國內外對作物秸稈的轉化利用進行了大量研究，并取得了顯著效果，但對烤煙秸稈在生產上的再利用研究鮮見報道。我國烤煙種植面積約為124萬hm2，每年產生烤煙秸稈390萬t左右，其熱值折合220萬t標準煤。在實際生產中，煙農常以直接露天焚燒的方式處理烤煙秸稈。為充分利用資源，減少環境污染，現在人們嘗試將烤煙秸稈壓縮成型為燃料應用在煙葉烘烤上。但由于采用了其他作物秸稈的加工工藝，加上原料特性不同，所以烤煙秸稈固體成型燃料生產中產品破碎率高，生產率低，成本較高，導致該項技術推廣利用率不高。為解決以上出現的問題，優化生產工藝，畢節市煙草公司黔西縣分公司成立“珍珠項鏈QC活動小組”，對提高烤煙秸稈固體成型燃料質量和生產率進行研究，以期為烤煙秸稈固體成型技術在實際生產中的應用提供合理依據。
1、材料與方法1.1材料烤煙秸稈，600型秸稈壓塊機，秸稈粉碎機。
1.2試驗設計
1. 2.1不同篩網孔徑對烤煙秸稈固體成型破碎率的影響。設5個處理（處理①、②、③、④和⑤分別以篩網孔徑為8、12、16、20、24mm的粉碎機加工），重復4次，以含水率為(18±2)%，堆積發酵時間5d的秸稈為原料，每組原料重量為100kg，然后進行加工壓塊。
1.2.2不同含水率對秸稈固體成型破碎率的影響。設5個處理（處理①、②、③、④和⑤秸稈含水率分別為11.0%～13.9%、14.0%～17.9%、18.0%～21.9%、22.0%~ 25.9%、26.0%～30.0%)，重復4次，以堆積發酵時間5d的秸稈為原料，使用篩網孔徑為12 mm的粉碎機加工，每組原料重量為100 kg，然后加工壓塊。
1.2.3不同發酵時間對秸稈固體成型破碎率的影響。設5個處理(處理①、②、③、④和⑤發酵時間分別為3、4、5、6、7d)，重復4次，以含水率為(18±2)%的秸稈作為原料，使用篩網孔徑為12 mm的粉碎機加工，每組原料重量為100 kg，然后加工壓塊。
1.2.4工藝優化的正交試驗。選定3個試驗因素（A：含水率；B：發酵時間，C：篩網孔徑）進行正交試驗，以確定最優工藝。
1.3試驗基本情況試驗于2011年4～6月在貴州省黔西縣林泉鎮高錦煙葉烘烤工場進行，使用9SYS32-1000型壓縮成型機壓塊。
1.4測定項目與計算方法 所需測定的固體成型燃料破碎率及生產率計算公式如下：固體成型燃料破碎率(%)=破碎固體成型燃料重量(kg)/固體成型燃料總重量(kg) xl00%固體成型燃料生產率(%)=固體成型燃料重量( kg)/生產時間(h)×100%
2、結果與分析2.1不同篩網孔徑對固體成型燃料破碎率的影響從表1可見，處理①秸稈固體成型破碎率最低，為5.8%；其次是處理②，為5.9%；處理⑤最高，為17.0%。采用新復極差法(SSR)對各處理秸稈固體成型破碎率進行差異顯著性分析，多重比較結果表明，處理④與處理③，處理③與處理②、處理①無顯著差異；處理⑤與其余4個處理存在極顯著差異，其他4個處理間無極顯著差異。一般情況下，秸稈原料粉碎粒度越細，成型質量越高，但耗能越大；原料粉碎粒度過粗，成型后較易破碎，穩定性差，還會在接觸部件上產生研磨作用，增加摩擦力，增大耗能，降低產量。據研究，秸稈固體成型燃料原料以粒狀直徑6～12mm，長30～50 mm較為適宜，即處理②、③、④固體成型效果較好。
表1 不同網孔孔徑對固體成型顆粒燃料破碎率的影響
| 處理 | 篩網孔徑/mm | 秸稈重量/kg | 固體成型顆粒燃料重量/kg | 破碎燃料重量/kg | 破碎率% |
| ① | 8 | 100 | 93.3 | 5.5 | 5.8cB |
| ② | 12 | 100 | 92.2 | 5.1 | 5.9 cB |
| ③ | 16 | 100 | 89.7 | 7.9 | 8.8b cB |
| ④ | 20 | 100 | 88.4 | 9.1 | 10.2bB |
| ⑤ | 24 | 100 | 88.3 | 15.0 | 17.0aA |
2.2不同含水率對固體成型燃料壓塊破碎率的影響從表2可見，處理③秸稈固體成型破碎率最低，為5.8%；其次是處理②，為10.2%；處理⑤最高，為38.7%。采用新復極差法( SSR)對各處理秸稈固體成型破碎率進行差異顯著性分析，多重比較結果表明，處理⑤與處理①，處理④與處理③、處理②之間無顯著差異；處理⑤、處理①與其余3個處理間存在極顯著差異。秸稈固體成型燃料對原料含水率的要求范圍較寬泛，一般以原料含水率為10%～25%較為適宜，即處理②、③、④固體成型效果較好。
表2 不同含水率對固體成型顆粒燃料破碎率的影響
| 處理 | 不同含水率/% | 秸稈重量/kg | 固體成型顆粒燃料/kg | 破碎燃料重量/kg | 破碎率% |
| ① | 11.0～14.9 | 100 | 88.1 | 30.9 | 35.1aA |
