格盤(pán)套裝針插式煙框的烤煙烘烤效果研究

王建安，陳文相，何寬信，華 沙，韓 延，代昌銘

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南鄭州450002;2.畢節(jié)市煙草公司，貴州畢節(jié)551700;3.江西省煙草公司，江西南昌330025)

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和勞動(dòng)用工成本的 增加，國(guó)家煙草專賣(mài)局把散葉烘烤作為一項(xiàng)新型實(shí)用技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)大力推廣［1］.與常規(guī)掛竿裝煙方式相比，散葉烘烤把煙葉夾持、碼放或堆積到密集烤房?jī)?nèi)，減少了前期綁竿上炕、烤后解繩的下煙環(huán)節(jié)［2］，還具有提高烘烤質(zhì)量、降低烘烤成本、減少勞動(dòng)用工與降低勞動(dòng)強(qiáng)度等功效［3］.2012年中國(guó)煙葉總公司聯(lián)合多家高校和科研單位，在全國(guó)10個(gè)重點(diǎn)烤煙產(chǎn)區(qū)內(nèi)，進(jìn)行了散葉烘烤推廣應(yīng)用性試驗(yàn)［4］，在試驗(yàn)中出現(xiàn)了各式各樣的散葉烘烤設(shè)備［5～8］，但因?yàn)樵O(shè)備操作的復(fù)雜性、技術(shù)或成本問(wèn)題，目前的散葉烘烤僅僅處于示范性嘗試階段，難于在全國(guó)范圍內(nèi)推廣.格盤(pán)套裝針插式煙框作為一種新型的散葉烘烤裝煙方式［9，10］，能實(shí)現(xiàn)快速編煙，節(jié)省勞力，關(guān)于該設(shè)備烘烤效果未見(jiàn)報(bào)道.本試驗(yàn)研究了格盤(pán)套裝針插式煙框烘烤設(shè)備烘烤的勞動(dòng)用工、能耗以及對(duì)煙葉品質(zhì)的影響，以期豐富散葉烘烤的裝煙方式.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2012—2013在貴州省畢節(jié)市織金縣茶點(diǎn)示范園內(nèi)、江西省吉安市安?？h嚴(yán)田煙站和瑞金市壬田煙站進(jìn)行，品種為畢納1號(hào)和K 326，規(guī)范化種植，大田長(zhǎng)相、成熟基本一致，以第4～6位葉、第10～12位葉、第16～18位葉分別代表下部葉、中部葉、上部葉，成熟后采收.采用《國(guó)家煙草專賣(mài)局——密集烤房技術(shù)規(guī)范》統(tǒng)一結(jié)構(gòu)和風(fēng)機(jī)配置建造的氣流下降式密集烤房進(jìn)行烘烤［11］，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備自身的特點(diǎn)合理控制烤房?jī)?nèi)的裝煙容量，按照密集烘烤工藝靈活控制各階段的溫濕度.單個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)，不設(shè)置重復(fù)，每個(gè)處理裝在1座密集烤房?jī)?nèi)，三地分別進(jìn)行.處理1，承重方框?qū)挾?00 mm［10］;處理 2，承重方框?qū)挾?400 mm［10］;對(duì)照(CK)，散葉插簽密集烘烤［12］.

試驗(yàn)處理1和處理2的裝煙操作方法(圖1):操作人員拿起煙葉，按照一定的規(guī)律碼放到格盤(pán)內(nèi)，碼滿格盤(pán)后;在格盤(pán)上插針;然后雙手交叉緊握煙框把手，打開(kāi)固定格盤(pán)的插銷，旋轉(zhuǎn)把手180°，煙框順著重力作用等煙葉從格盤(pán)內(nèi)脫出后;最后把煙框通過(guò)一定的機(jī)械動(dòng)力煙框裝入到密集烤房?jī)?nèi).

1.2 測(cè)量項(xiàng)目

1.2.1 烘烤的時(shí)間、耗電和耗煤 烘烤時(shí)間:烘烤從點(diǎn)火開(kāi)始到熄火耗費(fèi)時(shí)間(h);耗電:烘烤開(kāi)始到煙葉出炕所消耗電量(kW);煤耗:烘烤過(guò)程中所燃燒的煤量(kg).

