密集式烤房烘烤技术（2篇）
1.密集式烤房烘烤技术 篇一
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验地点选在贵州省务川县柏村科技示范园, 供试烟草品种为k326。装烟室规格为2.7 m×8.0 m×3.2 m, 气流上升式3层密集烤房2座, 直立式4、6级变速三相同步电动机2台, 电机综合保护装置2台。仪器:电子温度计、便携式电子测风仪、热电偶、量程为400℃的水银温度计。
1.2 试验设计
试验设2个处理:无机复合材料散热器, 散热器面积11.63 m2 (A) ;以江苏科地现代农业有限责任公司生产的JNS型钢管散热器, 散热器面积7.92 m2为对照 (CK) 。2个处理其他烤房参数相同, 风机均为七号风机 (1.1/1.5 k W) , 气流方向均为上升式。
1.3 试验方法
选择品性一致的烟叶作为供试烟叶。严格成熟采收, 以第2烤次 (4~6位叶) 、第4烤次 (10~12位叶) 、第6烤次 (15~17位叶) 分别代表下部、中部和上部叶, 各部位的烟叶分别编竿;各处理烤房分别挂牌标记18竿, 烤房内上、中、下3棚中间分别装6竿, 作为烘烤观测项目代表烟叶。严格按照密集烘烤技术规程进行操作。烘烤所用燃料统一购买, 保证燃煤质量一致。
1.4 测定项目
1.4.1 烘烤过程中排湿性能测定。
为分析散热器材质对烘烤过程中排湿性能的影响, 在烤房内温度分别为38、48、54、68℃时测定装烟室进风口与回风口风速, 以1 min内出现的风速最大值为记录数据。
1.4.2 烤房空载升温速度测定。
各处理分别加入等量等质燃煤, 同时点燃, 并将烟囱调节板全部打开, 以最高速运转风机, 测定不同材质散热器烤房空载升温速度。
1.4.3 烤房空载升温降温时的平面温差、垂直温差测定。
密集烤房的温度检测点位于烤房各层前部、中部、后部的左、中、右位置, 每层5支, 共计15支。各层平面温差△t平= (四角温度分别于中心的差值) ×1/4。垂直温差为各层各对应点温差绝对值的平均值, 垂直温差△t垂= (|t1′-t1″|+|t2′-t2″|+…+|t5′-t5″|) ×1/5。其中t1′~t5′为其中一层温度计读数, t1″、…、t5″为另一层与其相对应的各温度计读数。
1.4.4 烤房烟囱出烟口温度测定。
为比较不同材质散热器的热交换效果, 利用便携式热电偶配合400℃的水银温度计测量烤房烟囱出烟口温度。
1.4.5 效益分析。
对烤后烟叶外观质量、设备成本及烟叶烘烤总能耗成本进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同材质散热器对烘烤过程中排湿性能的影响
由表1可知, 在烤房温度为38、48、54、68℃时, 与CK相比, 处理A装烟室进风口风速分别降低2.3、3.2、2.5、4.1 m/s, 回风口风速分别降低4.8、3.9、3.7、0.7 m/s。说明以无机复合材料为散热器材质的烤房在烘烤过程中排湿性能比以钢制材料为散热器材质的烤房差, 可能是由于无机复合材料散热器散热面积较大, 阻碍了空气流通, 从而降低了装烟室进回口风速。同时, 可以看出处理A与CK的装烟室进、回风口风速均随着烘烤房内温度的升高而增加, 主要由于随着烘烤房温度的升高, 烟叶不断失水, 加速凋萎, 叶间隙不断增加, 从而使得风速增加。
2.2 不同材质散热器对烤房空载升温速度的影响
不同处理烤房空载升温变化情况见图1。由图1可知, 烤房升温0.5 h内, 处理A与CK烤房温度变化相同, 均从30.5℃升高到35℃, 平均升温9.0℃/h;而在烤房升温0.5~4.5 h内, 处理A的升温速度明显比CK快, 温度从35℃升高到68℃, 最快升温速度为9.7℃/h, 平均升温速度为8.25℃/h, 此阶段CK的平均升温速度为8.11℃/h, 比处理A降低了0.14℃/h。由此可知, 以无机复合材料为散热器材质的烤房比以钢制材料为散热器材质的烤房升温性能更优, 可能与无机复合材料散热器散热面积更大有关。
