不適用煙葉循環(huán)綜合利用技術(shù)研究

喻 曉，顧會戰(zhàn)，張啟莉，尹振華，彭賢超

(1.四川省煙草公司廣元市公司，四川廣元 628100；2.廣元市煙草公司劍閣分公司，四川廣元 628100)

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不適用煙葉循環(huán)綜合利用技術(shù)研究

喻 曉1，顧會戰(zhàn)1，張啟莉1，尹振華2，彭賢超2

(1.四川省煙草公司廣元市公司，四川廣元 628100；2.廣元市煙草公司劍閣分公司，四川廣元 628100)

摘要通過高溫爆破技術(shù)將切成小段的不適用煙葉與煙桿按照7∶1的比例在230 ℃、1.2 MPa高溫高壓條件下爆破15 min，將氣爆產(chǎn)物和輔料按7∶3放入發(fā)酵池并加入AT發(fā)酵基發(fā)酵，調(diào)節(jié)水分至50%～60%，待溫度升到55 ℃以上，每隔3 d翻堆一次，發(fā)酵60 d充分腐熟形成有機(jī)肥。該有機(jī)肥料通過四川省肥料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢驗(yàn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)ELISA煙草病毒檢查試紙檢測未檢出病毒病，可安全使用。

關(guān)鍵詞不適用煙葉；高溫爆破；發(fā)酵；有機(jī)肥；綜合利用

隨著煙葉產(chǎn)業(yè)的持續(xù)規(guī)模化發(fā)展以及工業(yè)企業(yè)對原料結(jié)構(gòu)的不斷提升，不適用煙葉處理產(chǎn)生的廢棄煙葉數(shù)量不斷增加，將對煙區(qū)農(nóng)村生產(chǎn)、生活造成不利影響，若不進(jìn)行科學(xué)處理，將會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。同時，不適用煙葉中含有大量煙葉生長所需的氮、磷、鉀等元素，是煙草生長的優(yōu)質(zhì)鉀源之一，如果繼續(xù)采用掩埋、焚燒等傳統(tǒng)的處理方法，將會對植煙生態(tài)環(huán)境造成不利影響和極大的資源浪費(fèi)[1-2]。為有效利用資源、保護(hù)環(huán)境，發(fā)展優(yōu)質(zhì)生態(tài)煙葉，積極開展不適用煙葉循環(huán)利用研究，筆者試圖探索一套不適用煙葉無公害處理及循環(huán)綜合利用的技術(shù)，為煙葉產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、健康、生態(tài)、科學(xué)發(fā)展開辟新的途徑。

1不適用煙葉處理的工藝原理

植物纖維素、木質(zhì)素等大分子物質(zhì)在自然條件下難以被微生物分解利用。該試驗(yàn)采用“高壓蒸氣爆破工程技術(shù)”，在高溫高壓條件下，瞬間減壓(類似于爆米花生產(chǎn)原理)處理田間清除的鮮煙葉和作為輔料的廢棄煙桿，破壞了植物組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)，促進(jìn)木質(zhì)素、纖維素和半纖維素等組織的分離，使其成為易于被微生物分解利用的物質(zhì)。

2研究內(nèi)容

2.1高溫爆破技術(shù)爆破壓力梯度選擇設(shè)定爆破壓力梯度，分別為0.9、1.0、1.1、1.2、1.3 MPa[3]進(jìn)行15 min穩(wěn)壓后爆破。

通過梯度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(圖1)，0.9 MPa下不適用煙葉(桿)開始褐變，但木質(zhì)較粗，不易捏碎，有輕微焦糖味；1.0 MPa下不適用煙葉(桿)褐變顏色加深，木質(zhì)稍有變細(xì)，手捏不易碎，焦糖味變重；1.1 MPa下不適用煙葉(桿)褐變顏色呈淺黑色，木質(zhì)較細(xì)，用手輕捏木質(zhì)呈粉狀，焦糖味較濃； 1.2 MPa下不適用煙葉(桿)褐變顏色呈淺黑色，木質(zhì)基本完全被分解，焦糖味變重，有淡淡的焦炭味，水分適中；1.3 MPa下不適用煙葉(桿)褐變顏色呈黑色，木質(zhì)完全被分解，有較重的焦炭味，水分較重導(dǎo)致產(chǎn)出物呈團(tuán)狀。通過綜合比較發(fā)現(xiàn)，在1.2 MPa處理后效果最佳。

圖1　各個梯度壓力下爆破效果Fig.1　The blasting effects under different gradient pressure

2.2爆破原料優(yōu)化將不適用煙葉單獨(dú)爆破和不適用煙葉+廢棄煙桿混合爆破做對比。由表1可見，以不適用鮮煙葉作為單一原料，試驗(yàn)處理不適用煙葉重量為380 kg，處理后獲得產(chǎn)物45.6 kg，得率僅為12%。由于鮮煙葉含水量大，如果僅用鮮煙葉作為氣爆原料，汽爆后產(chǎn)物得率低，而且產(chǎn)物為很稀的漿糊狀，不適合作為發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥的前體物。

表1　不適用煙葉單獨(dú)氣爆和不適用煙葉與廢棄煙桿混合處理試驗(yàn)

