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摘要 开展了密集烤房加热室加热设备采用电加热板和普通炉体加热烘烤烟叶对比试验。结果表明，2种加热方式烤后烟叶质量相当，电加热板设备烤房较普通燃煤烤房烘烤中部烟叶、上部烟叶平均上中等烟比例分别提高2.55、1.05个百分点，均价分别提高0.51、0.34元/kg，每炕减少用工1个，减少用工成本80元。但是电加热板设备烤房电耗大，中部烟叶、上部烟叶烘烤能源成本较普通燃煤烤房平均每1kg干烟分别增加3.07、2.87元。电加热板设备烤房可降低烟农烘烤劳动强度，减少煤炭使用，较燃煤烤房更环保，具有良好的应用前景。
关键词 电加热板；烤房；烟叶
中图分类号 S210.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0156-02
Abstract A comparative experiment was conducted between the heating plate and the conventional furnace in heating room of the intensive barns to study the effect of heating and roasting tobacco leaves. The results showed that the quality of the tobacco leaves after the two heating methods were equivalent，compared with the common coal burning barn，the average proportion of upper and middle tobacco leaves made from the middle and upper of leaves by electric heating plate equipment barn increased by 2.55 percentage points and 1.05 percentage points，respectively，and the average price increased by 0.51 yuan/kg，0.34 yuan/kg，respectively，and the labor cost was reduced by 1 per worker，the labor cost reduced by 80 yuan.However，the electric heating plate equipment barn had large power consumption，the middle and upper of tobacco leaves baking energy costs increased by 3.07 yuan，2.87 yuan per kg of dry smoke compared with ordinary coal-fired barn.Electric heating plate equipment barn could reduce the labor intensity of the tobacco farmers，reduced the use of coal，more environmentally friendly than the coal-fired barn，had a good application prospect.
Key words electric heating plate；barn；tobacco
随着全球能源危机以及温室效应的加剧，可再生的、经济的、可循环利用的能源备受人们关注。能源价格一再攀升，烤烟生产成本逐年增加[1]，高效、优质、节能的密集烤房研究成为国内外研究的热点[2]。现阶段，节能以及环保的矛盾日益突出[3]，节能减排、减工降本是未来能源发展的趋势。国内对烟叶烤房的供热方式[4]和混合能源、热泵型太阳能、生物质燃烧锅炉等能源烤房的应用选择开展了大量的研究[5-7]。烤烟是泸州烟区古蔺县和叙永县的主要农业产业，深入探讨研究新能源加热设备的应用，对降低烤烟烘烤成本、增加烟农收入、实现烟草生产可持续发展、降低环境污染具有指导意义。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验地点选在泸州市古蔺县大寨乡向阳烘烤工场。
1.2 试验材料
密集烤房3座，装烟室的长、宽、高分别为8.0、2.7、3.5 m，加热室的长、宽、高分别为1.4、1.4、3.5 m；采用同一规格型号的温湿度自控仪自动控制；采用380 V三相交流电。不同类型加热设备的烤房供试烟叶品种均为云烟87，以中部烟叶和上部烟叶作为试验材料，按照三段式密集烘烤技术进行烘烤。
1.3 試验设计
