新型節(jié)能空氣源熱泵烤煙房對(duì)煙葉烘烤效果的影響

  摘要：【目的】研究不同能源類型密集烤房對(duì)煙葉烘烤效果的影響，為實(shí)現(xiàn)煙葉烘烤環(huán)節(jié)降本增效提供技術(shù)依據(jù)。【方法】以k326中部葉(9-11葉)、上部葉(15-17葉)為材料，對(duì)比不同能源密集烤房的能耗成本、用工成本、經(jīng)濟(jì)效益、工藝執(zhí)行穩(wěn)定性和烤后煙葉的質(zhì)量�！窘Y(jié)果】新型節(jié)能空氣能烤房對(duì)烘烤工藝執(zhí)行偏差明顯小于臥式爐膛密集烤房，優(yōu)于瀏陽市現(xiàn)應(yīng)用的空氣源烤房;能耗成本比現(xiàn)有烤房降低了0.5-1.35元/kg干煙;上中等煙比例提高了5.59-21.9%;均價(jià)提高了1.16-3.91元/kg干煙�！窘Y(jié)論】新型節(jié)能空氣能明顯提高烘烤工藝執(zhí)行的準(zhǔn)確性，降低煙葉烘烤的能耗成本和用工成本，并在一定程度上提高烤后煙葉質(zhì)量，提高煙農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益。

  關(guān)鍵詞：空氣能;烤煙房;烘烤;效果;影響

  0 引言

  隨著現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的推進(jìn)，烘烤環(huán)節(jié)作為煙葉生產(chǎn)的重要組成部分，勞動(dòng)強(qiáng)度大、烘烤效果不穩(wěn)定、自動(dòng)化水平和集約化程度不高，且對(duì)空氣污染嚴(yán)重等問題表現(xiàn)越來越突出，成為煙葉生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的障礙。國內(nèi)有專家將一種干燥熱泵作為烘烤能源進(jìn)行了烘烤效益研究;并將空氣源熱泵干燥設(shè)備與密集烤房有效結(jié)合，研發(fā)出空氣源電烤房;結(jié)果表明，以空氣源熱泵為烤房加熱設(shè)備進(jìn)行煙葉烘烤，具有省工、節(jié)能、烘烤過程無廢氣排放的效果，并有利于煙葉烘烤集約化的發(fā)展。為大幅提高空氣源熱泵干燥設(shè)備的能效，采用精確調(diào)節(jié)溫濕度和多級(jí)熱回收新技術(shù)，研發(fā)出的一種新型空氣能熱泵干燥設(shè)備，進(jìn)行了驗(yàn)證和對(duì)比研究。

  1 材料與方法

  1.1 試驗(yàn)材料

  煙草種植試驗(yàn)于2012年起陸續(xù)在湖南瀏陽市鴨頭村進(jìn)行，烤煙種植品種為K326，煙田管理按《瀏陽市煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行，以中部葉(11-12葉)和上部葉(15-17葉)為試驗(yàn)材料，成熟采收扎煙，每處理取10夾標(biāo)記，分別掛置于烤房內(nèi)。

  1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

  共設(shè)3個(gè)處理，如表1所示。各處理裝煙密度均為67.2kg/m3,且在同一天采收、裝炕烘烤。溫、濕度控制按照中溫中濕烘烤工藝烘烤。

  1.3 測定項(xiàng)目與方法

  1.3.1 工藝執(zhí)行準(zhǔn)確性

  在溫度達(dá)到38℃、42℃、47℃(中部葉)和48℃(上部葉)、54℃時(shí)，測定實(shí)際溫濕度與目標(biāo)溫濕度的偏差。

  1.3.2 烘烤能耗成本

  測定試驗(yàn)房次的用煤總量、用電總量，計(jì)算每千克干煙的能耗成本。

  1.3.3 用工成本

  測定每試驗(yàn)房次加煤及烘烤指導(dǎo)用工時(shí)間，按照8小時(shí)/個(gè)工、100元/個(gè)工標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算用工量和用工成本。

  1.3.4 經(jīng)濟(jì)效益

  對(duì)標(biāo)記的煙葉按照國家烤煙四十二等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)及2012年湖南省烤煙收購價(jià)格進(jìn)行分級(jí)，并計(jì)算上中等煙比例和每千克干煙的均價(jià)。

