正反转循环风机对密集烤房烟叶烘烤效益的影响研究

0 引言

烟叶烘烤是决定烟叶品质与经济效益的关键环节[1]。在此过程中，合理调控密集烤房内气流与温度分布的均匀性能降低烤坏烟比例、提高烘烤效率、节约烘烤成本[2]。张海等[3]研究表明，优化变黄期烘烤工艺参数，提高湿球温度并降低循环风机转速，提升了烟叶质量与经济效益：中上等烟比例提高 13.13% ，青杂烟比例降低 39.31% ，均价增加 1.956 元/kg。李晓辉等[4]的研究进一步证实，提高主变黄期湿球温度、降低变黄后期及定色前期湿球温度，能有效改善烤后烟叶品质：中上等烟比例提升 19.6% ，杂色烟比率降低 33.57% ，烟叶均价提高 4.4 元/kg；同时，烟叶中总糖及还原糖含量增加。上述研究结果表明，精准调控烘烤过程中的气流与温度分布均匀性，是提升烟叶品质和烘烤经济效益的有效途径。

在此背景下，本研究针对传统密集烤房气流单向循环导致气流、温度分布不均的痛点，探究正反转循环风机对烘烤效益的影响，评价该技术在烟叶烘烤中的实际应用价值。

1 材料和方法

1.1 试验设备

气流下降式生物质密集烤房，密集烤房规格 8000mm×2700mm×3900mm ，结构为长方体（2 仓 4 层 ） 循环风机的风压 170～250Pa ，风量 15000～18000m³/h。

正反转循环风机密集烤房，在循环风机一侧上方增设强排风机与冷风门一体化装置（用于解决密集烤房排湿不足），并将原控制器更换为支持循环风机正反转控制的控制器。除上述改动外，烤房的规格、结构及循环风机型号与常规密集烤房保持一致。通过控制器控制循环风机、强排风机和冷风门，实现装烟室内气流的下降式和上升式交替运行（以 1h 作为一个交替运行周期，循环风机正转 30min/反转 30min）。

1.2 试验设计

试验于 2025 年在云南省德宏傣族景颇族自治州芒市遮放镇（98°42′E，24°29′N）的坝托烘烤工场进行。本次烘烤试验供试烤烟品种为 KRK26 间栽培管理和烟叶烘烤方式按当地优质烤烟生产技术规范进行。选取规范化连片烟田中长势均匀、成熟度一致的下部叶（自下往上第5～7 位叶），在相同时间内完成采收、编烟和装烟，同时点火并按照当地推荐密集烘烤工艺进行烘烤试验。

本试验设置 2 个烘烤处理，分别是CK：气流下降式生物质密集烤房；T：正反转循环风机生物质密集烤房。所用烤房均符合《密集烤房技术规范（试行）》（国烟办综〔2009〕418 号），供热设备均采用手动添加生物质燃料。每座烤房设置 24 竿烟叶作为供试样品，称取每竿样品鲜烟和干烟重量并挂牌标识，记录生物质燃料消耗量和烘烤时间，并对初烤后烟叶进行分级。

2 结果与分析

2.1 烘烤成本对比

由表 1 可知，不同气流方向密集烤房在烘烤能耗、人工投入、总成本及单位干烟烘烤成本方面均存在显著差异（P<0.05）。T 处理（3641 .77±60.34kg ）和CK 处理 3635.28±48.84kg. 、）鲜烟重差异不显著 （P>0.05） ），且差异较小。T 处理（496.47 ± 13.3akg、 7.34±0.08a ）干烟重、鲜干比和CK 处理（485.3 16.5akg、 7.49±0.17a ）同样无显著差异，但 T 处理的干烟重增加 11.06kg ，鲜干比降低 0.15。T 处理 （836.27±30.88 元）燃料费用显著低于CK 处理（ 1091.07±31.08⋅ 元），较CK 降低 254.8 元，减少 23.35% ，电费和人工费亦呈类似趋势，较CK处理分别降低 20.89 元、19.32 元，减少 14.55% 、 13.25%_c 。T 处理（1088.43±26.64 元和 2.19±0.05 元 /kg ）总成本和单位干烟烘烤成本显著低于CK 处理（1383.44±34.22 和 2.85±0.04 元/kg），较 CK 分别降低 295.01 元和0.66 元/kg，减少 21.32%和 23.16%_c 。表明正反转循环风机的生物质密集烤房不仅干烟产量和鲜干比优于气流下降式生物质烤房，且在燃料和人工消耗上具备明显优势，有效降低了烟叶烘烤的总成本和单位干烟成本，提升了劳动效率，有利于提高烟农的经济收入，具有较好的经济效益。

Note： Electricity cost： 0.53 RMB/kW ; biomass cost： 1100 RMB/t. One labor unit is defined as 8 hours of continuous work， with local curing workers paid labor unit. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among treatments at P<0.05 . The same below.

