一种烟草烘烤用醇基燃料及提高烟叶外观质量的烘烤方法技术

本发明专利技术公开一种烟草烘烤用醇基燃料及提高烟叶外观质量的烘烤方法。所述醇基燃料是将氯化钾溶于水和甘油，搅拌混合得到溶液A；取甲醇与乙醇混合液，搅拌混合得到溶液B；将溶液B恒温水浴，在低速搅拌下将溶液A加入到溶液B中，然后加入正己醇和甲酸，继续搅拌得到醇基燃料。所述烘烤方法以前述烟草烘烤用醇基燃料作为烘烤燃料，包括采收、装炉、变黄期控制、定色期控制、干筋期控制步骤。本发明专利技术的醇基燃料解决了传统燃煤环境污染及烘烤中初期升温慢、后期燃烧不稳定的问题，本发明专利技术的烘烤方法根据醇基燃料升温快且稳定的特点，通过优化烟草烘烤工艺，精准控制各阶段烘烤温度，有效避免传统烘烤中易出现的烤黑烟及烤青烟现象，提高烟叶外观质量。

【技术实现步骤摘要】
一种烟草烘烤用醇基燃料及提高烟叶外观质量的烘烤方法
本专利技术属于烟草烘烤
，具体涉及一种升温速度快且然后稳定、污染物排放少、来源广泛的烟草烘烤用醇基燃料，以及一种基于烟草烘烤用醇基燃料提高烟叶外观质量的烘烤方法。
技术介绍
烤烟是中国种植面积最广的烟草类型之一，在烤烟生产过程中，烟叶调制仍是最耗能的环节，占烤烟生产过程所用能源的80%以上。同时，燃煤依旧是大部分烤烟地区首选的烘烤燃料，95%以上的密集烤房使用燃煤进行烟叶烘烤。烟叶烘烤每年的燃煤消耗量大，据测算，烘烤1kg干烟耗费1.5~2.0kg煤炭，中国每年烘烤烟叶需要耗费煤炭约300~400万吨。而且，由于煤炭燃烧过程中释放大量CO2、SO2、NOX和颗粒物等，对环境造成严重污染。一个20座规模的烤房群，整个烘烤季节排放烟尘4～5吨、CO2排放量约160~220t，产生的SO2约为3.4~5.6t、NOX约为1.6~2.8t。每年的烤烟烘烤集中在7~9月，烘烤期间，密集烤房群周围弥漫着烟雾和烟尘，对附近的农作物生长发育和产质量以及人畜健康均有诸多不利影响，包括慢性危害、急性危害和不可见危害。其中粉尘颗粒会导致雾霾形成，且有在大气中停留时间长、输送距离远等特点。此外，煤炭是一种不可再生的资源，且存在燃烧不充分、烟囱高温尾气和升温慢等问题，导致烤后烟叶质量下降。所以引入一种清洁能源对节约能源、环境保护和烟叶烘烤来说都具有长远的意义。随着人们节约能源、低碳发展和环境保护意识的增强和燃料多元化局势，许多研究者尝试研究应用不同燃料对烤烟进行烘烤，主要集中于生物质燃料、热泵、沼气和太阳能等。然而，上述供热源也存在一定的不足之处，诸如使用电能会导致电网压力过大，推广成本高；太阳能会受到天气因素的影响，不能全天持续性供热，只能作为辅助热源；当前主推的生物质燃料能量密度低，燃烧过程仍存在积灰、结渣、产生焦油等不利因素。因此，醇基燃料作为清洁能源逐渐应用于烤烟烘烤研究。但是，醇基燃料应用于烟叶烘烤的研究在我国尚处于初步探索阶段，而国外虽然已经拥有成熟的醇基燃料和烘烤设备，但由于中国烤烟生产状况、烤房的构造及特定的烘烤流程，导致国外成熟的醇基烘烤设备无法因地制宜，而且国外主要由粮食生产醇基燃料也不符合国情，难以大规模应用。因此，基于中国的烘烤条件和特殊国情，研发一种醇基燃料，并进一步研究基于醇基燃料作为供热源来提高烤后烟叶外观质量的烘烤方法，高效的利用醇基能源和为烘烤提供足够的热量同时，还能够充分利用资源、大量的减少环境污染问题，为烟区提供下一步供热设备的研究和应用提供可持续发展的理论依据和技术支撑。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种升温速度快且然后稳定、污染物排放少、来源广泛的烟草烘烤用醇基燃料，还提供一种基于烟草烘烤用醇基燃料提高烟叶外观质量的烘烤方法。本专利技术的烟草烘烤用醇基燃料通过下述过程制备：将1~2重量份的氯化钾溶于5体积份的水中，然后加入5体积份的甘油，连续搅拌60~120min，混合均匀得到溶液A；取120体积份的甲醇与20体积份的乙醇混合液，搅拌混合均匀得到溶液B；将溶液B置于20~50℃的恒温水浴锅中，在50~80rpm的搅拌条件下将溶液A在10~20min内加入到溶液B中，然后加入5体积比的正己醇和5体积比的甲酸，继续搅拌60~100min，得到烟草烘烤用醇基燃料。