生物质能源自动化烘烤对提高烟叶品质方面的影响

高福宏+王志江+温丽娜+陶琼+杨正权+金子学+展恩能+徐云

摘要：为比较生物质燃料与常规煤燃料烘烤出的烟叶在品质上的差异，对生物质燃料和常规煤燃料烘烤出的烟叶进行了外观质量和内在品质观测。结果表明，在外观质量上，生物质能源烘烤出的烟叶上等烟比例高于常规燃料，其内在品质、评吸质量也更胜一筹。

关键词：生物质能源；烘烤；烟叶品质

中图分类号：TS44 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）06-1123-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.06.033

Abstract： To compare the quality of cured tobacco which were baked by biomass fuel and conventional fuel， the differences of appearance and internal quality of cured tobacco were observed. The results showed that under automatic baking by biomass energy， the percentage of superior tobacco was larger and the economic benefit， internal quality and quality estimate were better than baking by conventional fuel.

Key words： biomass energy； bake； quality of cured tobacco

烟叶烘烤的优劣直接决定了烟叶的外观等级和价格，事关烟农的切身利益，也是卷烟工业对烟叶原料质量的要求。影响烟叶烘烤质量的主要因素包括温湿度、燃料、烤房结构等。前人对常规烟叶烘烤的研究较多，但大都集中于烤房结构优化[1-5]、不同装烟方式[6-8]、烘烤温湿度调节[9]、燃煤用量配比等方面，对生物质颗粒燃料的研究主要趋向于趋势研究[10-12]，而对生物质用于烤烟的研究相对较少。生物质能源燃料与煤燃烧相比，具有低污染和洁净的特点。生物质燃料一般发热值在15 906.237～17 580.578 kJ/kg之间，灰分低于5%，还可作为优质钾肥还田利用[7]，排放污染物可忽略不计，与煤相比，具有易点火、升温快、火力强、易于控制燃烧等特点。为了进一步明确生物质燃料烘烤对烟叶品质的影响，2014-2015年，对不同燃料烘烤的烟叶的外观品质、内在化学成分、评吸结果进行了综合比较。结果表明，生物质燃料烘烤不仅具有显著的环保优势，而且在提升烟叶的外观及内在品质上也具有明显的优势。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试品种

2014-2015年在云南省寻甸县烟草科技试验基地、禄劝县九龙镇、撒营盘镇、屏山镇、石林县长湖镇5个试验点进行试验。供试品种选择同一农户、长势正常、成熟度相同的烟叶，供试烤烟品种为云烟87、K326及云烟99。

1.2 生物质颗粒燃料制备

收集烟秆、玉米秆晒干，充分粉碎之后以烟秆∶玉米秆=7∶3的比例混合，利用生物质颗粒机制成烟秆生物质颗粒燃料成品（颗粒直径8 mm，平均长度4～5 cm）备用。生物质颗粒燃料由寻甸县烟草科技试验基地加工制作。

1.3 生物质烘烤设备运行参数

在生物质燃料烘烤烟叶的过程中，燃料的自动添加与温度、风机风力、加料间隔时间及加料量呈现动态变化的趋势。由表1可知，试验完成了生物质燃料烘烤烟叶的过程，烘烤后分不同烟叶类型取样检测。生物质新型烘烤机（KM-9）由云南名泽烟草机械有限公司提供。

1.4 试验方法

以常规密集型烤房、全新建设的生物质能源烤房、设备对接改造生物质烤房、农村土烤房4种类型进行烘烤对比。对不同燃料、不同类型烤房的烟叶样本进行了分类取样，抽取1 kg各种烤房类型条件下初烤烟叶样品C3F进行外观和内在化学成分的对比，并进行评吸比较。其中外观质量的对比主要以不同燃料所烘烤的烟叶上等烟的比例进行比较。内在质量及评吸结果以化学成分检测及评吸结果进行比较。

2 结果与分析

2.1 初烤烟叶外观质量比较

由表2可知，相同品种、部位及成熟度的烟叶分别用2种不同的烘烤方法烘烤，在外观质量上，生物质烘烤的烟叶无论上等烟比例还是产值都显著高于以煤炭为原料烘烤的烟叶。以上部烟叶来看，上等烟比例约是煤炭烘烤的2倍，产值平均约提高4.17元/kg；以中部烟叶来看，上等烟比例约提升10.40%，产值平均约提高1.32元/kg。烟叶产值提升比例为5.40%～37.05%。