1.2.2 烤房裝煙容量和取樣 選擇有代表性的鮮煙1 200片左右，分組成3個(gè)烘烤單位，用帶顏色的標(biāo)記物標(biāo)記捆綁單位，分別放置到烤房中棚距離隔熱墻1.2，4.0 ，6.8 m 的(前、中和后)位置，烘烤結(jié)束后不分等級(jí)地取標(biāo)記2 kg，棕色牛皮紙包裝，聚乙烯薄膜密封帶回實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn).

圖1 試驗(yàn)設(shè)備的操作過(guò)程Fig.1 Operation process of the experimental equipment

1.2.3 實(shí)驗(yàn)室分析項(xiàng)目 煙葉外觀品質(zhì):800像素的數(shù)碼相機(jī)距離煙葉1.2 m高處測(cè)光拍照;常規(guī)化學(xué)成分:采用AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀(德國(guó)BRAN+LUEBBE公司)，運(yùn)行條件與環(huán)境因素按照YC/T 160—2002(煙草及煙草制品總植物堿的測(cè)定——連續(xù)流動(dòng)法)、YC/T 159—2002(煙草及煙草制品水溶性糖的測(cè)定——連續(xù)流動(dòng)法)、YC/T 22000(煙草及煙草制品總氮的測(cè)定——連續(xù)流動(dòng)法)，YC/T 173—2003(煙草及煙草制品鉀的測(cè)定——火焰光度法);致香物質(zhì)含量:利用Agilent 7890A氣象色譜儀測(cè)定精油，精油的獲取、色譜條件和運(yùn)行環(huán)境因素參照文獻(xiàn)［13］.

2 結(jié)果與分析

2.1 格盤(pán)套裝針插式煙框裝煙質(zhì)量及烘烤能耗分析

由表1看出，隨著煙葉部位的升高，鮮煙裝煙質(zhì)量增加;處理1和2中、上部葉的裝煙質(zhì)量均高于CK 1 000 kg以上，其中處理1中部葉裝煙值量高于CK的比例最大，達(dá)到39.64%.

單座烤房的耗煤量、耗電量和烘烤時(shí)間隨著裝煙質(zhì)量增加而增加.每kg干煙的耗煤量大小顯示:處理1＜處理2＜CK，并表現(xiàn)出隨著煙葉烘烤部位的上升而更加節(jié)煤的趨勢(shì).每個(gè)烘烤部位每kg干煙耗電量差異較小，雖然單座烤房處理1和處理2的總用電量高于對(duì)照，但較高的裝煙質(zhì)量平均了消耗較多的電量.

各個(gè)處理的烘烤時(shí)間在5.5 d以內(nèi)，基本上在合理的控制范圍之內(nèi)［14］.烤房平均每h電耗量反映循環(huán)風(fēng)機(jī)工作的狀況，處理1和處理2的平均電耗高于CK，說(shuō)明較高的裝煙質(zhì)量需要循環(huán)風(fēng)機(jī)提供較大的通風(fēng)量;烤房平均每h耗煤量表明不同裝煙方式耗能量情況，處理1和處理2的值小于CK，說(shuō)明在烘烤中處理1和處理2較對(duì)照每h需要較小的能量.

表1 裝煙容量及烘烤能耗對(duì)比Table 1 Comparison of loading capacity and curing energy consumption

2.2 格盤(pán)套裝針插式煙框烤后煙葉顏色和葉形對(duì)比

試驗(yàn)烘烤出來(lái)的煙葉顏色鮮亮，很少有青筋、掛灰現(xiàn)象，顏色的差異不明顯，處理1和處理2下來(lái)的煙葉葉片平展，主脈挺直(圖2)，CK烤后煙葉葉片主脈和葉片彎曲.