本专利技术的基于烟草烘烤用醇基燃料提高烟叶外观质量的烘烤方法是这样实现的：包括包括采收、装炉、变黄期控制、定色期控制、干筋期控制步骤，具体步骤如下：E、采收：采收适熟的烤烟鲜烟叶；F、装炉：将E步骤采收的烟叶编竿，装入烤房待烘烤；G、变黄期控制：采用前述烟草烘烤用醇基燃料进行烘烤，变黄期采用分期烘烤，包括变黄初期、变黄中期及变黄后期，变黄初期以1℃/h的升温速率，将干球温度由室温升至40℃，湿球温度由室温调整至34～36℃，稳定干、湿球温度烘烤至高温层烟叶变黄1/3后结束℃；接着进入变黄中期以1℃/h的升温速率，将干球温度升至42～43℃，湿球温度调整至38～39℃，稳定干、湿球温度烘烤至高温层烟叶变黄2/3后结束；最后进入变黄后期以0.5℃/h的升温速率，将干球温度升至44～46℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤至底台烟叶完全变黄结束；H、定色期控制：继续采用烟草烘烤用醇基燃料进行烘烤，定色期采用分期烘烤，包括定色初期、定色后期，定色初期在变黄期结束后以0.5℃/h的升温速率，将干球温度升至50℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤至全炉烟叶支脉变黄后结束；接着进入定色后期以0.5℃/h的升温速率将干球温度升至55℃，湿球温度调整至37～39℃，稳定干、湿球温度烘烤至全烤房烟叶的支脉和叶肉干燥后结束；L、干筋期控制：继续采用烟草烘烤用醇基燃料进行烘烤，干筋期采用分期烘烤，包括干筋前期、干筋后期，干筋前期在定色期结束后以1℃/h的升温速率，将干球温度升至55～60℃，湿球温度调整至39～43℃，稳定干、湿球温度烘烤至支脉完全干燥后结束；接着进入干筋后期，以1℃/h的升温速率，将干球温度升至70～75℃，湿球温度调整至42～43℃，稳定干、湿球温度烘烤至全烤房烟叶的主脉干燥为止，最后随炉冷却后出炉。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的醇基燃料中的乙醇混合液由秸秆发酵制成，不仅来源广泛且可充分利用现成的资源，而且不占用耕地资源，且可避免传统燃烧烟草秸秆对大气的污染。2、本专利技术的醇基燃料自身含氧，在燃烧过程中具有自供氧效应。因此，和传统的煤、煤焦油、重油、柴油、汽油等燃料相比，醇基燃料是燃烧最彻底最完全的燃料，不会增加烘烤烟叶的不良味道。3、本专利技术的醇基燃料的燃烧排放物以水与二氧化碳为主，用于烟叶烘烤将更有助于改善大量燃煤带来的空气污染问题。4、本专利技术的烘烤方法采用醇基燃料作为发热源，不会出现掉温或者猛升温的情况，并且初期升温速率快，能在短时间内达到升温要求，而且燃烧稳定，能够显著提高科学烘烤工艺的执行率，有效避免传统烘烤中易出现的烤黑烟及烤青烟现象，可显著提高烤后烟叶的外观质量。5、本专利技术的烘烤方法采用醇基燃料作为发热源，由于燃烧速度快，升温速度快，因此使烤烟智能烘烤成为可能，更能将各阶段烘烤温度控制在烟叶烘烤所需温度范围，精准控制温度变化，从而提高烟叶烤后外观质量。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变更或改进，均属于本专利技术的保护范围。本专利技术的烟草烘烤用醇基燃料通过下述过程制备：将1~2重量份的氯化钾溶于5体积份的水中，然后加入5体积份的甘油，连续搅拌60~120min，混合均匀得到溶液A；取120体积份的甲醇与20体积份的乙醇混合液，搅拌混合均匀得到溶液B；将溶液B置于20~50℃的恒温水浴锅中，在50~80rpm的搅拌条件下将溶液A在10~20min内加入到溶液B中，然后加入5体积比的正己醇和5体积比的甲酸，继续搅拌60~100min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟草烘烤用醇基燃料，其特征在于所述醇基燃料通过下述过程制备：/n将1~2重量份的氯化钾溶于5体积份的水中，然后加入5体积份的甘油，连续搅拌60~120min，混合均匀得到溶液A；取120体积份的甲醇与20体积份的乙醇混合液，搅拌混合均匀得到溶液B；将溶液B置于20~50℃的恒温水浴锅中，在50~80rpm的搅拌条件下将溶液A在10~20min内加入到溶液B中，然后加入5体积比的正己醇和5体积比的甲酸，继续搅拌60~100min，得到烟草烘烤用醇基燃料。/n