由表3可知，云烟87在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的上部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤34.6%，产值提升1.4元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的上部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤43%，产值提升2.5元/kg。使用煤炭作为燃料，常规密集型烤房烘烤出的上等烟平均比例较农村土烤房高出12.94%，产值平均高出2.88元/kg；使用生物质作为燃料，密集烤房改造的生物质烤房烘烤出的上等烟比例较土烤房改造的生物质烤房高出11.31%，产值平均高出1.71元/kg。由此可见，生物质燃料比煤炭烘烤，设备对接改造的生物质烤房比密集型烤房、农村土烤房烘烤在提高烟叶品质及产值上具有明显优势。

由表4可知，云烟87在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物質燃料烘烤的中部烟叶上等烟比例高出木柴烘烤15.5%，产值提升1.9元/kg；在土烤房和土烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的中部烟叶上等烟比例高出木柴烘烤17.4%，产值提升4.6元/kg。以相同燃料烘烤，其上等烟比例及产值略有差异，但差异不明显。

由表5可知，云烟87在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的中下部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤15.7%，产值提升3.56元/kg。

由表6可以看出，云烟99在常规密集烤房和密集烤房改造的生物质烤房中，生物质燃料烘烤的中部烟叶上等烟比例高出煤炭烘烤3.97%，产值提升1.95元/kg。

综上所述，以生物质燃料烘烤出的上等烟比例较煤炭烘烤的上等烟比例高2.54%～23.00%，干烟平均产值高0.98～4.96元/kg；以生物质燃料的农村土烤房设备对接改造烤房烘烤出的上等烟比例较以煤炭或木柴作为燃料的上等烟比例高3.97%～20.57%，干烟平均产值高0.08～5.13元/kg。由此可见，生物质能源烘烤可以明显提高烟叶的外观质量及产值。

2.2 烟叶内在化学成分比较

由表7～表9可知，在不同燃料、不同类型烤房条件下，把相同品种、相同部位、相同成熟度的烟叶分别烘烤，无论使用常规密集型烤房或农村土烤房，总体来看（检测结果中个别数值稍有偏差），以生物质作为燃料烤出的初烤烟叶烟碱含量均低于以煤炭或木柴作为燃料烤出的干烟叶，而以生物质为燃料烘烤的烟叶总糖、还原糖、总氮整体含量较高；使用相同的燃料（煤炭、木柴或生物质），常规密集型烤房烘烤烟叶烟碱含量均低于农村土烤房烘烤出的初烤烟叶。

2.3 工业评吸结果比较

由表10可知，从15组不同燃料烘烤的初烤烟叶评吸对比结果可以得出，煤炭烘烤的品吸结果共计1 068.1分，生物质烘烤的品吸结果共计1 071分。生物质烘烤的烟叶评吸效果好于煤炭烘烤。具体表现为香气量增加，烟叶浓度、劲头均高于用煤炭烘烤的同类烟叶，余味舒适度上升，烟气透发顺畅，香气饱满厚实，刺激性小，细腻柔绵的特征明显，总体质量好。

3 小结与讨论

烘烤对比试验结果表明，将相同品种、相同部位、相同成熟度的烟叶分别烘烤，无论使用常规密集型烤房或是农村土烤房，生物质燃料烤出的烟叶外观品质更好，上等烟比例及产值均高于煤炭烘烤或木柴烘烤。生物质燃料烘烤出的烟叶化学成分在总糖、还原糖、总氮、水溶性氯离子、蛋白质方面总体偏高，烟碱、淀粉的含量整体有所降低，氯化钾含量水平基本保持一致。生物质能源烘烤通过生物质燃烧机、温湿度一体控制仪，实现烟叶烘烤的自动化控制，烘烤温湿度控制精准，烟叶的烘烤工艺得以完整实现，因此促进了烟叶的外观质量、内在化学成分向有利与卷烟工业需求的方向发展。同时，自动烘烤减少人工烧火温度上下波动较大的影响，降低了烤坏烟的比例。各类初烤烟叶工业评吸对比结果与上述检测结果基本一致，说明生物质能源自动化烘烤出的烟叶品质更符合卷烟工业的需求。

生物质能源烘烤不仅可以节省人工成本，而且原料来源丰富、可以再生。利用生物质农业进行烟叶烘烤，可以明显提高烟叶的外观质量和内在品质，有益于环境生态保护。在煤炭能源逐渐减少、资源不断消耗的形势下，利用生物质新能源进行烟叶烘烤将是烟叶烘烤改革的重要发展趋势[8]。

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