醇基与生物质颗粒两种燃料烘烤烟叶效果差异研究.doc

PAGE1

醇基与生物质颗粒两种燃料烘烤烟叶效果差异研究

摘要：

【目的】解决当前烟叶烘烤所用燃料受限因素较多、控温不精准、烘烤损失大的问题，探索新清洁能源，实现烤烟烘烤提质增效、减工降本。

【方法】比较分析醇基与生物质颗粒燃料在烤房温湿度控制、烘烤成本、烤后烟叶质量损失、经济性状等方面的差异。

【结果】与生物质颗粒相出，使用醇基燃料烤房温湿度控制更准确，且烤后中、上部叶烘烤质量损失分别降低93%和11.71%，烘烤成本减少34.50%和19.79%，故价增加3.20和1.06元/kg，中上等烟比例提高9.45和2.54金百分点，下等烟比例降低3.39和2.53个百分点，中部叶废烟比例降低03个百分点，烤后烟叶多桔黄色，色度较强，油分更多，化学成分除两糖差、淀粉稍高外，其他含量均在优质烟适宜范围内。

【结论】醇基燃料降低了烘烤损失和成本，提高了烟叶烘烤质量，可考虑用作密集烤房新能源。

【研究意义】烟叶烘烤是烤烟生产过程中相当重要的一个环节。烘烤质量不但影响烤后烟叶的可用性，也影响烟农的收入，其不仅取决于烟叶的成熟度[1]，也与烘烤过程中温、湿度的控制有密切的关系[2]。在相同的烤房结构和烘烤设备条件下，燃料种类很大程度上会影响烤房温、湿度，进而影响烟叶烘烤成本和烤后品质。随着中国烤烟规模化生产的发展，密集烤房逐渐成为烤烟烘烤设备的发展方向[3]。

【前人研究进展】前人对密集烤房及其配套的烘烤工艺进行了大量研究，对密集烘烤工艺各阶段提出了最优的温湿度及稳温时间[4-5]。但是，烟叶烘烤能源大多以煤炭、柴草为燃料，整个烘烤过程消耗大量的不可再生能源，煤炭燃烧供热不稳定、容易出现猛升温、掉温而影响烤后烟叶的质量，无效能耗过高导致燃料浪费，排放大量的SO2、CO2、NOx和颗粒物等污染物造成环境污染多种问题[6-7]。基于低碳、节能和减排环保的考虑，近年来研究热点集中在使用新能源或可再生能源作燃料方面，如以电热泵或热泵与太阳能相结合作燃料[8-9]，或以秸秆压块、生物质颗粒作燃料[10-11]。但当前烘烤所用燃料也存在一些缺点，如使用电能，则电网压力较大、推广成本较高，太阳能会受到太阳辐射的影响。当前主推的生物质能源，虽有一定优势，但其含水量高、能量密度低、来源分散，导致不便收集、贮存和运输等[7]。

【本研究切入点】在很长一段时间内烤烟烘烤燃料将会呈现多元化局面，探寻高效清洁的烘烤能源将成今后烟叶烘烤急需解决的一大难题。醇基燃料是以甲醇和乙醇为主的一种液体燃料，可来源于生物质发酵和煤、石油、天然气等石化燃料，因其清洁环保、高效节能，有望成为代替化石燃料的新型能源，在中国灶具及汽车领域已有应用[12-13]。国外一些国家在20世纪末烟叶烘烤燃料已由固态转变为液态或气态[14]，中国烟叶烘烤仍以固态燃料为主。云南煤化工产业发达，存在醇基燃料产能过剩的问题[15]。若能将醇基燃料应用于烟叶烘烤中，既能解决烟叶烘烤燃料受限的问题，又能提高醇基燃料利用率。

【拟解决的关键问题】对比当前烘烤中主推的生物质颗粒与醇基燃料在烘烤效果及成本方面差异，以期挑选出既能很好地满足烘烤工艺要求，又能降低烘烤成本和提高烘烤质量的新能源。

1材料与方法

1.1试验地点与材料

试验于2017年8-9月在云南省昆明市宜良县竹山镇竹林村委会大平地村进行。供试品种为当地主栽品种红花大金元。供试烟株栽培管理措施按当地优质烟技术标准规范进行，封顶后摘除2~3片底脚叶，留叶数20片。在烟株长势均匀、营养均衡的田块，选取中部叶（11~12叶位），上部叶（15-16叶位）为试验材料。供试燃料为醇基液体、密集生物质颗粒。醇基燃烧设备生产厂家为浙江明新能源科技有限公司，醇基燃料主要为化石燃料转化提取而来，由云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司提供;生物质颗粒燃烧设备生产厂家为云南播达农业科技发展有限公司，生物质颗粒主要为木材、木屑、树木枝核材、玉米秆、烟秆等植物废弃物以一定比例压制而成，由云南省昆明市宜良县竹山镇巴江合作社提供。

1.2试验设计

试验设2个处理，即醇基燃料（A）和生物质颗粒（B）。试验所用密集烤房规格为8m×2.7m×4.05m，4层2路。供试烟叶按“同一地块、同一部位、成熟度一致”的标准选取，分中部叶（11-12叶位）和上部叶（15-16叶位）2个批次烘烤，各处理每批次编烟9竿，每3竿为1个重复，设3个重复。不同处理供试烟叶挂于烤房中间层的相同位置，且在同一天内装烟入炉。烤房内其它烟叶来源、编烟、装烟方式等相同。各处理除所用燃料不同外，其他条件保持一致，烘烤时按照提质增香烘烤工艺进行。

1.3测定项目及方法

1.3.1烤房温湿度在烤房内放置温度传感器，从燃烧机开始工作直至烘烤结束整个过程，记录由传感器反馈到控制面板上每小