将2座烤房加热室的加热设备改造为功率18 kW的电加热板设备。改造方法为拆除原有炉体，对密集烤房的供热系统进行改造，在烤烟房供热室内沿壁面设置2组黑铬科技技术电加热板，使电能转换成热能进行烟叶烘烤。各电加热板通过导线相连，导线引出与温度控制器相连，以便通过温度控制器对电加热板进行升温、恒温控制。改造烤房分别以T1、T2表示。剩下的1座普通燃煤密集型烤房（炉体增温设备）作为对照烤房。
1.4 观测记录
记录试验中2种不同加热设备类型烤房烘烤过程中的温度、湿度以及耗电量、耗煤量。按《烤烟》（GB 2635—92）对烤后烟叶进行外观质量评价和分级，计算3个烤房烤烟的上、中、下3个等级烟叶的比例。通过对烤后烟叶进行分级和外观质量评价，分别统计计算上部烟叶和下部烟叶烤烟的上等烟、中等烟和下低次烟的比例、均价以及烘烤成本等经济指标。
2 结果与分析 2.1 设备成本
由表1可知，电加热板设备制造成本较高，在改造现有加热设备过程中也需要拆补加热室墙壁，成本较普通燃煤烤房高3.48万元/座。
2.2 烘烤能源成本
由表2可知，从中部叶烘烤成本上看，T1、T2烘烤成本分别较普通燃煤烤房高3.25、2.88元/kg烟，烘烤每小时耗电量分别较普通燃煤烤房高17.85、16.70 kW·h；从上部叶烘烤成本上看，电加热板设备烤房烘烤成本分别较普通燃煤烤房高2.98、2.75元/kg烟，烘烤每小时耗电量分较比普通燃煤烤房高17.92、17.04 kW·h。
总体来说，在能耗方面，中部烟叶、上部烟叶烘烤的成本较普通燃煤烤房平均每1 kg干烟分别增加3.07、2.87元。在试验过程中T1、T2烤房在烟叶变黄期开启一组加热板就能达到所需烘烤温度，而在45 ℃排湿以后需要开启2组加热板才能达到烘烤所需温度，故在定色期和干筋期电耗较大。
在烘烤过程中，通过自控仪控制设备自动调节温度，T1、T2烤房无需人工加煤炭，且设备操作简便，每烤可减少用工1个，减少用工成本80元。设备改造后节约了用工成本，降低了烟农烘烤劳动强度。
2.3 烟叶外观质量
由表3可知，在中部叶外观质量方面，T1、T2和普通燃煤烤房成熟度均为成熟；烟叶均为橘黄色；身份均为中等，但T1、T2表现均较普通燃煤烤房好，以T2表现最佳；T2油分表现最佳；结构均为疏松；色度均为中。上部叶成熟度均为成熟，烟叶均为橘黄色，身份均为稍厚，结构均为稍密，但T1、T2油分较普通燃煤烤房稍多，且色度较普通燃煤烤房稍强。
2.4 烟叶等级比例及均价
由表4可知，中部烟叶烘烤试验中，T1、T2上等烟比例分别较普通燃煤烤房高出0.5、0.7个百分点；T1、T2烤房中等烟比例分别较普通燃煤烤房提高0.7、3.2个百分点；T1、T2烤房下低次烟比例分别较普通燃煤烤房降低1.2、3.9个百分点；T1、T2烤房烟叶均价分别较普通燃煤烤房提高0.15、0.87元/kg。
上部烟叶烘烤试验中，T1烤房上部叶上等烟比例较普通燃煤烤房低1.7个百分点，但中等烟比例较普通燃煤烤房高2.0个百分点；T2烤房上等烟比例较普通燃煤烤房高1.0个百分点，中等烟比例较普通燃煤烤房高0.8个百分点；T1、T2烤房下低次等烟比例分别较普通燃煤烤房降低0.3、1.8个百分点；T1、T2烤房均价分别较普通燃煤烤房提高0.20、0.48元/kg。
总体来说，电加热板设备烤房较普通燃煤烤房烘烤中部烟叶、上部烟叶平均上中等烟比例分别提高2.55、1.05个百分点，平均均价分别提高0.51、0.34元/kg，电加热板设备烤房在上中等烟比例上略优于普通燃煤烤房，但差异不显著。可能是由于在升温上电加热设备烤房更精准，在稳温上更精确，减少了烤坏烟比例，从而使经济效益略优于普通燃煤烤房。
3 结论与讨论
从能耗结果来看，电加热板设备烤房耗能明显高于普通密集型烤房，特别是在中后期的烘烤过程中耗能较大。但在劳动用工上，电加热设备自动进行温度调节，烘烤用工较普通燃煤烤房用工少1个，节约了用工成工成本，同时减轻了烟农烘烤的劳动强度。
从烟叶外观质量看，电加热板设备烤房表现均优于普通燃煤烤房。这可能是由于电加热板设备烤房升温较灵敏，升温速度快，能夠较好地控制烤房内温度变化，温度变化平稳，烘烤用时少，减少了烟叶烘烤过程中干物质消耗，提高了酯类物质、叶绿素等的转化，有利于提高烟叶干重和外观质量。从烤后烟叶质量看，电加热板设备烤房有利于提高中、上等烟的比例。
综上所述，电加热板设备烤房在减少烘烤用工、降低劳动强度、节能减排等方面具有明显的优势，但由于烤房设备生产成本高，自身能耗过大，造成烘烤成本投入过大，还需进一步改进电加热板生产工艺，有效降低生产成本和能耗，为推广应用奠定基础。
4 参考文献
[1] 郭宏亮.节能烘烤试验及烤房节能措施优化研究[D].重庆：重庆大学，2015.
[2] 孙光伟，陈振国，孙敬国.密集烤房能源利用现状及发展方向[J].安徽农业科学，2013（20）：8691-8693.
[3] 邓勇.节能减排烤烟烤房技术研究进展[J].作物研究，2012，26（增刊1）：163-166.
[4] 铁燕，和智君，罗会龙.烟叶烘烤密集烤房应用现状及展望[J].中国农学通报，2009，25（13）：260-262.
[5] 张大斌，卢泽，曹阳，等.混合能源密集型烟叶烤房烘烤试验[J].贵州大学学报（自然科学版），2016，33（2）：71-74.
