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热泵烤房应用效果
摘 要：为探索高效、优越的烘烤方式,实现减工降本、提质增效的目标,以烤烟品种NC102为材料,对比分析了热泵烤房和常规烤房在烘烤用工、能耗、烤后烟叶品质及经济性状等方面的应用效果.结果表明,与常规烤房相比,热泵烤房烤后烟叶颜色均匀,多橘,组织结构疏松,主要化学成分比例更为协调,中上等烟比例较高,能有效减少人工费用40%,平均节约烘烤成本19.2%.总的来讲,热泵烤房较常规烤房能有效地减少用工和降低成本,提高烟叶的烘烤质量.
关键词：热泵烤房；常规烤房；烘烤成本；烟叶质量
1 前言
以煤作燃料的普通烤房和密集烤房是目前我省烟叶烘烤的主要方式,CO2、SO2等有害气体排放量大,污染环境,同时烤房排湿时排出的水分也带走了大量的热量,造成严重的热损失.而热泵烤房以空气热能供热,避免了因烧煤而产生的大气污染.以冷凝除湿系统进行排湿,减少了烘烤排湿的热损失,能使烟叶的烘烤质量得到改善.并且热泵烤房采用成熟的微电脑自动化控制,提升了烘烤的安全性和可控性.
依据全国烤烟香型类型区域划分,我省烤烟香型明确为蜜甜香,但香型特色风格不够凸显.因此以“主攻中棵烟,实现均质化”为目标,开展基于热泵烤房烘烤的“中棵烟”增甜烤香关键技术研究,从热泵烤房设备的优化配置、烘烤过程中失水特征、物质转化规律及调控途径,揭示烟叶密集烘烤增甜、烤黄、烤软、烤香的生理机制,探索烟叶增甜烤香关键烘烤技术,建立山东“中棵烟”增甜烤香密集烘烤工艺.能规模生产满足重点工业客户一、二类卷烟原料需求的蜜甜叶,实现山东烟叶均质化和高值化生产,有效提高山东烟草农业的综合效益和竞争能力,满足烟农增收、企业增效、工业好用、生态友好四大需求,助推山东现代烟草农业走向高质量、精益化发展道路.
2 材料与方法
2.1 试验地点
试验地点为沂水县富官庄烘烤工厂,地势较平整,肥力中等,交通便利,供试品种为NC102,大田各项农事操作均严格按照《优质烤烟综合标准体系（Q/LYC001-2008）》进行,采收时要求不同部位烟叶均能达到要求的成熟度标准,且成熟度一致,烘烤试验在沂水试验站内进行.
热泵烤房由青岛启邦环保科技有限公司建造,1座烤房2台6匹（8匹）热泵,采用三相电,实现2台机组单机交替工作或同时工作,延长单机工作时间,减少热泵启动频次,延长压缩机寿命,提高了系统能效.温湿度控制系统用户编辑段由两部分组成,上升段以及保持段,上升段为控制端的起始阶段,保持段即表示温度保持,采用全触屏幕设计,操作方便.
2.2 试验设置
热泵烤房为处理T1,同时设置常规密集烤房T2为对照,在烟叶不同成熟阶段采收素质相近的下、中部烟叶,（具体设置见表1）进行热泵烤房和常规烤房的烘烤对比试验,每个烤房每次标记9杆,分别置于烤房的上、中、下部,不设置重复烤房,各处理烘烤技术参照“8点精准式密集烘烤工艺”进行,装烟方式均为烟杆挂烟.
2.3 研究内容
2.3.1 不同类型烤房各烘烤成本比较.包括：人工成本、能源成本、耗时、总成本.
2.3.2 不同类型烤房各处理烤后烟叶经济性状情况.包括：微带青烟比例、桔黄烟比例、杂色烟比例、鲜干比、均价上等烟比例.
2.3.3 不同类型烤房各处理烤后烟叶外观质量情况.包括：色度、身份、组织结构、颜色、成熟度、油分.
3 结果与分析
3.1 不同类型烤房各烘烤成本比较
通过表2得出,热泵烤房具有传统烤房不具备的绝对优势,按照节约1 kg标准煤等于减排2.493 kg“二氧化碳”等于减排0.68 kg“碳”,每炉烤出的干烟叶400 kg计算,每炉需要燃煤700 kg左右,可以推算每烘烤一炉烟叶减少的“碳”为476 kg（每1 kg烟叶对应的排放量为0.85 kg）,对从源头防止污染有着明显的作用.热泵烤房采用智能操作系统,与普通烤房相比,热泵烤房自动化程度比较高,节省了人工加煤环节,可有效地减少在烘烤环节的用工费用,减幅达40%,平均节约烘烤总成本19.2%.因此,烟草烘烤过程中的原材料成本和人工管理成本方面都有明显的效果.
3.2 不同类型烤房各处理烤后烟叶经济性状情况
烤后烟叶质量是衡量烤房性能优劣的重要指标,从不同烤房烤后烟叶主要经济性状（表3）来看,T1烤房的鲜干比较对照烤房略低,表明烘烤相同重量鲜烟,T1烤房的出烟率较T2烤房稍高；T1烤房可明显提高2个部位的上等烟比例及桔黄烟比例,有效降低微带青及杂色烟比例,2个部位烤后烟叶平均均价较T2烤房提高1.23元/kg,烤后烟叶可用性明显提高,同时也有利于促进烟农获得更多的经济效益.
3.3 不同类型烤房各处理烤后烟叶外观质量情况
通过表4可知,烤房T1与烤房T2相比,烤房T1烤后中部烟叶光泽更强,油分更充足,上部烟叶身份更适合；两烤房在原烟成熟度、颜色、组织结构等外观质量表现差异不明显,以上可见,使用T1烤房烘烤可相对改善烤后原烟的外观质量.
4 小结与讨论
热泵烤房内温湿度分布相对比较均匀,平面温差和垂直温差相对都比较小,温湿度控制精准度度较高,控温控湿效果比较好.热泵烤房最大化的节约能源,避免了人工加煤环节,能够有效地减少烘烤用工费用,减幅达40%,平均节约烘烤总成本19.2%.热泵烤房烘烤性能较普通密集烤房提高,烤后原烟上等烟比例、桔黄烟比例分别提高6.92%、6.78%,均价提高1.23元/kg,光泽、油分及身份等外观质量指标有所改善.综上所述热泵烤房的应用可提高烟叶的可用性,烟叶质量得以提升,增加了烟农效益,热泵烤房代替燃煤烤房,每座烤房CO2减排8 547 kg、SO2减排257.25 kg、NOX减排128.59 kg、粉尘减排2 331 kg,达到了提质增效的目的,具有良好的推广应用价值.
热泵烤房自动加热设备是用工业生产标准产品取代建筑形式烤房,用于烟叶烘烤新型成套设备,自动化控制程度高,可随烟区变化自由移动,热泵烤房的应用节约了烘烤成本,显著提高了烤后烟叶质量,降低了烟区周围颗粒物的排放,改善了环境质量,产生了良好的经济和社会效益.从使用情况看,热泵设备在技术创新性、应用稳定性以及节约成本等方面都有比较优越的表现,具有良好的推广应用可行性.
参考文献
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