聚氨酯材料烤房的應(yīng)用研究

李 昂，夏志林，姜清治*，張文建，田 亮，萬 軍

(1．貴州省煙草公司遵義市公司務(wù)川縣分公司，貴州遵義564300;2．貴州省煙草公司遵義市公司，貴州遵義563000)

近年來，我國密集烘烤的研究已取得很大進(jìn)展［1－4］，密集烤房的建造、安裝和使用等幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題已得到基本解決［5－8］;但烤房占地面積大，烘烤過程需要消耗大量能量，而煙葉烘烤又是煙草生產(chǎn)集中耗能的主要環(huán)節(jié)［9］。因此，如何增加土地利用率、降低能耗、延長設(shè)備使用年限、完善烘烤工藝，是當(dāng)前密集烤房亟需解決的關(guān)鍵問題［10］。為了進(jìn)一步解決由于煙區(qū)轉(zhuǎn)移、土地流轉(zhuǎn)所造成的烤房資源浪費(fèi)等問題，有關(guān)人員開展了利用板房結(jié)構(gòu)烤房替代傳統(tǒng)的土建結(jié)構(gòu)烤房的研究［11］(90－95)，取得了一定成效。但這類研究甚少，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這類材料制作的烤房設(shè)備存在可塑性低、拼接不夠精準(zhǔn)等問題［7］。傳統(tǒng)土建密集烤房大量占用耕地資源，烤房廢棄后土地復(fù)耕困難［8］。另外，土建烤房施工及維護(hù)困難，受水源等條件限制較大［4］。采用新型聚氨酯節(jié)能板復(fù)合材料，建造、運(yùn)輸、安裝方便快捷，外形整潔，美觀大方，經(jīng)久耐用［12－17］，保溫及密封性能良好，節(jié)能環(huán)保，降低運(yùn)行燃料成本，可拆卸多次重復(fù)使用，減少土地資源的浪費(fèi)，并對(duì)提高煙葉烘烤品質(zhì)具有積極作用［11］(90－95)。研究表明，利用聚氨酯材料作為保溫材料可有效提高烤房保溫性能、降低能耗［15－17］。因此，對(duì)新型聚氨酯材料烤房的保溫性能及烘烤效果研究，可對(duì)推進(jìn)新型材料烤房的實(shí)用性提供參考。

1 材料與方法

1．1 材料 試驗(yàn)于2014年在貴州省遵義市務(wù)川縣豐樂鎮(zhèn)豐樂壩烘烤工廠進(jìn)行，供試烤煙品種為K326，聚氨酯材料烤房由鄭州容大科技發(fā)展有限公司提供，裝煙室規(guī)格均為8．0 m×2．7 m×3．8 m。循環(huán)風(fēng)機(jī)高速為1 440 r/min，低速為960 r/min。采用三段式烘烤工藝進(jìn)行烘烤。

1．2 方法 試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理:T1為聚氨酯材料烤房;T2為普通密集烤房。分別對(duì)2個(gè)處理烤房的水平溫差與垂直溫差進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)烘烤效果與成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1．2．1 平面溫度差測(cè)定。各層處于同一平臺(tái)的溫度計(jì)平面最大溫差△T=t最高溫度－t最低溫度，5 點(diǎn)溫度差最大應(yīng)不超過2 ℃。平面溫差計(jì)算:各棚平均溫差t平=(t1+t2+…+t5)/5;各棚的平面溫差△t=(∣t1－t平∣+∣t2－t平∣…+∣ t5－t平∣)/5。其中t1～t5為各棚各點(diǎn)溫濕度計(jì)的溫度讀數(shù)。

1．2．2 垂直溫度差測(cè)定。各層垂直溫濕度差為各層平均溫濕度之差。

1．2．3 烘烤效果與成本統(tǒng)計(jì)?？竞鬅熑~等級(jí)質(zhì)量:各處理煙葉各等級(jí)重量、上等煙葉比例、中等煙比例、橘黃葉率、黃煙率、雜色煙率、鮮葉重、干葉重、鮮干比、均價(jià)。