  2 結(jié)果與分析

  2.1 不同類型烤房對(duì)烘烤工藝執(zhí)行影響

  煙葉烘烤過程中，烘烤工藝執(zhí)行的準(zhǔn)確性是影響煙葉烘烤質(zhì)量的要素之一。從表2和表3可知，處理T1和T2對(duì)烘烤過程各關(guān)鍵溫度點(diǎn)的溫度和濕度執(zhí)行偏差明顯小于處理CK，處理T1對(duì)溫度的執(zhí)行偏差小于處理T2，對(duì)濕度的執(zhí)行偏差則相差不大。說明，處理T1和T2對(duì)烘烤工藝執(zhí)行的準(zhǔn)確性要明顯優(yōu)于對(duì)照CK，同時(shí)，T1優(yōu)于T2。主要是因?yàn)門1和T2采用空氣源熱泵干燥設(shè)備作為加熱設(shè)備，電和空氣能為主要能源，機(jī)械自動(dòng)運(yùn)行，供熱相對(duì)穩(wěn)定，持續(xù)升溫，波動(dòng)性較小;而對(duì)照煙葉烘烤采用煤作為能源，燃燒不穩(wěn)定，波動(dòng)較大，影響到烘烤工藝執(zhí)行的準(zhǔn)確性。

  2.2 不同類型烤房對(duì)烤煙烘烤能耗的影響

  備注：電的價(jià)格為0.6元/kw·h;煤的價(jià)格為1000元/噸。

  從表4可知，各處理烘烤能耗成本相比，T1能耗成本最低，中部葉和上部葉每千克干煙的成本均為0.9元;對(duì)照CK能耗成本最高，由煤和電兩種能源構(gòu)成，中部葉和上部葉每千克干煙的成本分別為2.0元和2.25元;T2能耗成本居中，中部葉和上部葉每千克干煙的成本分別為1.4元和1.5元。以上結(jié)果表明，T1處理的烤房具有明顯的節(jié)能效果，比對(duì)照CK烤房可節(jié)省1.1-1.35元/kg干煙。

  2.3 不同類型烤房對(duì)烘烤用工成本的影響

  從表5可知，不同處理烘烤用工成本以對(duì)照CK最高，為112.5元/房;以處理T1最低，為31.25元/房;處理T2居中，為36.25元。分析比較用工構(gòu)成，可明顯看出，處理T1和T2與對(duì)照CK相比，技術(shù)指導(dǎo)用工相差不大;處理T1和T2比對(duì)照CK缺少了加煤用工環(huán)節(jié)，而加煤用工在對(duì)照CK總用工量中占有較大比例，因此導(dǎo)致總用工量和成本明顯降低，其中用工成本比對(duì)照CK減少了76.25-81.25元/房。處理T2烘烤時(shí)間比處理T1長1天，所以用工成本相對(duì)較高。

  2.4 不同類型烤房對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

  從表6可以看出，處理T1烤后煙葉的上等煙葉比例、中上等煙葉比例和均價(jià)最高，對(duì)照最低，處理T2除上部葉中上等煙比例比對(duì)照CK略低，其余指標(biāo)均高于對(duì)照CK，低于處理T1。其中處理T1中部葉分別比對(duì)照提高了28.6%、21.9%和3.91元/kg干煙，比處理T2提高了8.2%、8.5%和1.75元/kg干煙;上部葉葉分別比對(duì)照提高了12.98%、5.59%和3.24元/kg干煙，比處理T2提高了8.6%、6.2%和1.16元/kg干煙。

  3 討論

  烘烤工藝執(zhí)行精準(zhǔn)與否直接影響到煙葉烘烤效果。目前，我國煙葉烘烤大部分采用的煤炭作為烘烤能源，但因?yàn)槊禾咳紵�的不穩(wěn)定性和滯后性，導(dǎo)致烘烤過程溫濕度波動(dòng)較大，致使煙葉烘烤環(huán)境不穩(wěn)定，不利于煙葉內(nèi)在物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。因此烘烤能源供熱性能的穩(wěn)定性成為影響煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵�？諝庠礋岜酶稍镌O(shè)備以電為啟動(dòng)能源，抽取空氣中的熱量，反哺到烤房中，為煙葉烘烤提供相應(yīng)的烘烤環(huán)境，效果比較穩(wěn)定，是煙葉烘烤能源較好的一種選擇。

  4 結(jié)論

  試驗(yàn)結(jié)果表明：空氣源熱泵干燥設(shè)備對(duì)烘烤工藝執(zhí)行偏差明顯小于臥式爐膛密集烤房，優(yōu)于瀏陽市現(xiàn)應(yīng)用的空氣源烤房。烘烤能耗成本比普通空氣源烤房和臥式爐膛密集烤房分別降低了0.5-0.6元/kg干煙和1.1-1.35元/kg干煙;用工成本比臥式爐膛烤房降低了76.25-81.25元/房，比普通空氣源烤房少5元/房;烤后煙葉上中等煙比例分別比普通空氣源烤房和臥式爐膛密集烤房提高了6.2-8.5%、5.59-21.9%;均價(jià)分別提高了3.24-3.91元/kg干煙、1.16-1.75元/kg干煙。總之，空氣源熱泵干燥設(shè)備在能耗成本、用工成本、經(jīng)濟(jì)效益、工藝執(zhí)行穩(wěn)定性和烤后煙葉的質(zhì)量等方面所表現(xiàn)的結(jié)果和臥式爐膛密集烤房比較效果非常顯著，并明顯優(yōu)于普通空氣源熱泵干燥設(shè)備。