快速笼式烟夹的研制与应用

中国烟草科学Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　８ｌ　快速笼式烟夹的研制与应用　王卫峰，张克勤　，李　波，李开和，王五权，陆华君，赵宾，邓明军，卢燕回　（中国烟草总公司广西壮族自治区公司，南宁５３００２２）　摘要：为解决当前烟叶夹持设备存在的不足，减轻劳动强度，研制了快速笼式烟夹，并对其进行了应用效果试验。结果表　明，与传统挂竿烘烤相比，使用快速笼式烟夹可增加密集烤房装烟容量５１％，能耗节约０．０９；￣／ｋｇ干烟，节约用工３４．５个／ｈｍ２，　烤后烟叶颜色橘黄，成熟度好，评吸得分８５．６分，烟叶外观质量得到改善。　关键词：烟叶；密集烤房；快速笼式烟夹；　中图分类号：￥５７２．０９　文章编号：１００７．５１１９（２０１３）０２—００８１—０４　ＤＯＩ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００７—５１１９．２０１３．０２．０１７　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｑｕｉｃｋ　Ｃａｇｅ　Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｃｌｉｐ　ＷＡＮＧ　Ｗｅｉｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｋｅｑｉｎ　，ＬＩ　Ｂｏ，ＬＩ　Ｋａｉｈｅ，ＷＡＮＧ　Ｗｕｑｕａｎ，ＬＵ　Ｈｕａｊｕｎ，ＺＨＡＯ　Ｂｉｎ，　ＤＥＮＧ　Ｍｉｎｇｊｕｎ，ＬＵ　Ｙａｎｈｕｉ　（Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｚｈｕａｎｇ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ　Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　ＣＮＴＣ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３００２２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｑｕｉｃｋ　ｃａｇｅ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｃｌｉｐ　ｗａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｌｅａｆ　ｈｏｌｉｎｇ　ｅｑｕｉｆｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｌａｂｏｒ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｌｅａｆ　ｌｏａｄｉｎｇ　ａｐｐｒｏａｃｈ，ｔｈｅ　ｑｕｉｃｋ　ｃａｇｅ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｃｌｉｐ　ｃｏｕｌｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｂｕｌｋ　ｃｕｒｉｎｇ　ｂａｒｎ　ｂｙ　５１％．ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｂｙ　０．０９　ｙｕａｎ／ｋｇ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｌｅａｆ，ｓａｖｅ　ｌａｂｏｒ　ｃｏｓｔ　ｂｙ　３４．５　ｍｄ／ｈａ，ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ａｐｐｅａｒａｎｃｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｕｒｅｄ　ｌｅａｖｅｓ，ｗｉｔｈ　ａｎ　ａｖｅｒａｇｅ　ｓｃｏｒｅ　ｏｆ　８５．