2.2 烟叶经济现状对比

由表 2 可知，不同气流方向密集烤房在烟叶等级构成、均价、产量及产值方面存在显著差异。T 处理（76.53± 3.92% ）上等烟比例显著高于 CK（ 58.71±10.91% ），提高 30.35 百分点；同时，T 处理（ 14.59±3.44 ）中等烟比例显著低于CK（ 30.21±9.2% ），降低 15.62 百分点。T 处理（34.31 元/kg）烟叶均价比 CK 处理（32.34 元/kg ）增加 1.97 元/kg，提高 6.09%， 。T 处理 （2748.37±192.11kg/hm2 和 92992.96±5794.7 元/hm2）烟叶产量和产值比CK处理（ 2572.45± 187.24kg/hm2 和 80216.76±5859.75 元/hm2）分别增加 175.92kg/hm2 和 12776.2 元/hm2，提高 6.84% 和 15.93% 。表明采用正反转循环风机的生物质密集烤房有助于提高烟叶等级结构，增加优质烟比例，经济效益显著优于气流下降式生物质烤房。

由表 3 可知，不同气流方向密集烤房在烘烤总用时和烟叶烘烤效率方面存在显著差异（ ）。T 处理（ 159.67±2.52h ）烘烤总用时显著低于CK 处理（ 159.67±2.52h ），缩短了 37h，下降 18.81%_< 。T 处理烘烤效率（ 3.11±0.11kg/h ）显著高于 CK 处理（ 2.47±0.09kg/h ），提高 0.64kg/h ，提高 25.91% 。表明采用正反转循环风机的生物质密集烤房较气流下降式生物质烤房显著缩短烘烤时间，提升烟叶烘烤效率。

3 讨论

不同气流循环类型密集烤房的烟叶烘烤质量效果存在一定差异。王如能等[5]研究认为气流上升式密集烤房烤后烟叶色度更好、上等烟比例更高、烟叶烘烤质量更好。王传义[6]等研究表明气流下降式密集烤房在烘烤过程中垂直温差更小、温湿度场更均匀、风速更大、烘烤能耗更低、烤后烟叶烘烤质量也好于气流上升式密集烤房。上述研究中关于气流上升式与下降式烤房的优劣争议，本质上反映了单一气流循环模式在适应烟叶不同烘烤阶段需求时的局限性。正反转循环风机密集烤房既有气流下降式烤房的优势，又结合了气流上升式烤房的特点，减少了温度梯度，提高了烘烤效率，确保了烟叶品质的一致性。本研究结果表明，在烘烤成本和效率方面，T 处理总成本和单位干烟烘烤成本较 CK 分别降低 295.01 元和 0.66 元/kg，减少 21.32%和 23.16%，烘烤总用时缩短 37h，烘烤效率提高 25.91%_∘ 。研究结果与江凯等[7]研究一致。在烟叶品质和经济现状方面，T 处理上等烟比例提高 30.35 个百分点，均价提升 6.09% ， 产值增加 15.93%_∘. 这一结果源于正反转循环风机密集烤房双向气流循环交替送风优化了气流与温度场分布，保证各层烟叶的均匀烘烤，使初烤烟叶外观质量保持一致；减少了单一气流模式下因局部温湿度失衡导致的反复调温、补热等无效能耗，降低了燃料与电力消耗。

4 结论

本研究对比分析了气流下降式生物质密集烤房（CK）与正反转循环风机生物质密集烤房（T）的烘烤效益。研究结果表明：T 处理的单位干烟烘烤成本显著低于 CK 处理，减少 23.16% ；上等烟比例显著高于 CK，提高30.35 个百分点，均价和产值分别提高6.09%和 15.93% ；T 处理总用时缩短 18.81%，单位时间干烟产出量提高25.91% ，表明正反转循环风机有助于缩短烘烤周期，提高劳动效率。综上所述，正反转循环风机生物质密集烤房在提升品质和效率等方面均优于传统气流下降式生物质烤房，具备良好的推广应用价值。

参考文献

[1].孔芳芳，王玉华，别瑞，等.不同烘烤方式对烤烟香气成分与品质的影响[J].山东农业科学，2022，54（05）：71-78.

[2].陈家鼎，王爱霞，段宏群，等.风机变频调速对烤后烟叶质量的影响研究进展[J].现代农业科技，2022，（21）：187-190.

[3].张海，昝建朋，张权，等.变黄期湿度和风机转速对上部烟叶烘烤质量的影响[J].安徽农业科学，2021，49（06）：178-180.

[4].李晓辉，甄焕菊，牛慧伟，等.不同烘烤工艺对红花大金元上部烟叶烘烤质量的影响[J].山东农业科学，2022，54（05）：79-83.

[5].王能如，徐增汉，何明雄，等.不同气流运动方向密集烤房烟叶烘烤质量差异研究[J].中国烟草科学，2011，32（02）：81-85.

[6].王传义，高华锋，牛玉德，等.气流方向对密集烤房烘烤性能及烟叶烘烤质量的影响[J].江苏农业科学，2017，45（04）：187-190.

[7].江凯，王永，宋朝鹏，等.烤烟气流平移式密集烤房研究初报[J].中国烟草科学，2010，31（02）：67-69+75.

本文由中国烟草总公司云南省公司科技计划重大项目：基于多场协同的热湿均质传递密集烘烤关键技术研究与应用（20245300000241023）和云南新能源烤房建设标准制定（DLYC2025001）资助。