2.3 不同材质散热器对空载时平面温差、垂直温差的影响
由表2和表3可知, 在烟叶的变黄阶段 (点火至38℃) , 处理A与CK烤房内平面温差和垂直温差都在1.0℃以内, 处理A烤房内上层平面温差比CK大, 垂直温差比CK稍大;在烤房温度43~54℃时, 烟叶定色阶段CK的平面温差和垂直温差都在1.0℃以内, 处理A的各层平面温差在1.7℃以内, 垂直温差在1.0℃以内, 处理A的平面温差比CK的稍大。在烤房温度55~68℃时, CK的平面温差在1.0℃以内, 垂直温差在1.3℃以内, 处理A的平面温差在3.0℃以内, 垂直温差在1.0℃以内。CK的垂直温差稍高于处理A;而处理A的平面温差明显高于CK。随着烤房温度的升高, 处理A的平面温差有增大的趋势, 但是2座烤房能够满足平面温度基本均匀, 垂直温差较小的烘烤条件。
2.4 不同材质散热器对烤房烟囱出烟口温度的影响
在一定温度范围内, 烟囱出烟口的温度高低与反应散热器的散热效果成反比, 即出烟口烟气温度越低, 说明散热器的散热效果越好, 热能利用率越高, 反之则越低[5]。由表4可知, 在烤房内温度一定的情况下, 无机复合材料散热器的散热效果更好, 金属钢管散热器的散热效果较差。
2.5 不同材质散热器对烤后烟叶质量的影响
从表5可看出, 对于下部叶, CK的中等烟率略高于处理A, 而处理A的烟叶均价高于CK;对于中部叶, 处理A的上等烟率明显高于CK, 下等烟率略低于CK, 烟叶均价也高于CK;而对于上部叶, CK上等烟率高于处理A, 下等烟率低于处理A, 但处理A烟叶均价略高于CK。
但从统计学的角度看:不同材质散热器对烤房烤后烟叶均价无显著差异影响 (表6) 。采用统计假设检验中的成对数据检验, 假设2种材质散热器对烤后烟叶无不同效果, 即H0:ud=0;对HA:ud≠0。显著水平α=0.05;α=0.01, |t|
2.6 不同材质散热器对设备成本与总能耗成本的影响
从表7可以看出, 如果按炉具使用年限为7年, 每年烘烤8炕烟, 每炕干烟平均重300 kg计算, CK下部叶和上部叶效益都略高于处理A, 而中部叶则是处理A高于CK。此外, 对于下、中、上部叶, 处理A耗煤与耗电费用均高于CK。
3 结论与讨论
试验研究结果表明, 无机复合材料散热器由于散热面积较大, 因而降低了烤房的排湿性能, 但是随着烟叶烘烤的进行, 烟叶中的水分不断散失, 叶间隙增加, 风速逐渐加大, 烤房排湿性能逐渐满足烟叶烘烤的要求。无机复合材料散热器的烤房空载升温速度明显高于金属散热器的烤房升温速度, 控温保温性能优于金属散热器烤房, 烤房内平面温差在3.0℃以内, 略高于金属散热器烤房, 但无机复合材料散热器烤房垂直温差在1.0℃以内, 优于金属材质散热器[9]。无机复合材料散热器烤房的烟囱出烟口温度低于金属散热器烤房, 散热效果优于金属材料, 热能利用率更高。无机复合材料散热器烤房提高了烤后烟叶的上等烟叶比例, 降低了下等烟叶比例。无机复合材料散热管比钢管散热器降低烘烤设备成本3 400元/座左右, 降低了烘烤设备散热器更换成本, 提高了密集烤房散热性能, 降低了设备更新换代成本[10]。
注:炉具成本差价=购置成本差/ (总坑数×300) ;效益= (均价+成本差价) - (干烟用工费+干烟耗煤费用+干烟用电费) ;煤、电以当地购置价格计。
