟草产业一直以来是云南省经济发展的支柱产业，烟叶的烘烤是决定品质、产量和可用性的一个重要环节，直接影响烟农的经济收入、卷烟工业产品质量和经济效益。从2005年以来，推广使用的烤房基本定型为卧式密集烤房，燃料主要以烟煤为主。烟叶烘烤是一个大量消耗热能的过程，密集烤房在减轻劳动强度、降低烟叶烘烤成本、提高烘烤质量等方面有一定成效[1-3]。目前，烘烤1 kg干烟平均耗煤（23 022.19 kJ/kg）量为1.5～2.0 kg，热能利用率低、能量浪费大。随着烤房群建设规模扩大，烘烤燃烧导致污染日益严重。
近年来，由于对生态环境保护重视程度的加大，对新能源烘烤烟叶的研究步伐正在加快，许多专家和科技工作者从烘烤设备、新能源利用等方面对提高热能利用率做了许多探索研究，将生物质燃料、清洁能源电热泵、天然气、电磁烤房等应用到烟叶烘烤方面，研究出了许多烤烟烘烤设施设备[4-6]。为了保护抚仙湖、降低烤烟烘烤排放污染，澄江县在抚仙湖径流区种植烤烟，在烘烤环节引进清洁能源电热泵烤房烘烤烟叶进行探索研究。现将试验内容总结如下。
1 材料和方法
1.1 试验材料
烤烟试验烘烤品种为K326，是“2260”项目，按照绿色生态有机烟叶栽培技术种植，适时成熟采收。
热泵烤房机组型号：RF45D-DF，2组7HP高温热泵机组。外形尺寸1 500 mm×800 mm×1 560 mm，加热间设置排湿窗。对照烤房为普通密集烤房，规格为8.0 m×2.7 m×3.5 m，下降式气流，装烟室容量为4 000 kg鲜烟叶，燃料为煤炭（21 766.43～23 022.19 kJ/kg）。
1.2 试验方法
2018—2019年于云南省澄江县龙街街道热泵烤房群以普通密集烤房为对照（CK），与电热泵烤房分别装烤同一品种、生长正常、部位与成熟度相同的鲜烟叶进行烘烤。烘烤过程中记录烤房内外温度、风速、烘烤时间等。烘烤后烟叶分级称量，记录上等烟比例及均价，下二棚、腰叶、上二棚等部位分别取样2 kg混合进行化验分析。
2 结果与分析
2.1 烘烤温度
由表1可知，电热泵烤房在烟叶变黄、定色、干筋期的纵向温度分别为3.9、4.6、1.7 ℃，较密集烤房（CK）同时期的温度偏低，并且纵向平均温度降低1.9 ℃。说明电热泵烤房升温灵敏、升温速度快、排湿顺畅，能满足烘烤不同阶段温度和湿度的需要，为整个烤房烟叶变黄提供强有力保障。
2.2 烟叶初烤质量及成本
由表2可知，电热泵烤房与密集烤房（CK）相比，烘烤后的上等烟比例较高，中等烟比例低;均价增加1.5元/kg;用工量明显减少，电热泵烤房较普通烤房（CK）每炉减少56.8%的用工量;总成本下降了1.15元/kg。电热泵烤房的烤烟鲜干比低，说明电热泵烤房烘烤出的烟叶内在化学物质消耗比较少，单位重量鲜烟叶烤出的干烟叶比较多。
2.3 初烤烟叶内在质量分析
由表3可知，2种烤房烤出的烟叶主要化学成分差异不大。相比之下，电热泵烤房烤出的烟叶淀粉、蛋白质低于密集烤房（CK）。密集烤房烘烤出的烟叶淀粉含量较高，影响烟叶的香气和吸味，并且每炉烟叶会损失一定量的挥发性致香物质。但是，使用电热泵烤房烘烤出的烟叶，淀粉含量降低，总糖、还原糖高于对照，说明烟叶在烘烤过程中内在物质转化的更彻底;施木克值、糖碱比更加协调，烟叶内在质量更好;各项化学指标协调，挥发性致香物质显著增加，提高了烟叶的工业可用性。
2.4 環境效益分析
电热泵烤房设备具有高能效、绿色环保、零排放等优点，以热泵作为主要热源能大幅降低烘烤成本。与密集烤房用600 kg烟煤烘烤出400 kg干烟叶对比，清洁化电能烘烤每炉减少CO2排放量967～1 396 kg、SO2排放量29～42 kg，NOX排放量14～21 kg、粉尘排放量263～380 kg。
3 结论与讨论
电热泵烤房采用全自动控制，不需定时加燃料和除渣，降低烘烤劳动力成本，减少工作量，解放烟农生产力。电热泵烤房用工量为1.11个/炉，较密集烤房减少1.44个/炉，烘烤1 kg烟叶成本1.70元，较密集烤房减少1.15元。使用煤、生物质、天然气和电作为能源中，电热泵的成本最低。
电热泵烤房烘烤出的烟叶灰分、杂味很少，烟叶品质好，在烘烤供热过程中温度是恒温的，在烟叶烘烤过程中温湿度波动小。在试验中较密集烤房降低了K326杂色烟、挂灰烟比例。电热泵烤房的使用具有很好的社会效益和经济效益，但因为其一次性投入成本较高，推广有一定的难度。随着地方政府主导、烟草企业主推、争取电力等企业支持，整合各方面资源，降低电热泵烤房设施设备的成本，电热泵烤房今后具有较好的推广前景。总而言之，电热泵烤房能够有效提高烟叶烘烤质量，该技术的推广与应用，能够实现烟草提质增香、节本增效、节能减排、保护环境，将促进烟叶生产由传统的组织管理方式向现代化农业生产方式转变。
4 参考文献
[1] 吕芬，王丽萍，肖志文，等.烤烟不同烤房对比试验[J].云南农业科技，2006（2）：25-27.
[2] 陈颐，王亚辉，孙书斌，等.电热密集烤箱烘烤烟叶主变黄时间容差研究[J].云南烟草科学，2018（12）：35-47.
[3] 康云海，田春燕.云南发展智能化电烤房的成本与效益分析[J].云南烟草科学，2018（12）：48-53.
[4] 王建安.清洁能源智能供热对烤烟烘烤效果的研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2018.
[5] 杨和平.新能源烤烟烘烤技术研究通过成果鉴定[N].攀枝花日报，2014-03-20（001）.
[6] 张雨薇，易镇邪，周清明.不同密集烤房对烤烟烘烤能耗成本与上部叶品质的影响[J].甘肃农业大学学报，2019，54（5）：112-120.
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