[6] 彭宇，王刚，马莹，等.热泵型太阳能密集烤房烘烤节能途径探讨[J].河南农业科学，2011，40（8）：215-218.
[7] 王建安，刘国顺.生物质燃烧锅炉热水集中供热烤烟设备的研制及效果分析[J].中国烟草学报，2012，18（6）：32-37.
关键词 电加热板；烤房；烟叶
中图分类号 S210.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0156-02
Abstract A comparative experiment was conducted between the heating plate and the conventional furnace in heating room of the intensive barns to study the effect of heating and roasting tobacco leaves. The results showed that the quality of the tobacco leaves after the two heating methods were equivalent，compared with the common coal burning barn，the average proportion of upper and middle tobacco leaves made from the middle and upper of leaves by electric heating plate equipment barn increased by 2.55 percentage points and 1.05 percentage points，respectively，and the average price increased by 0.51 yuan/kg，0.34 yuan/kg，respectively，and the labor cost was reduced by 1 per worker，the labor cost reduced by 80 yuan.However，the electric heating plate equipment barn had large power consumption，the middle and upper of tobacco leaves baking energy costs increased by 3.07 yuan，2.87 yuan per kg of dry smoke compared with ordinary coal-fired barn.Electric heating plate equipment barn could reduce the labor intensity of the tobacco farmers，reduced the use of coal，more environmentally friendly than the coal-fired barn，had a good application prospect.
Key words electric heating plate；barn；tobacco
随着全球能源危机以及温室效应的加剧，可再生的、经济的、可循环利用的能源备受人们关注。能源价格一再攀升，烤烟生产成本逐年增加[1]，高效、优质、节能的密集烤房研究成为国内外研究的热点[2]。现阶段，节能以及环保的矛盾日益突出[3]，节能减排、减工降本是未来能源发展的趋势。国内对烟叶烤房的供热方式[4]和混合能源、热泵型太阳能、生物质燃烧锅炉等能源烤房的应用选择开展了大量的研究[5-7]。烤烟是泸州烟区古蔺县和叙永县的主要农业产业，深入探讨研究新能源加热设备的应用，对降低烤烟烘烤成本、增加烟农收入、实现烟草生产可持续发展、降低环境污染具有指导意义。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验地点选在泸州市古蔺县大寨乡向阳烘烤工场。
1.2 试验材料
密集烤房3座，装烟室的长、宽、高分别为8.0、2.7、3.5 m，加热室的长、宽、高分别为1.4、1.4、3.5 m；采用同一规格型号的温湿度自控仪自动控制；采用380 V三相交流电。不同类型加热设备的烤房供试烟叶品种均为云烟87，以中部烟叶和上部烟叶作为试验材料，按照三段式密集烘烤技术进行烘烤。
1.3 試验设计
将2座烤房加热室的加热设备改造为功率18 kW的电加热板设备。改造方法为拆除原有炉体，对密集烤房的供热系统进行改造，在烤烟房供热室内沿壁面设置2组黑铬科技技术电加热板，使电能转换成热能进行烟叶烘烤。各电加热板通过导线相连，导线引出与温度控制器相连，以便通过温度控制器对电加热板进行升温、恒温控制。改造烤房分别以T1、T2表示。剩下的1座普通燃煤密集型烤房（炉体增温设备）作为对照烤房。
1.4 观测记录