６　ｆｏｒ　ｓｍｏｋｉｎｇ　ｔｅｓｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｂａｃｃｏ　ｌｅａｆ；ｂｕｌｋ　ｃｕｒｉｎｇ　ｂａｒｎ；ｑｕｉｃｋ　ｃａｇｅ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｃｌｉｐ　当前，随着现代烟草农业建设不断向纵深推　进，我国烟叶生产组织与经营管理模式发生了新的　变化，烟叶种植的规模化、机械化、标准化、专业　烤房优势的发挥；编烟机提高了编烟效率，但若铺　烟不均匀时有空针、脱针、断针现象，常出现断叶、　断柄、掉叶率高等问题，同时编烟机常有小故障发　生，稳定性有待提高，设备使用率低，影响烘烤专　业化进程【３４　；烟夹编烟可以增加烤房装烟量，并达　到了省工省时的效果，提高了烟叶烘烤专业化水　平ｆ３，５］，但实践中发现一些烟夹在烘烤过程中烟叶形　化程度有了很大提高。同时，在烟叶调制环节，密　集烤房凭借其节能、省工、适应规模化种植以及提　升烟叶整体烘烤质量等优势在我国得到快速推广　应用ｆ１］，但与烟草的其他生产环节相比，烟叶调制　用工多且其劳动强度和技术难度都比较大，专业化　态难以保持，叶柄弯曲、叶基倒伏，同时夹烟后的　烟叶分布过于无序，阻碍热风穿透造成烟叶烤不干　和烤坏烟，同时烤后烟叶存在颜色浅淡，叶面不能　自然卷曲，主脉两侧光滑面积较大，油分不足等问　题；散叶烘烤改变了传统烤房的装烟方式，省去了　编烟上架和卸烟的解竿程序，降低了用工成本和能　进程也相对缓慢【２】，主要瓶颈环节是烟叶夹持设备　比较落后，没有取得实质性突破。　人工传统编竿烟叶呈倒“Ｖ”字形被绑在烟竿　上，叶脉内水分流动受阻，烟叶失水不均衡，一定　程度上造成烤后烟叶基部带青，同时编竿需要大量　的人工，且劳动效率低，装烟量较少，影响了密集　耗成本，省工节能效果较好【ｌ’。】，但由于散叶烤房烘　基金项目：中国烟草总公司广西壮族自治区公司基金资助项目“快速笼式烟夹的研究与应用”（２０１１０７）　作者简介：王卫峰，男，硕士，农艺师，主要从事烟叶生产及调制工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｄｌｚｗｗｆ＠１６３．ｃｏｎａ。　通信作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｘｚｈｋｑ＠１２６．ｃｏｒｎ　收稿日期：２０１１－０８—０５　修回日期：２０１１－１１－３０　８２　中国烟草科学　２０１３年第３４卷　烤时经常出现烟叶失水后烟叶无序倒伏，易形成烘　烤风洞，烘烤质量难以保证，加上配套的加热通风　设备及烘烤工艺和烟叶回潮技术尚不完善，影响散　叶烘烤推广应用。因此生产上迫切需要一种既能够　有效减少烤烟烘烤过程中用工量，又能与密集烤房　配套使用且能最大限度反映烟叶品质效益、技术与　工艺成熟的烟叶夹持设备，从而加快推进烟叶烘烤　的专业化进程。　为克服当前人工编烟、编烟机、烟夹、散叶烘　烤等烟叶夹持设备存在的不足，减轻烟农劳动强　度，真正实现专业化烘烤，充分发挥密集烤房的优　势，笔者成功研制了快速笼式烟夹，在结构和原理　上对烟叶夹持设备进行了大胆的创新，并于２０１０　年４月获国家知识产权局授予实用新型专利（专利　号：ＺＬ２００９２０１４０９０９．１　ｏ　１结构设计及原理　１．１结构　快速笼式烟夹有ＹＪ．１３５０和ＹＪ一１３００两种型号，　其中ＹＪ一１３５０型规格（长×宽×高）为：１３５０　ｍｍ　×１５０ｍｍ×１５０ｍｍ，适用于装烟室内宽为２．８　１ＴＩ的　烤房；ＹＪ一１３００型规格（长×宽×高）为：１３００　ｍｍ　×１５０　ｍｍ×１５０　ｍｍ，适用于装烟室内宽为２．７　ｍ　的烤房。　快速笼式烟夹结构是由长方体笼体和梳针状　烟叉两大部分组成。其中笼体由Ｌ型支架、活动盖　板、支撑架、扣夹等四个部分构成；烟叉由方管和　插针两部分构成（图１　ｏ快速笼式烟夹的Ｌ型支架　与活动盖板通过合页铆接，Ｌ型支架两端装有支撑　架，活动盖板合上后紧贴在支撑架上，插上烟叉使　插针分别搭接在Ｌ型支架和活动盖板上，再用扣夹　夹紧方管与支撑架构成笼式烟夹。　１．２设计原理　１．２．１　笼体结构设计及功能　快速笼式烟夹采用　０．