空气能高温热泵烘烤设备应用效果研究
【摘要】现代烟叶烘烤设备实际应用效果，探索减工降本措施，设计了空气能高温热泵供能与常规供能的烘烤效果比较试验，对其省工、节能、产出等效果进行了研究。结果表明，与常规供能相比，空气能高温热泵供能显著降低了烟叶烘烤环节的耗能成本和用工成本，同时显著提高了烤后烟叶经济性状。
【关键词】空气能高温热泵设备；烘烤效益；比较试验
我国烟草农业正处于由传统、常规向现代化发展的过渡阶段，减工降本、提质增效是衡量转型成功与否的重要评价指标[1-6]。在农村劳动力向城镇转移、生产劳动力缺失、生产用工成本上升的情况下，规模化、密集化烤烟生产的范围不断扩大[7,8]，密集烤房建设及其配套设备和技术的应用推广成为现代烟草农业建设的关键环节之一。
为了降低烘烤用工和能耗成本，提高烤烟的工业利用价值与烟农收入，减少环境污染。瓮安县烟草公司引入空气能高温热泵设备对密集烤房进行供能改造，并与传统供能烤房的烘烤效果进行了比较试验，以期为现代化烘烤设备与配套技术的推广应用提供依据。
一、材料和方法
1.1试验方法
试验在贵州省瓮安县乌江烘烤工场进行，供试烤房为装烟三层的密集烤房，其中一间烤房配置空气能高温热泵烘烤设备，另外两间配置传统供能设备。供试烤烟品种为云烟85。
试验共设3个处理：①常规挂竿装烟（对照），散叶堆积装烟②和③。每个处理重复3次。常规挂竿装烟①和散叶堆积装烟②处理，分别在两间配置传统供能设备的烤房中进行烘烤试验，散叶堆积装烟③处理，在一间配置空气能高温热泵烘烤设备的烤房中进行烘烤试验。
装烟时松紧适宜，装满整个烤房。常规挂竿装烟采用人工绑竿；散叶堆积装烟时叶尖朝上叶柄朝下直接堆放入烤房。3个处理均采用三段式烘烤方法进行。
1.2观测项目
试验过程测定各处理的装鲜烟重量、烘烤后干烟重量、用工量、耗煤量、耗电量、烟叶的经济性状、外观质量及均价。
二、试验结果
2.1装烟密度和干烟量
由表1可看出，空气能高温热泵烤房的单炕干烟量最大，其次是传统供能烤房散叶堆积烘烤。以上2种处理比传统供能烤房常规挂竿烘烤的干烟量增加85.1%、59.2%，差异均达5%显著水平。
表1不同处理的装烟密度与烤后干烟量
不同处理的装烟密度与烤后干烟量
2.2用工和耗能成本
表2不同处理的用工成本与耗能成本
不同处理的用工成本与耗能成本
由表2可知，空气能高温热泵烤房的单炕干烟成本最低。3个处理的用工成本、总成本均有显著性差异，其中，空气能高温热泵烤房的烘烤用工分别比其他处理减少了64.0%和14.0%；空气能高温热泵烤房的烘烤成本分别比其他处理减少了67.7%和50.4%。
在传统供能烤房内，常规挂竿烘烤相比散叶堆积烘烤，每公斤的烘烤耗能成本有所上升，其主要影响因素为装烟量差异。而空气能高温热泵烤房的成本消耗完全由用电产生，因此总耗能以及干烟成本均低于传统供能烤房。
2.3烤后烟叶的经济价值
表3不同处理烤后烟叶的经济价值
不同处理烤后烟叶的经济价值
表3结果表明，3个处理的上等烟率、均价、净收益以及干烟收益均存在显著差异。其中，空气能高温热泵供能的烤后烟叶经济性状最佳、收益最高；作为对照的常规挂竿的上等烟率、均价、净收益与干烟收益为最低。通过比较分析得知，空气能高温热泵供能的烤后烟叶均价分别比其他处理提高了17.8%和10.0%，净收益分别比其他处理提高了172.9%和41.2%，干烟收益分别比其他处理提高了46.9%和21.0%。
在传统供能烤房内，散叶堆积烘烤比常规挂竿烘烤，烟叶的经济性状与收益均存在显著差异。散叶堆积烘烤的烤后烟叶均价、净收益和干烟收益分别比常规挂竿提高了7.1%、93.2%和21.4%。可见，供能设备与装烟方式的差异对烟叶的经济性状都存在影响，而本试验结果表明，供能设备的差异对烟叶经济性状的影响程度更大。
三、结论与讨论
3个处理的烤后烟叶效益存在一定差异。空气能高温热泵供能烘烤的烟叶不仅鲜干比较低，还获得了最佳的经济性状、净收益和干烟收益，投入成本为最低。在传统供能烤房内，散叶堆积的装烟方式获得了最好的烟叶净收益和干烟收益；而作为对照的常规挂竿，不仅成本高、收益低，能源的消耗量大、易产生环境空气污染。
通过综合比较分析，烘烤比较试验结果的优劣排序为：③＞②＞①，即空气能高温热泵烤房的烘烤效益最佳。结合表1~3分析可知，较低的生产耗能与人工消耗，以及较高的烤后烟叶品质，是烘烤效益更优的关键因素。
当前，我国烟叶的烘烤设备与技术仍处于现代化改良阶段[9]，具体的表现是：传统供能烤房、新型功能烤房，老旧设备、精细控制设备，常规挂竿、散叶堆积、网框堆积等新旧方式共存[2]。新型烘烤设备与技术能提高烘烤效率、烟叶产值，降低用工量与能源消耗量。各烟区在密集烘烤过程中可根据当地实际，选择适当的基础设施建设、设备配置以及装烟方式，并保证资金与管理制度的完备。同时，新型烘烤设备的应用与推广的效果和方式还需要进一步探索，建议加强探索试验和配套技术研发的力度和资金支持。
【参考文献】
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