综上所述, 采用无机复合材作为密集烤房散热器, 能够加快烤房的升温速度, 维持良好的升温控温性能, 散热效果优于金属材料散热系统, 且提高了烤后烟叶的外观质量和经济效益, 复合材料炉具能就地加工, 拆卸和安装方便, 可减少设备运输, 显著降低我国密集烤房建造成本和散热设备的更换成本, 在我国烟叶密集约化烘烤的生产模式中具有良好的推广应用前景。
摘要：为研究不同材质散热器对密集烤房烘烤效益的影响, 进行了无机复合材料散热系统与钢制材料散热系统的烘烤对比试验。结果表明, 无机复合材料散热系统比钢制材料散热系统烤房升温快、散热性能好, 设备成本降低3 400元/座, 并且复合材料炉具能就地加工, 减少设备运输, 拆卸和安装方便。因此, 无机复合材料散热系统在密集烤房烘烤方面具有良好的推广应用前景。
关键词：密集烤房,无机复合材料,散热器,烘烤性能,经济效益
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2.密集式烤房烘烤技术 篇二
关键词 密集式烤房；应用优势；经济效益
中图分类号：S572 文献标志码：B文章编号：1673-890X（2016）15--03
烤房是烟叶烘烤环节必不可少的基础设备，烤房设计和工作特点既要满足烟叶烘烤工艺要求，又要达到减工增效、节能降本，最大限度地降低烘烤损失，科学烘烤，提升烟叶烘烤质量。密集式烤房由供热设备、循环风机、自动控温系统、排湿系统（进风门、排湿窗）组成，不仅装烟密度上远远大于普通烤房，而且操作更加简便，自动化水平较高，经过密集式烤房烘烤的烟叶整体质量较高，能满足卷烟工艺的需要。正是因为密集式烤房的独特设计，才使其具有普通烤房所不具备的种种优势，并表现为经济效益的提高。
1 密集式烤房的技术工艺特点
密集式烤房的应用优势取决于其独特的技术工艺。本文将密集式烤房的技术工艺特点总结如下。
1.1 烤房建造特点
为了满足烟叶烘烤要求，密集式烤房在建设过程中，首要应当考虑结构密封性，这就需要合理选用建设材料以达到抵御外界环境、稳固支撑主体结构的目的，从砖、石、混凝土、钢材到水泥、塑料的选用上都应当注意考量其是否有利于加热系统升温、排湿等。密集式烤房多采用水泥、红砖、木材、钢筋等材料建造而成，建筑规格在8 m×2.7 m左右，气流下降是最主要的建筑特点，门、窗等结构均设计成双层，这样不仅可以保证烤房内的密封性，而且可以增强门窗结构的稳定性。在烟草烘烤原理上，密集式烤房与普通烤房类似，一般都是采用智能温湿度自控仪来调节和设置烟草烘烤各个阶段的工艺参数，通过工艺参数设置科学烘烤烟叶[1]。
1.2 烟叶采集与分装
烟叶烘烤效果的关键是采收长势成熟的烟叶，且装入同一烤房的烟叶要做到品种、成熟度、品质等的基本一致，这样才能保证烘烤效果。在密集式烤房中，可以将采收的烟叶按照一定的标准进行分类编竿，每竿50扣（100片）左右。在装房过程中，2个烟竿之间的距离保持在10～15 cm，每个烘烤坑3台可以放置300～400个烟竿，4台可以装烟400～550竿烟[2]。如果不能完全保证烟叶的成熟度一致，至少需要保证同层烟叶成熟度一致。通过分类编烟后，还要进行排队入炉，欠熟的烟叶铺设在烤房的最底层（低温区），适度成熟的烟叶铺设在中间层，过熟的烟叶则置于最上层（高温区），按顺序各层均匀装烟，上稀下密，当天采收的烟叶必须当天入炉，及时点火烘烤。
1.3 烟叶烘烤
在烟叶烘烤过程中需要严格控制温度、湿度等工艺参数，看烟叶变黄程度设置烘烤所需的干温、湿温，本着“看着烟叶烤，跟着温度跑”，实时调整烘烤所需温湿度。为了保证参数设置的准确度，往往需要通过专用的传感器来采集烤房内的温、湿度信息。传感器一般悬挂在烤房底层和距离供热室2 m的墙壁位置[3]。三段式烘烤工艺可以根据烟叶颜色变化程度对温湿度进行灵敏的调节。在烘烤过程中，烟叶颜色由绿变黄，失水凋萎，（变黄干温最高不超42 ℃，湿温37 ℃），此阶段必须烟叶全黄，细脉全白，失水凋萎后逐渐转为定色，干温42～54 ℃，湿温（38±0.5） ℃，此阶段主脉必须全部变白，叶片干燥，叶肉不干不转火，叶肉干燥后进入干筋期，此期间干温不超68 ℃.