并對(duì)購置成本、使用炕數(shù)、單位質(zhì)量干煙用工費(fèi)、單位質(zhì)量干煙耗煤費(fèi)、單位質(zhì)量干煙用電費(fèi)、單位質(zhì)量干煙成本差價(jià)、均價(jià)(元)、效益進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1．3 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同烤房的控溫效果 由表1可以看出，從40～65℃，聚氨酯烤房和常規(guī)密集型烤房的平面溫差均隨著溫度升高稍有擴(kuò)大，各層的平面溫差均在0．2～0．5℃，2種材料烤房無差異，烤房分風(fēng)均勻。從垂直溫差看，從40～65℃ 2種形式烤房溫差均在0．60～0．90℃，烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓配置合理。為整個(gè)烤房在裝煙均勻條件下煙葉能夠均衡一致的變黃和干燥提供保障，有利于保證煙葉烘烤質(zhì)量。相比于常規(guī)密集型烤房，聚氨酯材料烤房的垂直溫差略平穩(wěn)。

表1 不同烤房的控溫效果

2．2 不同烤房的烘烤效果 由表2可知，對(duì)于下部葉，聚氨酯材料烤房(T1處理)中等煙率略高于常規(guī)密集烤房(T2處理)，而均價(jià)也高于T2處理;對(duì)于中部葉，T1處理上等煙率明顯高于T2處理，均價(jià)也高于T2處理，下等煙率略低于T2處理;而對(duì)于上部葉，T1處理上等煙率高于T2處理，下等煙率低于T2處理，T1處理均價(jià)也略高于T2處理。T1、T22種材料對(duì)烤房烤后煙葉均價(jià)無顯著差異影響。煙葉的鮮干比指鮮煙葉的總重量與干煙葉的總重量的比值，反映鮮煙葉含水量的大小。鮮煙葉含水量與烤房的耗煤量有關(guān)，含水量高，則烤干相同重量的煙葉所需的用于蒸發(fā)水分的熱量多，耗煤量大;含水量低，則耗煤量小。煙葉鮮干比基本一致，煙葉含水量基本相同，對(duì)煤耗的影響不顯著。

表2 不同烤房的烘烤效果

2．3 不同烤房的烘烤成本 按常規(guī)密集烤房使用年限為7年，每年烘烤6炕煙，每炕干煙平均重450 kg，聚氨酯材料烤房使用年限為15年，每年烘烤6炕煙，每炕煙干煙平均重450 kg來計(jì)算，T1處理下部葉和上部葉效益都高于T2處理，而中部葉則是T2處理高于T1處理。從表3中還可以看出，對(duì)于下、中、上部葉，T2處理的用煤費(fèi)用都高于T1處理，以至于用電費(fèi)用也高于T1處理。

表3 不同烤房的烘烤成本

3 結(jié)論與討論

空載時(shí)烤房層間溫度差異不大，平面溫度比較均勻。2種材料類型烤房烘烤過程中，T1(聚氨酯材料烤房)與T2常規(guī)密集烤房平面溫度差異不顯著，T1(聚氨酯材料烤房)的垂直溫差要略優(yōu)于T2(常規(guī)密集烤房)。聚氨酯材料烤房在空載時(shí)，平面溫度差異較小，層間溫度差異較小，這可能與聚氨酯材料良好的保溫性能有關(guān)［18］。在實(shí)際烘烤過程中，聚氨酯材料烤房升溫速度明顯優(yōu)于常規(guī)密集烤房;聚氨酯材料烤房與常規(guī)密集烤房平面溫差不顯著，垂直溫差中的底層溫差與中層溫差也不顯著，垂直溫差中的頂層溫差聚氨酯材料烤房要略低于普通密集烤房;常規(guī)烤房與聚氨酯材料烤房均能滿足煙葉烘烤需求，聚氨酯材料烤房保溫性能更高。

在烤后煙葉等級(jí)質(zhì)量調(diào)查中，對(duì)于上、中、下3個(gè)部位，T1(聚氨酯材料烤房)與T2(常規(guī)密集烤房)均價(jià)無顯著差異，說明T1(聚氨酯材料烤房)對(duì)烤后煙葉均價(jià)無影響，且比T2(常規(guī)密集烤房)烤后煙葉均價(jià)略微高。從不同材料類型烤房節(jié)本增效調(diào)查中可知，T1(聚氨酯材料烤房)在經(jīng)濟(jì)效益、耗煤量、耗電量、用工上優(yōu)于T2(常規(guī)密集烤房)。聚氨酯材料烤房較好的保溫性能減少了烘烤時(shí)間，因此減少了烘烤過程中的用煤量與用電量，從而達(dá)到降低烘烤成本的目的。

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