８　ｍｍ厚的冷轧钢板经冲压翻边而成，笼体高度设　计为１５０　ｍｍ，确保了不同品种不同部位的每张叶　片均有两针穿过，而且不容易被插针挂裂，有效防　止掉叶。　图１快速笼式烟夹结构　Ｆｉｇ．１　Ｑｕｉｃｋ　ｃａｇｅ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｃｌｉｐ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　注：１．Ｌ型支架；２．活动盖板；３．支撑架；４．扣夹；５．方管；６插针。　快速笼式烟夹的笼体顶面设计有２６个９０　ｍｍｘ５５　ｍｍ的装烟笼孔，装入密集烤房后每层可装　９０个烟夹，即有２３４０个装烟笼孔，将装烟层面进　行了格式化和有序化，使烟叶烘烤时更加均匀和有　序分布，可以将装烟室内热风场均化分割，实现烤　房内每层各点热风循环次数基本相等；同时９０　ｍｍｘ５５　ｍｍ的装烟笼孔正好能略有宽松地装入一　把鲜烟叶，烟农操作时可以一把抓地快速装烟。　Ｌ型支架侧面和活动盖各设计为２６个９０　ｍｍｘ４５　ｍｍ，主要为了满足垂直吊挂强度的要求，　同时留有最大通风面积；Ｌ型支架、活动盖板以及　每个笼孔都采用９０度冲压翻边，在Ｌ型支架、活　动盖板、支撑架上增加加强筋，主要为了增加笼体　结构强度，提高其承载能力和防变形能力。　１．２．２烟叉设计及功能烟又是用１０　ｍｍｘｌ０　ｍｍ　的方形钢管经冲孔后放人直径４　ｍｍ的钢针焊接而　成，烟叉长有１３５０　ｍｍ和１３００　ｍｍ两个规格。同　时方管不直接压在烟叶上，而是由笼体支撑，固定　了笼体内烟叶空间而不受挤压，使烟叶在烘烤中始　终处在较自然的垂直吊挂状态，保证了烟叶间风道　畅通。烟叉插针长１６０　ｍｉｌｌ主要是确保插针能穿过　笼体，搭在对面笼孔边上而不掉叶，插针间距为５０　ｍｍ是为了保证每张烟叶至少有两个插针穿过。　１．３应用原理　１．３．１　实现了均匀有序密集烘烤快速笼式烟夹　每个都有２６个装烟笼孔，每孔平均装烟１２片左右，　第２期　王卫峰等：快速笼式烟夹的研制与应用　８３　每片烟叶６Ｏ　ｇ左右，每层装９０夹，每炉装三层计，　每炉可装鲜烟５０００　ｋｇ，装烟笼孑Ｌ内的烟叶分布均　匀有序，克服了一些烟夹夹烟后烟叶形态难以保　持，叶柄弯曲、叶基倒伏的问题，实现了均匀有序　密集烘烤。　１－３．２在烘烤中烟叶保持垂直吊挂形态不变　快　速笼式烟夹通过笼式结构对烟叶基部三分之一部　分的包围支撑，烟又至少有两条插针穿过叶肩位置　和烟叉横管不直接压住烟叶的巧妙设计，使烟叶在　烘烤过程中始终保持垂直吊挂姿态不变，烟叶内水　分流动畅通，克服了人工编竿绳结处叶柄导管被扎　实后水分难以流动，使周围支脉甚至叶片烤青的问　题，同时也不影响叶片其余部分的自然卷筒。　１．３－３热风均衡穿透，提高热风穿透效率使用快　速笼式烟夹装烟，由于装烟密度加大，热风无法直　流式穿越烟夹，而是在密集烤房装烟室上部空间回　旋并形成均压风场，风场向下时被笼孔切割成２３４０　个小单元，每单元热风穿透相互之间不受影响，实　现宏观上各层各点热风循环次数基本相等，均透性　大幅增加；同时整齐的笼孔使装烟更加均匀有序，　加上烟叶始终保持垂直吊挂姿态，烟夹内形成垂直　均匀的蜂窝式热风通道，提高热风穿透效率，实现　了微观上垂直吊挂的烟叶正反双面热风循环基本　一致，夹内烟叶能均匀受热，促进烟叶失水均衡和　内含物质充分转化；快速笼式烟夹两侧也设置有均　匀笼孔，烟夹内由于冲压翻边，内部有一定空间可　以通过热风，确保烟叶四周都有热风通过。　１．３．４快速笼式烟夹温度均衡　由于快速笼式烟　夹采用金属材料制作，夹内装烟均匀且密度大，在　风机间歇期依靠金属散温也能平衡和有效延续夹　内温度，烟叶叶柄处温度均衡，促进了烟叶均衡变　黄和物质充分转化。　２应用效果　２０１１年在百色市靖西县进行了快速笼式烟夹　夹烟与传统人工烟竿编烟烘烤应用对比试验，试验　采用成熟度均匀一致烟叶，品种为云烟８５，并对装　烟量，夹、解烟耗时，能耗及用工，烤后烟叶外观　质量进行了记载。　２．１装烟量及夹、解烟耗时　从表１可以看出，快速笼式烟夹单夹夹烟量为　１８　，单个烟竿编烟量为８　ｋｇ，是人工编竿的２．