| ② | 15.0～17.9 | 100 | 89.4 | 9.1 | 10.2bB |
| ③ | 18.0～22.9 | 100 | 92.7 | 5.4 | 5.8bB |
| ④ | 23.0～27.9 | 100 | 91.3 | 11.8 | 12.9 bB |
| ⑤ | 28.0～30.0 | 100 | 96.6 | 97.4 | 38.7 aA |
2.3不同發酵時間對固體成型燃料破碎率的影響從表3可見，處理③秸稈固體成型破碎率最低，為6.7%；其次是處理②和處理④，均為8.5%；處理⑤最高，為11.8%。采用新復極差法( SSR)對各處理秸稈固體成型破碎率進行差異顯著性分析，多重比較結果表明，處理⑤與處理①，處理④與處理③、處理②之間無顯著差異；處理⑤、處理①、處理②間無極顯著差異，處理③與處理①和⑤間存在極顯著差異。通過發酵，利用自然界中的白腐菌類降解秸稈中的木質素，使原料軟化，增加黏著力，有利于固體成型。但是，發酵時間太短，原料軟化程度不夠，成型后容易松散破碎；發酵時間過長，燃燒值降低，因此，一般發酵時間以5d左右為宜。
表3 不同發酵時間對固體成型顆粒燃料破碎率的影響
| 處理 | 發酵時間/d | 秸稈重量/kg | 固體成型顆粒燃料重量/kg | 破碎燃料重量/kg | 破碎率% |
| ① | 3 | 100 | 90.0 | 9.7 | 10.8abAB |
| ② | 4 | 100 | 89.9 | 7.6 | 8.5bcABC |
| ③ | 5 | 100 | 89.4 | 6.0 | 6.7cC |
| ④ | 6 | 100 | 90.5 | 7.7 | 8.5bcABC |
| ⑤ | 7 | 100 | 91.8 | 10.8 | 11.8aA |
2.4優選最佳組合參數的正交試驗
2. 4.1正交試驗因素水平設計。考察不同秸稈原料含水率、發酵時間及粉碎機篩網孔徑對秸稈固體成型試驗的影響，建立正交試驗因素水平設計表（表4），并進行試驗，選擇最優方案。
表4 正交試驗因素水平設計
| 水平 | 因素 | ||
| 含水率（A）% | 發酵時間（B）d | 篩網孔徑（C）mm | |
| 1 | 15 | 3 | 12 |
| 2 | 20 | 5 | 16 |
| 3 | 25 | 7 | 20 |
| 試驗號 | 因素 | 生產率kg/h | |||
| A | B | C | D | ||
| 1 | 1 | 1 | 3 | 2 | 388 |
| 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 426 |
| 3 | 3 | 1 | 2 | 3 | 375 |
| 4 | 1 | 2 | 2 | 1 | 404 |
| 5 | 2 | 2 | 3 | 3 | 389 |
| 6 | 3 | 2 | 1 | 2 | 398 |
| 7 | 1 | 3 | 1 | 3 | 377 |
| 8 | 2 | 3 | 2 | 2 | 401 |
| 9 | 3 | 3 | 3 | 1 | 358 |
| K1 | 1169 | 1189 | 1201 | 1188 | |
| K2 | 1216 | 1191 | 1180 | 1187 | |
| K3 | 1131 | 1136 | 1135 | 1141 | |
| K | 85 | 55 | 66 | 47 | |
表6 教優組合驗證結果 kg/h
| 組合 | 生產率 | |||||
| 重復Ⅰ | 重復Ⅱ | 重復Ⅲ | 重復Ⅳ | 重復Ⅴ | 重復Ⅵ | |
| A2B1C1 | 411 | 103 | 423 | 401 | 410 | 409.6 |
| A2B2C1 | 420 | 418 | 417 | 425 | 430 | 422.0 |
我國在20世紀80年代才開始研究秸稈固體成型燃料技術，早期主要以螺旋擠壓機為主，2000年后才改用環模式成型機設備，產品質量和生產率得到很大提高。烤煙秸稈固體成型工藝應用較晚，同時由于煙草莖稈較粗，體積較大，含有較多的纖維素、半纖維素和木質素，所以在固體成型生產中存在主要部件磨損嚴重、耗能大、產品質量較低，生產率不高等問題。該試驗根據烤煙秸稈特性改進生產工藝，即使用含水率為20%、發酵時間為Sd的秸稈原料，粉碎機篩網孔徑為12mm，秸稈固體成型燃料產品質量較好，生產率顯著提高。
烤煙秸稈替代煤可以滿足煙葉烘烤工藝要求，但是純秸稈壓塊燃料也存在著燃燒時間短、溫度穩定差、添加燃料次數多等缺點。為解決以上問題，可將秸稈與煤炭按照一定配方壓塊成型，以滿足煙葉烘烤各階段的工藝要求，所以該項技術值得繼續深入研究。
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