烟叶烘烤自动加煤装置及配套技术研究

唐玉春 唐艺华 周焜 李福荣 周君浩 袁坤 杨庆焱 崔俊 张燚 唐文艺 刘曦

摘  要：为提高烤后烟叶质量，减轻烘烤劳动强度的问题，在2020年的基础上反复改进测试，进一步扩大试验范围和规模，在全市8个种烟县（区）安装烟叶烘烤自动加煤装置的烤房，并与常规人工加煤烤房进行对比试验，通过对烘烤能耗、加煤次数、烤后烟叶外观质量以及经济性状等指标进行对比分析，研究自动加煤装置及配套技术在密集型烘烤中的可行性。研究结果表面：相对于常规的人工加煤烤房，自动加煤烤房实现了加煤的自动化调控，释放了劳动力，同时避免了人工加煤所导致的温、湿度不稳，提高了烟叶烘烤质量，取得了不错经济效益。

关健词：密集烘烤;自动加煤;能耗;烤后烟叶质量;经济效益

Abstract： In order to improve the quality of tobacco-cured tobacco leaves and reduce the labor intensity of tobacco-cured tobacco leaves， the test was repeatedly improved on the basis of 2020， and the scope and scale of the test were further expanded. The tobacco-cured tobacco automatic stoking equipment was installed in 8 tobacco-growing counties （districts） of the city， and the comparison test was conducted with the conventional manual stoking equipment. The feasibility of automatic coal feeding device and supporting technology in intensive baking was studied by comparing and analyzing the indexes of curing energy consumption， coal feeding times， appearance quality and economic characters of cured tobacco leaves. The results showed that compared with the conventional manual stoking oven， the automatic stoking oven realized the automatic control of stoking， released the labor force， avoided the temperature and humidity instability caused by manual stoking， improved the quality of tobacco curing， and achieved good economic benefits.

Key words： Intensive baking;Automatic coal;The energy consumption;Quality of cured tobacco leaves;Economic benefits

1 引言

烤房的性能好壞是落实烘烤工艺的关键，是保证烘烤质量的前提，是降低烘烤损失和烘烤成本成本的基础。我国大部分烟区都是以温湿度自动控制的密集烤房为主，这类烤房性能好，烘烤效果较好。目前，随着烟叶生产数字化转型升级，烟叶烘烤的数字化转型也势在必行。但是，我市使用的烤房中，生物质烤房仅占10%左右，大部分烤房仍依靠人工加煤进行烘烤操作，人工加煤导致烟农劳动强度大、用工成本增加，而且容易出现烘烤措施不及时、烤房内温度波动幅度大、燃料利用率低等问题，标准的烘烤工艺精准落实困难，严重影响了烘烤出的烟叶质量。因此，为了向烘烤数字化转型升级并轨，加强对密集烤房自动化系统的研究显得十分迫切。为次，在昭通市范围内开展烟叶烘烤自动加煤装置及配套技术研究，探究其可行性，为今后推广运用提供一定依据。

2 材料与方法

2.1 材料

试验时间：2021年7月—10月。

试验地点：昭通市的8个种烟县（区）的烤房群进行。

试验品种为各地区主栽品种，选用具有代表性，肥力均匀一致、烟叶素质基本相同的烟地进行试验取样。材料的田间生产、采收、编烟、装烟和烘烤按照昭通市烟草公司技术规范标准严格执行。

2.2 方法

2.2.1 试验设计

采用自动加煤装置的4台密集烤房（以下称自动加煤烤房）作为处理，常规人工加煤的4台密集烤房（以下称人工加煤烤房）作为对照。

2.2.2 试验原理

自动加煤控制系统由加煤仓、螺旋推进器等组成。其工作原理是根据设定的烘烤曲线，当烤房内温度低时，语音提示“温度过低”，此时螺旋推进器往燃烧室内进煤，同时助燃风机启动;当烤房内温度过高时，语音提示“温度过高”，此时螺旋推进器停止进煤，助燃风机停止工作。

2.2.3 测定项目与方法

烘烤能耗测定：记录各阶段耗煤、耗电情况，计算平均烘烤能耗。

人工加煤次数：记录变黄、定色和干筋阶段平均人工日加煤次数。

烤后烟叶外观质量评定：两个处理各选取能代表中、上部烟叶的烟叶，按照上中下4层，分别在距离隔热墙2、4、6米位置各取10竿烟叶，每炉共取60竿，评定其整体外观质量。