２５　倍；使用快速笼式烟夹每炉装烟量为４８２４　ｋｇ，使　用烟竿每炉装烟量为３２００　ｋｇ，每炉装烟量比人工　编竿增加了５１％，即在相同种植面积情况下，使用　快速笼式烟夹可分别减少密集烤房建设资金投入　和建设用地三分之一；在鲜烟夹夹持环节使用快速　笼式烟夹烟单人单夹仅需３．５７　ｍｉｎ，使用烟竿编烟　单人单竿需５．７７　ｍｉｎ，单人单个烟夹夹烟速度是人　工编竿的１．６２倍，相同重量的烟叶快速笼式烟夹夹　烟速度是人工编竿的４．１９倍；在解夹环节，使用快　速笼式烟夹烟单人单夹仅需０．３　１　ｍｉｎ，使用烟竿编　烟单人单竿需１．７　ｍｉｎ，单人单个烟夹夹烟速度是人　工编竿的５．４８倍，相同重量的烟叶快速笼式烟夹夹　烟速度是人工编竿的１６．６９倍，可见在烟叶夹持、　解夹环节，作业时间显著缩短，效率大幅度提高。　２．２能耗及用工　从表２可以看出，使用快速笼式烟夹能耗为　０．９６元／ｋｇ干烟，烟竿烘烤能耗为１．０５元／ｋｇ干烟，　能耗节约０．０９元／ｋｇ干烟；在鲜烟夹持环节每公顷　可节约用工２３．７个，干烟解夹（竿）环节每公顷可　节约用工１０．８个，在夹烟、解夹环节每公顷共可节　省用工３４．５个。由于使用笼式烟夹密集烤房装烟量　增加，夹、解烟效率大幅度提高，使能耗和烘烤成　本降低，劳工量减少。　２．３烤后烟叶外观质量　从表３可以看出，使用快速笼式烟夹烤后烟叶　颜色橘黄，成熟度好，色度强，组织结构疏松，身　份中等，油分有，总评得分为８５．６分，烟竿烘烤的　烤后烟叶总评得分为７２．１分。可见使用快速笼式烟　夹烤后烟ｎｔｇｌ－观质量得到改善，优于烟竿烘烤。　３小　结　本试验研究结果表明，使用快速笼式烟夹密集　烤房装烟量可提高５１％，能耗节约０．０９元／ｌ　干烟，　中国烟草科学　表１装烟量及夹、解烟耗时　Ｔａｂｌｅ　１　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｂｕｌｋ　ｃｕｒｉｎｇ　ｂａｒｎ，ａｎｄ　ｔｉｍｅ　ｆｏｒ　ｌｅａｆ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｎｄ　ａｕｎｌｏａｄｉｎｇ　２０１３年第３４卷　一～一　　烘烤用煤，　（ｋｇ．１００ｋｇ　干烟）烘烤用电／　（ｋｗｈ．１００ｋｇ　干烟）　每千克干烟能耗，　元　每公顷夹烟（编竿）　用工，个　每公顷解夹（竿）　用工，个　注：评价指标及权重：成熟度（０．２５）、组织结构（０．１５）、色度（０．０８）、颜色（Ｏ．３０）、身份（０．１２）、油分（０．１０）。　夹、解烟环节耗时大大减少，烤后烟叶外观质量得　位，具有广阔的推广应用前景。　参考文献　【１】徐秀红，王林立，王传义，等．密集烤房不同装烟方式　对烟叶质量及效益的影响【Ｊ】．中国烟草科学，２０１０，　到改善，克服了传统编烟费时费工、劳动效率低，　和其他烟叶夹持设备存在的不足，必将成为烟叶夹　持设备发展史上的一次变革。２０１０年８月和２０１１　年７月快速笼式烟夹分别通过了广西壮族自治区烟　草公司组织的技术评审和国家烟草专卖局科教司　组织的技术评测，专家们一致认为快速笼式烟夹从　理论到实践均属国内首创，技术成熟、系统性完整，　居国内同类研究领先水平。同时陕速笼式烟夹的推　广应用可以解决农村劳动力不足的问题，显著提高　３１（６）：７２—７４　［２］宋朝鹏，陈江华，许自成，等．我国烤房的建设现状　与发展方向［Ｊ］＿中国烟草学报，２００９，１５（３）：８３－８６．　［３］蔡荣，刘新华．烟夹与烟竿编烟烘烤对比试验［Ｊ］．现代　农业，２００９（１Ｏ）：５７．５８．　【４］蒋代兵，曾文龙，黄光伟．龙岩市编烟机应用研究【Ｊ］＿　农业科技，２００９，３６（１２）：３４—３６．　密集烤房烤能、节约用工、减少烤房建设数量，对　扩大种植规模及工场化、专业化烘烤具有重大推动　作用，必将促进我国烟叶生产管理方式的转变，实　现现代烟草农业的跨越式发展，提高我国烟叶生产　的经济效益，有利于提高我国烟叶国际竞争力与地　【５】徐远龙，孙有祥．夹紧机构的理论分析及烘烤烟叶夹的　应用设计【Ｊ］．包装与食品机械，２０１１，２９（２）：２６—３０．　【６】谢已书，邹焱，李国彬，等．密集烤房不同装烟方式的　烘烤效果【Ｊ】．中国烟草科学，２０１０，３１（３）：６７—６９．