聚氨酯材料烤房的应用研究

李 昂，夏志林，姜清治*，张文建，田 亮，万 军

(1．贵州省烟草公司遵义市公司务川县分公司，贵州遵义564300;2．贵州省烟草公司遵义市公司，贵州遵义563000)

近年来，我国密集烘烤的研究已取得很大进展［1－4］，密集烤房的建造、安装和使用等几项关键技术问题已得到基本解决［5－8］;但烤房占地面积大，烘烤过程需要消耗大量能量，而烟叶烘烤又是烟草生产集中耗能的主要环节［9］。因此，如何增加土地利用率、降低能耗、延长设备使用年限、完善烘烤工艺，是当前密集烤房亟需解决的关键问题［10］。为了进一步解决由于烟区转移、土地流转所造成的烤房资源浪费等问题，有关人员开展了利用板房结构烤房替代传统的土建结构烤房的研究［11］(90－95)，取得了一定成效。但这类研究甚少，同时发现这类材料制作的烤房设备存在可塑性低、拼接不够精准等问题［7］。传统土建密集烤房大量占用耕地资源，烤房废弃后土地复耕困难［8］。另外，土建烤房施工及维护困难，受水源等条件限制较大［4］。采用新型聚氨酯节能板复合材料，建造、运输、安装方便快捷，外形整洁，美观大方，经久耐用［12－17］，保温及密封性能良好，节能环保，降低运行燃料成本，可拆卸多次重复使用，减少土地资源的浪费，并对提高烟叶烘烤品质具有积极作用［11］(90－95)。研究表明，利用聚氨酯材料作为保温材料可有效提高烤房保温性能、降低能耗［15－17］。因此，对新型聚氨酯材料烤房的保温性能及烘烤效果研究，可对推进新型材料烤房的实用性提供参考。

1 材料与方法

1．1 材料 试验于2014年在贵州省遵义市务川县丰乐镇丰乐坝烘烤工厂进行，供试烤烟品种为K326，聚氨酯材料烤房由郑州容大科技发展有限公司提供，装烟室规格均为8．0 m×2．7 m×3．8 m。循环风机高速为1 440 r/min，低速为960 r/min。采用三段式烘烤工艺进行烘烤。

1．2 方法 试验设置2个处理:T1为聚氨酯材料烤房;T2为普通密集烤房。分别对2个处理烤房的水平温差与垂直温差进行测定，并对烘烤效果与成本进行统计。

1．2．1 平面温度差测定。各层处于同一平台的温度计平面最大温差△T=t最高温度－t最低温度，5 点温度差最大应不超过2 ℃。平面温差计算:各棚平均温差t平=(t1+t2+…+t5)/5;各棚的平面温差△t=(∣t1－t平∣+∣t2－t平∣…+∣ t5－t平∣)/5。其中t1～t5为各棚各点温湿度计的温度读数。

1．2．2 垂直温度差测定。各层垂直温湿度差为各层平均温湿度之差。

1．2．3 烘烤效果与成本统计。烤后烟叶等级质量:各处理烟叶各等级重量、上等烟叶比例、中等烟比例、橘黄叶率、黄烟率、杂色烟率、鲜叶重、干叶重、鲜干比、均价。

并对购置成本、使用炕数、单位质量干烟用工费、单位质量干烟耗煤费、单位质量干烟用电费、单位质量干烟成本差价、均价(元)、效益进行统计。

1．3 数据处理 试验数据采用Excel 2010进行分析。

2 结果与分析

2．1 不同烤房的控温效果 由表1可以看出，从40～65℃，聚氨酯烤房和常规密集型烤房的平面温差均随着温度升高稍有扩大，各层的平面温差均在0．2～0．5℃，2种材料烤房无差异，烤房分风均匀。从垂直温差看，从40～65℃ 2种形式烤房温差均在0．60～0．90℃，烤房循环风机风压配置合理。为整个烤房在装烟均匀条件下烟叶能够均衡一致的变黄和干燥提供保障，有利于保证烟叶烘烤质量。相比于常规密集型烤房，聚氨酯材料烤房的垂直温差略平稳。

表1 不同烤房的控温效果

2．2 不同烤房的烘烤效果 由表2可知，对于下部叶，聚氨酯材料烤房(T1处理)中等烟率略高于常规密集烤房(T2处理)，而均价也高于T2处理;对于中部叶，T1处理上等烟率明显高于T2处理，均价也高于T2处理，下等烟率略低于T2处理;而对于上部叶，T1处理上等烟率高于T2处理，下等烟率低于T2处理，T1处理均价也略高于T2处理。T1、T22种材料对烤房烤后烟叶均价无显著差异影响。烟叶的鲜干比指鲜烟叶的总重量与干烟叶的总重量的比值，反映鲜烟叶含水量的大小。鲜烟叶含水量与烤房的耗煤量有关，含水量高，则烤干相同重量的烟叶所需的用于蒸发水分的热量多，耗煤量大;含水量低，则耗煤量小。烟叶鲜干比基本一致，烟叶含水量基本相同，对煤耗的影响不显著。