以廢棄煙桿作為氣爆的輔料，調(diào)節(jié)含水量，按不適用煙葉與煙桿7∶1比例作氣爆原料。試驗(yàn)每罐處理加入350 kg不適用煙葉和50 kg廢棄煙桿，氣爆后得到發(fā)酵物料干重87.0 kg，產(chǎn)物得率21.7%，比用不適用煙葉單一原料得率高近1倍。同時，氣爆產(chǎn)物含水量降低，形態(tài)為固態(tài)絮狀，可作為發(fā)酵前體物。廢棄煙桿原材料資源豐富，且能解決因廢棄煙桿處理不當(dāng)造成煙地和煙區(qū)生態(tài)環(huán)境的問題。

2.3發(fā)酵時長確定將處理后的原料與營養(yǎng)源按7∶3混合并加入AT發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵20、30、45、60 d處理。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AT-20 d條件下有淡淡的刺鼻味道及臭雞蛋味，用手插入發(fā)酵堆能感覺發(fā)熱發(fā)燙，溫度在42 ℃左右，表面有霜霉?fàn)钗镔|(zhì)；AT-30 d有較為強(qiáng)烈的刺鼻味道及臭雞蛋味，用手插入發(fā)酵堆能感覺發(fā)熱發(fā)燙，溫度在48 ℃左右，有白色霧氣冒出，表面有霜霉?fàn)钗镔|(zhì)；AT-45 d有強(qiáng)烈的刺鼻味道及臭雞蛋味，用手插入發(fā)酵堆能感覺發(fā)熱發(fā)燙并有不適感，有水分感，溫度在55 ℃左右，有白色霧氣冒出，表面有霜霉?fàn)钗镔|(zhì)；AT-60 d有刺鼻味道及臭雞蛋味，用手插入發(fā)酵堆能感覺發(fā)熱發(fā)燙，溫度變化不大，在50 ℃左右，表面有霜霉?fàn)钗镔|(zhì)，表層發(fā)酵物有結(jié)塊狀。通過比較可知，AT-60 d的效果要優(yōu)于其他發(fā)酵條件。

2.4不適用煙葉處理工藝流程根據(jù)以上試驗(yàn)，可將不適用煙葉的處理工藝流程整理得圖2。

圖2　不適用煙葉處理工藝流程Fig.2　The processing course of inapplicable tobacco leaf

3有機(jī)肥成分及病毒檢測

將生產(chǎn)出的有機(jī)肥送至四川省肥料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)(圖3、4)，有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量為85%，高于國家45%的標(biāo)準(zhǔn)；pH在5.5～8.5，未檢測出蛔蟲卵和糞大腸菌。對有害元素檢測發(fā)現(xiàn)，砷、鉛、鎘、鉻、汞均未超標(biāo)。同時，通過“ELISA”試紙經(jīng)過初步檢測，未檢測出病毒病，因此表明生產(chǎn)出的有機(jī)肥符合大田需求。

圖3　生產(chǎn)成品病毒檢驗(yàn)報告Fig.3　The finished products virus test report

圖4　ELISA病毒性測試Fig.4　ELISA virus test

4結(jié)論

通過高溫爆破將不適用煙葉(桿)轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)所需的有機(jī)肥，不僅減少了資源的浪費(fèi)，而且降低了煙農(nóng)的產(chǎn)前投入成本，具有較高的利用價值。在下一步工作中，為了使有機(jī)肥成分配比更加趨于合理化，將繼續(xù)優(yōu)化原料配方，降低肥料成本；同時，利用其他作物的廢棄秸稈開展綜合利用研究，可拓寬原材料來源，使資源得到充分的再利用。

參考文獻(xiàn)

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[3] 寇明鈺，馮廣林，李剛，等.蒸汽爆破對煙葉木質(zhì)纖維素和中性香味成分含量及其顯微結(jié)構(gòu)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013(2)：110-115.

Study on Recycling Comprehensive Utilization Technology of Inapplicable Tobacco Leaf

YU Xiao, GU Hui-zhan, ZHANG Qi-li et a

(Guangyuan Branch of Sichuan Tobacco Company, Guangyuan, Sichuan 628100)

AbstractUnder the high temperature and high pressure conditions of 230 ℃, 1.2 MPa, small pieces of inapplicable tobacco leaf and tobacco rod (ratio of 7∶1) were balsted for 15 min, the products and accessories(ratio of 7∶3) were put into fermentation tank with ATT, adjusting water to 50%-60%, when temperature rose to above 55 ℃, turning every 3 days, after fermentation for 60 days, organic fertilizer was produced. The organic fertilizer was proved in line with national standard by Sichuan Fertilizer Quality Inspection Station, and there was no virus disease through detection of ELISA tobacco virus examination paper, which can be used in safety.

Key wordsInapplicable tobacco leaf; High temperature blasting; Fermentation; Organic fertilizer; Comprehensive utilization

作者簡介喻曉(1982- )，男，四川廣元人，農(nóng)藝師，碩士，從事煙草栽培研究。

收稿日期2016-02-22

中圖分類號S 509.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)10-104-03