【技术特征摘要】
1.一种烟草烘烤用醇基燃料，其特征在于所述醇基燃料通过下述过程制备：
将1~2重量份的氯化钾溶于5体积份的水中，然后加入5体积份的甘油，连续搅拌60~120min，混合均匀得到溶液A；取120体积份的甲醇与20体积份的乙醇混合液，搅拌混合均匀得到溶液B；将溶液B置于20~50℃的恒温水浴锅中，在50~80rpm的搅拌条件下将溶液A在10~20min内加入到溶液B中，然后加入5体积比的正己醇和5体积比的甲酸，继续搅拌60~100min，得到烟草烘烤用醇基燃料。


2.根据权利要求1所述烟草烘烤用醇基燃料，其特征在于所述乙醇混合液包括预处理、同步糖化发酵、分离纯化步骤制备得到，具体步骤如下：
A、预处理：按1:20的固液比将秸秆及0.1~0.3%的硫酸放入密闭滚筒筛中在24rpm的条件下处理2h，然后在27MPa的压力下加压形成固形物质量分数为47～52%的干料，将干料在190℃的温度下蒸汽爆破4min，最后通过0.45m混合纤维素膜过滤，得到木质素；
B、同步糖化发酵：事先将发酵罐空消灭菌，然后投入A步骤得到的木质素，并按1:20的菌料比，投入纤维素酶和/或酿酒酵母，在pH5.5、发酵温度39℃的条件下发酵25～60h，得到含有乙醇、酵母蛋白及CO2的发酵液；
C、分离纯化：将B步骤得到的发酵液过滤，得到含有酵母蛋白和CO2的乙醇混合液。


3.根据权利要求2所述烟草烘烤用醇基燃料，其特征在于所述B步骤中的纤维素酶通过下述过程制备：
将纤维素酶菌种按10%的接种量接种到种子培养基中，在28℃、180r/min的条件下培养4～6d，得到纤维素酶。


4.根据权利要求3所述烟草烘烤用醇基燃料，其特征在于所述种子培养基按质量比包括：葡萄糖1份、酵母膏0.4份、蛋白胨0.5份、硫酸镁0.05份、磷酸二氢钾0.2份、磷酸氢二钾0.4份，还包括10体积比的蒸馏水。


5.一种基于烟草烘烤用醇基燃料提高烟叶外观质量的烘烤方法，其特征在于包括采收、装炉、变黄期控制、定色期控制、干筋期控制步骤，具体步骤如下：
E、采收：采收适熟的烤烟鲜烟叶；
F、装炉：将E步骤采收的烟叶编竿，装入烤房待烘烤；
G、变黄期控制：采用权利要求1至4任意一项的烟草烘烤用醇基燃料进行烘烤，变黄期采用分期烘烤，包括变黄初期、变黄中期及变黄后期，变黄初期以1℃/h的升温速率，将干球温度由室温升至40℃，湿球温度由室温调整至34～36℃，稳定干、湿球温度烘烤至高温层烟叶变黄1/3后结束℃；接着进入变黄中期以1℃/h的升温速率，将干球温度升至42～43℃，湿球温度调整至38～39℃，稳定干、湿球温度烘烤至高温层烟叶变黄2/3后结束；最后进入变黄后期以0.5℃/h的升温速率，将干球温度升至44～46℃，湿球温度调整至38～40℃，稳定干、湿球温度烘烤至底台烟叶完全变黄结束；
H、定色期控制：继续采用烟草烘烤用醇基燃料进行烘烤，定色期采用分期烘烤，包括定色初期、定色后期，定色初期在变黄期结束后以0.5℃/h的升温速率，将干球温...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颐，何聪莲，蔺忠龙，邹聪明，杨睿，苏家恩，胡彬彬，范志勇，姜勇雷，赵高坤，冀新威，闫双全，喻曦，何军，胡小东，李文标，袁坤，
申请(专利权)人：云南省烟草农业科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53