表2 不同烤房的烘烤效果

2．3 不同烤房的烘烤成本 按常规密集烤房使用年限为7年，每年烘烤6炕烟，每炕干烟平均重450 kg，聚氨酯材料烤房使用年限为15年，每年烘烤6炕烟，每炕烟干烟平均重450 kg来计算，T1处理下部叶和上部叶效益都高于T2处理，而中部叶则是T2处理高于T1处理。从表3中还可以看出，对于下、中、上部叶，T2处理的用煤费用都高于T1处理，以至于用电费用也高于T1处理。

表3 不同烤房的烘烤成本

3 结论与讨论

空载时烤房层间温度差异不大，平面温度比较均匀。2种材料类型烤房烘烤过程中，T1(聚氨酯材料烤房)与T2常规密集烤房平面温度差异不显著，T1(聚氨酯材料烤房)的垂直温差要略优于T2(常规密集烤房)。聚氨酯材料烤房在空载时，平面温度差异较小，层间温度差异较小，这可能与聚氨酯材料良好的保温性能有关［18］。在实际烘烤过程中，聚氨酯材料烤房升温速度明显优于常规密集烤房;聚氨酯材料烤房与常规密集烤房平面温差不显著，垂直温差中的底层温差与中层温差也不显著，垂直温差中的顶层温差聚氨酯材料烤房要略低于普通密集烤房;常规烤房与聚氨酯材料烤房均能满足烟叶烘烤需求，聚氨酯材料烤房保温性能更高。

在烤后烟叶等级质量调查中，对于上、中、下3个部位，T1(聚氨酯材料烤房)与T2(常规密集烤房)均价无显著差异，说明T1(聚氨酯材料烤房)对烤后烟叶均价无影响，且比T2(常规密集烤房)烤后烟叶均价略微高。从不同材料类型烤房节本增效调查中可知，T1(聚氨酯材料烤房)在经济效益、耗煤量、耗电量、用工上优于T2(常规密集烤房)。聚氨酯材料烤房较好的保温性能减少了烘烤时间，因此减少了烘烤过程中的用煤量与用电量，从而达到降低烘烤成本的目的。

［1］黄维．烤房类型对烤后烟叶质量的影响［J］．安徽农业科学，2012，40(20):10713－10716．

［2］徐成龙，苏家恩，张聪辉，等．不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究［J］．安徽农业科学，2015(2):264－266．

［3］黄宝瑞，陈科，陈毓贤，等．太阳能集热与余热回收烤房的增温节能效果研究［J］．河南农业科学，2015(6):151－155．

［4］王方锋，谭青涛，杨杰，等．不同气流运动方向密集烤房与普通烤房对比研究［J］．中国烟草科学，2007，28(2):17 －18，37．

［5］王卫峰，陈江华，宋朝鹏，等．密集烤房的研究进展［J］．中国烟草科学，2005，26(3):12 －14．

［6］徐秀红，孙福山，王永，等．我国密集烤房研究应用现状及发展方向探讨［J］．中国烟草科学，2008，29(4):54 －56，61．

［7］向裕华，张宗锦，李华兵，等．碳氢有机质燃料烘烤设备在密集烤房中的应用［J］．农业工程学报，2014(2):219－223．

［8］谢已书，邹焱，李国彬，等．密集烤房不同装烟方式的烘烤效果［J］．中国烟草科学，2010，31(3):67 －69．

［9］周芳芳，詹军，王柱石，等．密集烤房与普通烤房烤后上部烟叶香气品质分析［J］．江苏农业科学，2014(3):229 －233．

［10］张晓龙，周芳芳，詹军，等．烤房类型对烤后中上部烟叶内在品质的影响［J］．云南农业大学学报(自然科学版)，2014，29(5):711 －718．

［11］董淑君，黄明迪，王耀锋，等．密集烤房与普通烤房烘烤中烟叶色素和多酚含量的变化分析［J］．中国烟草科学，2015(1):90－95．

［12］周立明，杨彩霞，高丽君，等．耐高温丙烯酸酯类聚氨酯材料的制备与性能研究［J］．工程塑料应用，2014(7):21－24．

［13］黄茂松，张骥红，贾润萍，等．聚氨酯材料在中国战略性新兴产业中的应用［J］．聚氨酯工业，2013，28(1):1 －6．

［14］胡小洋，张燕霞，张弢，等．以PEG为间隔基固定赖氨酸制备血液相容的聚氨酯材料［J］．高等学校化学学报，2009，30(3):613 －617．

［15］李小兵，刘莹．医用聚氨酯材料表面化学法镀银的前处理工艺研究［J］．材料工程，2010(9):86 －90．

［16］刘文济，涂伟萍，王锋，等．汽车用聚氨酯材料的应用与研究进展［J］．聚氨酯工业，2015(3):26 －30．

［17］鲍海阁，王宇飞，郇彦，等．新型聚氨酯材料及其在舰船中的应用［J］．应用化学，2013，30(10):1099 －1106．

［18］詹军，张晓龙，周芳芳，等．密集烤房与普通烤房烤后烟叶香气质量的对比分析［J］．河南农业科学，2013，42(7):36 －42，56．