圖2 烘烤后煙葉(上部葉)外觀Fig.2 Appearance quality of tobacco leaves(upper leaves)after being cured

2.3 格盤(pán)套裝針插式煙框烤后煙葉中常規(guī)化學(xué)成分分析

表2顯示，烤后煙葉的常規(guī)化學(xué)檢測(cè)結(jié)果，上部葉的煙堿在適宜的范圍內(nèi)，中、下部葉的煙堿含量較低，特別是下部煙葉的煙堿含量偏低，可能與前期多雨的天氣相關(guān).總糖含量基本在300 g·kg-1以上，比較接近云南烤煙總糖的含量［15］.處理1和處理2均值的糖堿比顯示大于CK，統(tǒng)計(jì)分析差異不明顯.兩糖比是反映煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，比值越高表明葉片內(nèi)化學(xué)成分越協(xié)調(diào)［16］，從表2可以看出，處理1的兩糖比和CK在0.05水平上達(dá)到顯著水平，處理2的中、下部葉兩糖比和CK差異明顯，說(shuō)明采用處理1和處理2烘烤能夠提高烤后煙葉中的兩糖比.

2.4 格盤(pán)套裝針插式煙框?qū)竞鬅熑~中中性致香物質(zhì)含量的影響

按照參考文獻(xiàn)樣品共測(cè)定出中性致香物質(zhì)中5種類別:苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、新植二烯、西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物［13］和33種成分.表3顯示各類中性致香物質(zhì)含量，3個(gè)處理間苯丙氨酸類物質(zhì)、棕色化產(chǎn)物和西柏烷類降解產(chǎn)物類含量沒(méi)有一定的規(guī)律性;新植二烯、類胡蘿卜素降解物和中性致香物質(zhì)總量含量表現(xiàn)規(guī)律相似，除了下部葉的處理2外，CK的新植二烯和中性致香物質(zhì)總量含量這兩類物質(zhì)的量大于處理1和處理2;除了上部葉處理2外，CK的類胡蘿卜素降 解物含量這兩類物質(zhì)的量高于處理1和處理2.

表2 格盤(pán)套裝針插式煙框烤后煙葉中常規(guī)化學(xué)成分影響Table 2 Effect of grid plate package pin-plugging tobacco loading frame on contents of chemical components in curing leaves in loose-leaf curing g·kg-1

表3 格盤(pán)套裝針插式煙框?qū)竞鬅熑~中中性致香物質(zhì)含量的影響Table 3 Effect of grid plate package pin-plugging tobacco loading frame on contents of several neutral aroma components in loose-leaf curing μg·g-1

3 討論與結(jié)論

寬度500 mm格盤(pán)套裝針插式煙框設(shè)備(煙框)上部葉的裝煙容量可以達(dá)到7 000 kg，高于目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行的大箱式烘烤裝煙容量［17，18］，也高于散葉烘烤的研究結(jié)論［19］.煙框和散葉插簽烘烤出的煙葉外形最大區(qū)別是后者主脈彎曲，原因在于散葉插簽裝煙時(shí)，橫桿和插簽固定煙葉中間的位置，在烘烤過(guò)程中，煙葉上部分(葉尖朝上的狀態(tài))因?yàn)槭蛭苤亓ψ饔玫狗綑M桿上面，從而形成形成主脈彎曲的葉形;煙框裝煙時(shí)葉炳朝上，葉柄與鋼針固定點(diǎn)距離較小，在煙葉變黃凋萎的過(guò)程中，葉柄(葉柄朝上的狀態(tài))基部較粗不容倒伏，這是烤后煙葉不彎曲的原因.

煙框和散葉插簽烘烤作為兩種截然不同的散葉烘烤方式，雖然烘烤的煙葉葉形存在差異外，但是外觀顏色基本相同.王建安等［15］研究了普通小烤房，普改密和密集烤房的對(duì)比烘烤效果，得出了合理建造的烘烤設(shè)備之間沒(méi)有最好和最差之分，都能烘烤出好的煙葉.蔣篤忠等［19］和謝已書(shū)等［3］探索研究的常規(guī)掛竿、散葉堆放、散葉煙筐、煙夾4種密集型烤房不同裝煙方式對(duì)烤后煙葉品質(zhì)的影響，得出了不同裝煙方式烘烤后外觀品質(zhì)無(wú)明顯差異.由此可見(jiàn)，烤房形式和裝煙方式并不是影響煙葉外觀質(zhì)量的關(guān)鍵因素.