经济性状测定：各炉次烘烤结束并回潮后，按上述方法取烤后烟叶60竿，按现行烤烟国家标准等级，记录并计算上等烟比例、中等烟比例和均价。

煤块规格：选用1cm、3cm、5cm、8cm、10cm规格的煤进行测定，确定最佳规格煤标准。

3 结果与分析

3.1 烘烤能耗

由表1可知，自动加煤烤房平均烘烤能耗为1.59元/kg， 人工加煤烤房的平均烘烤能耗为1.71元/kg，自动加煤烤房的烘烤能耗成本比人工加煤烤房少0.12元/kg。

3.2 人工日均加煤次数

昭通市自动加煤烤房和人工加煤烤房的日均人工加煤次数比较见表2。在变黄阶段，自动加煤烤房的日均人工加煤次数较人工加煤烤房少1.2次;在定色阶段，自动加煤烤房的日均人工加煤次数较人工加煤烤房少2.2次;在干筋阶段，自动加煤烤房与人工加煤烤房的日均人工加煤次数少1.5次。

3.3 烤后烟叶外观质量

烟叶外观质量比较分析见表3，处理与对照的烟叶成熟度一致，处理的上、下部叶片结构疏松度优于对照，处理的叶片身份、油份、颜色与色度均优于对照。自动加煤烤房的烟叶外观质量整体优于人工加煤烤房的烟叶外观质量。

3.4 经济性状测定

3.5 煤块规格

自动加煤装置使用煤块规格分析见表5，处理的煤块规格为3-5CM烘烤效果较好，煤块规格为8CM的表现次之，煤块规格为1CM和10CM的表现最差。在对照中，煤块规格为5-8CM较好，1CM、3CM和10CM次之。总体来看，自动加煤机由于机械结构的影响，导致对煤块规格要求较高，以3-5CM左右的煤块较为适宜。人工加煤烤房各县区对煤块规格要求不一致，对比来看，煤块规格在5-8CM左右时较为适宜。自动加煤机对煤块规格的高要求有可能会导致烘烤成本的增加。

4 结论与讨论

在能耗方面，在8个县（区）的烘烤试验过程中，通过自动加煤设备，实现了每次添煤量少、添煤次数多操作，提高了煤炭的燃烧利用率，除了彝良县和威信县因设备参数设置不合理导致煤炭用量偏多外，其余各县（区）煤炭使用量都降低，自动加煤装置特有结构也对提高煤炭燃烧效率起到了一定作用。在用电方面，由于温湿度控制器实现了多种设备的智能控制，各种设备之间的运转衔接更为高效，使用自动加煤设备后用电量有所增加。

在加煤次数方面，昭通市境内的烤房相对以分散独立，人工加煤烤房日均加煤5次，需维劳动力长期蹲守烤房进行操作，耽误了参与其他农事操作的时间。而自动加煤装置的烤房一天最多只需加3次煤，采用自动加煤装置的后，就有效地降低了烘烤用工成本。

在烘烤的烟叶质量及经济效益方面，自动加煤装置烤房可按预设的烘烤工艺程序进行自动加煤升温及控火稳温，杜绝了因人为加煤操作失误导致温、湿度不稳定所造成的烟叶烘烤损失。自動加煤装置烤房烤后烟叶叶片结构更为疏松，色度更强，橘黄烟更多，外观质量得到保证。自动加煤装置烤房烤后烟叶的上等烟比例和均价明显都有所提高，结合烘烤能耗等指标，经济效益显著增加。

在煤块规格方面，自动加煤装置烤房相对于人工加煤烤房对煤块规格的要求偏高，对煤的质量要求也偏高，使用过程中，自动加煤装置也存在一定的故障率，增大维修成本，对于自动加煤设备还有要做进一步的优化与改进。各县（区）的试验结果不尽相同，证明自动加煤装置在各县（区）的烘烤习惯、装置使用方法上还存在差异，须统一一个标准来执行烟叶烘烤过程，在最大限度上达到预期效果。

综上所述。自动加煤设备实现了烘烤过程加煤自动化调控，使煤炭燃烧更充分，烤房内温度控制更精准、更平稳。在降低能耗的同时还降低了劳动强度，减少了烟农用工成本，并且确保烘烤工艺精准落实，提高了烤后烟叶整体质量。自动加煤装置在烟叶烘烤过程中提质增效、减工降本效果明显，具有进一步广泛应用与推广的价值。

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