记录试验中2种不同加热设备类型烤房烘烤过程中的温度、湿度以及耗电量、耗煤量。按《烤烟》（GB 2635—92）对烤后烟叶进行外观质量评价和分级，计算3个烤房烤烟的上、中、下3个等级烟叶的比例。通过对烤后烟叶进行分级和外观质量评价，分别统计计算上部烟叶和下部烟叶烤烟的上等烟、中等烟和下低次烟的比例、均价以及烘烤成本等经济指标。
2 结果与分析 2.1 设备成本
由表1可知，电加热板设备制造成本较高，在改造现有加热设备过程中也需要拆补加热室墙壁，成本较普通燃煤烤房高3.48万元/座。
2.2 烘烤能源成本
由表2可知，从中部叶烘烤成本上看，T1、T2烘烤成本分别较普通燃煤烤房高3.25、2.88元/kg烟，烘烤每小时耗电量分别较普通燃煤烤房高17.85、16.70 kW·h；从上部叶烘烤成本上看，电加热板设备烤房烘烤成本分别较普通燃煤烤房高2.98、2.75元/kg烟，烘烤每小时耗电量分较比普通燃煤烤房高17.92、17.04 kW·h。
总体来说，在能耗方面，中部烟叶、上部烟叶烘烤的成本较普通燃煤烤房平均每1 kg干烟分别增加3.07、2.87元。在试验过程中T1、T2烤房在烟叶变黄期开启一组加热板就能达到所需烘烤温度，而在45 ℃排湿以后需要开启2组加热板才能达到烘烤所需温度，故在定色期和干筋期电耗较大。
在烘烤过程中，通过自控仪控制设备自动调节温度，T1、T2烤房无需人工加煤炭，且设备操作简便，每烤可减少用工1个，减少用工成本80元。设备改造后节约了用工成本，降低了烟农烘烤劳动强度。
2.3 烟叶外观质量
由表3可知，在中部叶外观质量方面，T1、T2和普通燃煤烤房成熟度均为成熟；烟叶均为橘黄色；身份均为中等，但T1、T2表现均较普通燃煤烤房好，以T2表现最佳；T2油分表现最佳；结构均为疏松；色度均为中。上部叶成熟度均为成熟，烟叶均为橘黄色，身份均为稍厚，结构均为稍密，但T1、T2油分较普通燃煤烤房稍多，且色度较普通燃煤烤房稍强。
2.4 烟叶等级比例及均价
由表4可知，中部烟叶烘烤试验中，T1、T2上等烟比例分别较普通燃煤烤房高出0.5、0.7个百分点；T1、T2烤房中等烟比例分别较普通燃煤烤房提高0.7、3.2个百分点；T1、T2烤房下低次烟比例分别较普通燃煤烤房降低1.2、3.9个百分点；T1、T2烤房烟叶均价分别较普通燃煤烤房提高0.15、0.87元/kg。
上部烟叶烘烤试验中，T1烤房上部叶上等烟比例较普通燃煤烤房低1.7个百分点，但中等烟比例较普通燃煤烤房高2.0个百分点；T2烤房上等烟比例较普通燃煤烤房高1.0个百分点，中等烟比例较普通燃煤烤房高0.8个百分点；T1、T2烤房下低次等烟比例分别较普通燃煤烤房降低0.3、1.8个百分点；T1、T2烤房均价分别较普通燃煤烤房提高0.20、0.48元/kg。
总体来说，电加热板设备烤房较普通燃煤烤房烘烤中部烟叶、上部烟叶平均上中等烟比例分别提高2.55、1.05个百分点，平均均价分别提高0.51、0.34元/kg，电加热板设备烤房在上中等烟比例上略优于普通燃煤烤房，但差异不显著。可能是由于在升温上电加热设备烤房更精准，在稳温上更精确，减少了烤坏烟比例，从而使经济效益略优于普通燃煤烤房。
3 结论与讨论
从能耗结果来看，电加热板设备烤房耗能明显高于普通密集型烤房，特别是在中后期的烘烤过程中耗能较大。但在劳动用工上，电加热设备自动进行温度调节，烘烤用工较普通燃煤烤房用工少1个，节约了用工成工成本，同时减轻了烟农烘烤的劳动强度。
从烟叶外观质量看，电加热板设备烤房表现均优于普通燃煤烤房。这可能是由于电加热板设备烤房升温较灵敏，升温速度快，能夠较好地控制烤房内温度变化，温度变化平稳，烘烤用时少，减少了烟叶烘烤过程中干物质消耗，提高了酯类物质、叶绿素等的转化，有利于提高烟叶干重和外观质量。从烤后烟叶质量看，电加热板设备烤房有利于提高中、上等烟的比例。
综上所述，电加热板设备烤房在减少烘烤用工、降低劳动强度、节能减排等方面具有明显的优势，但由于烤房设备生产成本高，自身能耗过大，造成烘烤成本投入过大，还需进一步改进电加热板生产工艺，有效降低生产成本和能耗，为推广应用奠定基础。
4 参考文献
[1] 郭宏亮.节能烘烤试验及烤房节能措施优化研究[D].重庆：重庆大学，2015.
[2] 孙光伟，陈振国，孙敬国.密集烤房能源利用现状及发展方向[J].安徽农业科学，2013（20）：8691-8693.
[3] 邓勇.节能减排烤烟烤房技术研究进展[J].作物研究，2012，26（增刊1）：163-166.
[4] 铁燕，和智君，罗会龙.烟叶烘烤密集烤房应用现状及展望[J].中国农学通报，2009，25（13）：260-262.
[5] 张大斌，卢泽，曹阳，等.混合能源密集型烟叶烤房烘烤试验[J].贵州大学学报（自然科学版），2016，33（2）：71-74.
[6] 彭宇，王刚，马莹，等.热泵型太阳能密集烤房烘烤节能途径探讨[J].河南农业科学，2011，40（8）：215-218.
[7] 王建安，刘国顺.生物质燃烧锅炉热水集中供热烤烟设备的研制及效果分析[J].中国烟草学报，2012，18（6）：32-37.