为解决目前烤烟密集烤房418型换热器易腐蚀、使用寿命短等问题,优化密集烤房供热设备的结构和性能。选用一种传导性优良的非金属耐火材料制作换热器,设计结构为圆形横向立式双列,三层排布,同一纵向平面的三条换热管呈现S形连通,并配以一次性加煤方拱型火炉(炉盖为铸铁)。以金属供热设备的密集烤房为对照,对使用非金属材料供热设备的密集烤房烘烤效果进行研究,并通过测定烟叶多酚氧化酶、淀粉酶、丙二醛和色素等关键酶类和化学物质在烘烤过程中的含量变化,从烘烤生理角度上去探索非金属材料供热设备对烟叶优质品质形成的影响,1、本研究设计的密集烤房非金属材料供热设备炉膛为一次性加煤方拱形炉膛(炉盖为铸铁),炉膛长2700mm,宽500mm,高650mm,容积为0.88m3。铸铁炉盖截面呈半圆状,长2980mm,内径530mm,炉膛容积为理论值的1.1倍。换热器由传导性优良的高铝耐火粘土制作,包括六条换热管和用于固定耐高温支架。每条换热管长2200mm,直径270mm,厚度10mm。换热器圆形横向立式双列,三层,接烟气用“S”形走向的方式连接,总散热面积为理论值的1.2倍,可以满足烟叶烘烤的供热需要。换热器为可拆卸结构,运输和安装方便,且两端设有可打开的端盖,便于打扫和清理换热管内的灰尘和污垢。耐腐蚀性能好,解决了金属换热管容易腐蚀生锈的缺陷。2、相对于安装金属供热设备的密集烤房,非金属材料供热设备烤房具有良好的升温稳温性能,其升温与降温速度相对较慢,更符合目前密集烘烤工艺中慢速升温和稳温的需要,同时也利于烘烤操作的准确实施。非金属材料供热设备烤房各烘烤阶段的平面温差、垂直温差均低于金属材料供热设备烤房,其温湿度场较为均均一致,有助于同烤烟叶变黄失水进程保持统一。平面温差和垂直温差呈现出基本一致的倒“V“型变化趋势。3、供热设备材料及结构的改变,均降低了中、上部叶烘各能耗指标。与目前普遍使用的金属材料供热设备相比,非金属材料供热设备有更好的烘烤经济性。中、上部叶烘烤的热效率分别为54.24%和54.43%,较金属材料供热设备提高了12.4和6.74个百分点。其烤后烟叶中上等烟比例与均价较对照均有较大提高,烘烤能耗有所降低,煤耗分别降低22.5%和15.1%。烤后烟叶常规化学含量分析结果表明,非金属材料供热设备能够促进上部叶淀粉降解转化,提高中、上部烤后烟叶总糖及还原糖含量、降低两糖比。4、在烘烤过程中,非金属供热设备烤房烟叶失水进程较为平稳,烤房内部各棚烟叶失水进程可以基本保持一致。对比金属供热设备,使用非金属供热设备可以进一步促进烟叶的叶绿素、类胡萝卜素与淀粉的降解,保持淀粉酶活性,在一定程度上提高烤后烟叶总糖和还原糖的含量,并且不同挂烟棚烟叶在烘烤过程中各指标变化曲线较为一致,同烤烟叶变黄失水的一致性较好。5、在烟叶烘烤的各个阶段,非金属供热设备烤房烟叶PPO活性均低于金属供热设备烤房烟叶,在烘烤进入定色期后差异更为明显,这表明使用非金属供热设备烘烤烟叶可以降低烟叶发生酶促棕色化反应的机率。在烘烤期间,采用非金属供热设备烘烤烟叶的MDA含量较低,可在一定程度上使烟叶细胞膜脂过氧化水平维持在较低的范围内,有助于提升烤后烟叶的品质。