湿温不超40 ℃，达到整炉烟叶主脉烤干。（看低温区烟叶烟竿下边3 cm处）。每个阶段的目标要求不同，借助三段式烘烤工艺可以保证每个阶段都能达到预期效果。如烟叶变黄阶段，这一阶段的目标是使下部颜色变为八、九成的黄色，上部变为九成及以上的黄色，且主脉变软为宜，在烘烤的初期阶段，先利用小火使烤房的温度逐步上升，待底层的烟叶出现10 cm黄叶尖（干温、湿温33 ℃。）后再增加火力，保证每2 h温度提高1 ℃，升到干温38 ℃，湿36 ℃，此期烟叶必须发软，叶变黄80%～90%，然后增加火力，使干温升到42 ℃，湿温37 ℃保证底层（低温区）烟叶达到九成或以上的黄，烟叶凋萎。定色阶段，干温48 ℃，湿温37 ℃，保证全部底层（低温区）烟叶主脉变白达到九成，叶片干燥1/2以上；干温54 ℃，湿温38 ℃整炉烟叶干干燥，主脉变白，干筋期干温68 ℃，湿温40 ℃，整炉烟叶烤干。
2 密集式烤房的应用优势分析
与普通烤房相比，密集式烤房的应用优势主要体现在以下几个方面。
2.1 降低生产成本
成本支出对烟叶生产效益有着直接的影响，密集式烤房的推广使用可以有效降低生产成本，究其原因：一方面密集式烤房改变了普通烤房的规划格局，使设施投入有所减少，烟叶烘烤逐渐走向规范化和集约化；另一方面，密集式烤房所需要的工作人员数量较少，可以有效降低人员培训和指导方面的费用。此外，传统烟叶烘烤模式一般以家庭为单位，实行的是分散式烘烤模式，借助密集式烤房，烟农可以更加方便的进行烟叶编竿上炕，从而有效提高了烟叶烘烤效率，使烟农有更多的时间和精力去从事其他农事活动，人工成本大大降低。一个人可以烤5座密集烤房，密集烤房装烟量是普通烤房的3倍以上，极大的减少人工。
2.2 提高烘烤质量
在密集式烤房生产模式下，可以根据各个片区的烟叶特点安排统一上炕，这样可以有效避免家庭分散式烘烤模式下成熟烟叶过多超出烤房容量的情况，避免采收的成熟烟叶不足的情况[4]。同一片区内的烟农可以根据烟叶成熟度分批采收，这样可以最大限度地保证烟叶烘烤质量。密集式烤房中的工作人员普遍为专业技术水平高、经验丰富的烘烤人员，通过统一专业化操作可以有效避免挂灰烟等情况的产生，从而有效提高烟叶烘烤质量；温湿度自动控制，避免了烘烤当中人为或其他因素造成的温湿度与变黄、失水程度不协调，致使烟叶烤坏的可能，达到科学烘烤的目的，提高了烘烤质量。
2.3 技术工艺成熟
推广应用密集式烤房的前提条件是技术工艺成熟，通过多年的实践可以看出，密集式烤房的技术工艺已相当成熟，便于烟农掌握和操作。而且密集式烤房的工作模式有助于对相关人员进行统一培训和指导，从而便于新工艺和新技术的开展应用[5]。
3 密集式烤房的经济效益
3.1 用工（见表1）、能耗（见表2）、经济效益分析（见表3、表4）
3.2 效益分析
为定量分析应用密集式烤房的经济效益，本文以2012-2013年为调查研究期间，各年的烟叶烘烤成本包括煤炭、用电、柴油、土地租金、设备管护和烘烤用工等，2012年的烟叶烘烤成本合计为2.39元/kg，2013年的烟叶烘烤成本合计为2.20元/kg，与普通烤房相比，每烘烤1 kg烟叶，密集式烤房可以节约成本0.8～1.0，因此用密集烤房烘烤在节能增效方面，经济效益十分显著。
4 结语
密集式烤房为我国烟叶烘烤提供了先进的作业模式和工作基础，极大的提升了我国烟叶烘烤效率和工作水平，其在烟叶生产中的重要作用和优势日益凸显。为突破烘烤瓶颈奠定了坚实的基础，逐渐完善密集式烤房运作模式，为烟叶生产逐渐面向现代化、专业化和市场化提供了良好条件，确保烟叶生产持续、稳定、健康发展。
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