煙框的兩糖比高于散葉插簽烘烤這與結(jié)果，與蔣篤忠等［19］裝煙筐、固煙架、隨機(jī)堆放和掛竿的對(duì)比烘烤，從數(shù)據(jù)分析中得出掛竿烘烤煙葉的兩糖比高于散葉烘烤的結(jié)論相似.是否裝煙方式、氣流和葉尖朝向方向與兩糖比存在一定的關(guān)聯(lián)性，還需進(jìn)一步研究.

格盤(pán)套裝針插式煙框設(shè)備500 mm和400 mm煙框，除了裝煙容量存在差異外，其他差異不明顯.

［1］ 畢節(jié)市煙草公司赫章縣分公司煙海明珠QC小組.提高煙農(nóng)對(duì)散葉烘烤技術(shù)推廣的滿意度［J］.中國(guó)質(zhì)量，2012(11):69.

［2］ 羅 勇，李明海，李智勇，等.烤煙散葉堆積氣流上升式烤房結(jié)構(gòu)研究［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2005，26(1):47-48.

［3］ 謝已書(shū)，鄒 焱，李國(guó)彬，等.密集烤房不同裝煙方式的烘烤效果［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2010，31(3):67-69.

［4］ 任 杰.不同裝煙方式試驗(yàn)示范專項(xiàng)工作會(huì)在福建召開(kāi)［EB/OL］.［2013-04-06］.http://www.tobaccochina.com/tobaccoleaf/roundup/technic/20126/201262685113_522325.shtml.

［5］ 徐立猛，李 杰，蘭艷豐，等.框架式散葉烘烤初探［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(2):17-19.

［6］ 馬 欣，邢亞洲，王龍憲，等.散葉固定方桿裝煙方式研究［J］.吉林農(nóng)業(yè)，2010(8):75-77.

［7］ 王建安.套裝格盤(pán)針插式快速裝煙煙夾［P］.中國(guó):CN201220219381.9.2012-12-16.

［8］ 王學(xué)龍，宋朝鵬，潘建斌，等.散葉烤房系列研究-2-裝炕技術(shù)研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23(1):319-321.

［9］ 王建安，宋朝鵬，宋文峰，等.格盤(pán)套裝針插式煙框制作及對(duì)烘烤環(huán)境的影響［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44(2):432-438.

［10］ 王建安.用于密集烤房的針插式煙框［P］.中國(guó):CN 200910172438.7.2009-09-30.

［11］ 中國(guó)煙葉總公司.密集烤房技術(shù)規(guī)范［R］.修訂版，2009-10-12.

［12］ 盧賢仁，陳芝波，向章敏，等.密集烘烤不同裝煙方式對(duì)烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(12):66-69.

［13］ 于建軍，邵慧芳，劉艷芳，等.四川涼山烤煙葉片巨豆三烯酮含量與生態(tài)因子的關(guān)系［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29(4):1668-1974.

［14］ WILLIAN M.LOKER.The rise and fall of flue-fured tobacco in the cop'an valley and its environmental and social consequences［J］.Human Ecology，2005，33(3):299-327.

［15］ 王建安，劉國(guó)順，杜紹明，等.采收時(shí)間和烘烤設(shè)備對(duì)烤煙品質(zhì)的影響［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(6):1121-1126.

［16］ 王瑞新.煙草化學(xué)［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［17］ 吳中華.關(guān)于煙葉箱式堆積式烘烤的探索與研究［EB/OL］.［2013-04-06］.http://www.tobaccochina.com/tobaccoleaf/curing/curing/20118/20118517 749_477021.shtml.

［18］ 王先偉，王喜功，暖 春，等.烤煙箱式堆積烘烤工藝的探究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28(27):308-312.

［19］ 蔣篤忠，唐 紳，成勍松，等.烤煙散葉堆積式烘烤技術(shù)研究.Ⅰ.不同堆積方式的烘烤效果［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25(18):435-438.