去基煙葉在密集烘烤過程中的水分變化及其烘烤效果分析

王智慧，肖頭杰，李淑娥，朱峰(.安康市煙草公司，陜西安康725000;2.安康市煙草公司白河分公司，陜西白河725899)

烤煙烘烤調(diào)制過程是一個大量耗熱過程［1-2］，每排出1 kg煙葉水分理論需要熱量2 576.1～2 605.4 kJ。在實際烘烤中，熱能利用率僅為20%左右，每烤1 kg煙葉耗煤量可達(dá)2.2～3.2 kg，致使煙葉烘烤成本上漲，同時造成無謂的資源浪費。目前，我國農(nóng)村經(jīng)濟正迅速發(fā)展，農(nóng)村勞動力也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)移，為了能適應(yīng)煙葉規(guī)模種植的需要，煙葉生產(chǎn)中急需提高煙葉質(zhì)量、效益和減少烤煙操作復(fù)雜性、減輕勞動強度、省工、節(jié)煤等技術(shù)。近年來，國內(nèi)對烤房的節(jié)能減耗做了大量的研究，主要集中在對烤房和加熱設(shè)備的改進(jìn)上［3-7］，在煙葉生產(chǎn)中起到了良好的效果。但關(guān)于烘烤方式和烘烤工藝技術(shù)對能耗和煙葉烘烤質(zhì)量的影響理論與應(yīng)用技術(shù)研究較少。

美國曾對去基烘烤進(jìn)行了初步試驗。J A Weybrew在1983年10月的第37界煙草化學(xué)家研討會上提出去基調(diào)制，可減少烘烤調(diào)制時間和烘烤投資，減少卷煙廠的去基工序［8］。尤其重要的是可以得到香味更為濃郁的煙葉，大大增加煙葉可用性。Dave Caldwell在2007年左右又對去基調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了研究［9］。國內(nèi)近幾年也對去基烘烤進(jìn)行了一些探索［10-11］，開展了一些關(guān)于煙梗成分提取及其應(yīng)用方面的研究［12-15］，解決了煙梗的利用問題。

筆者主要從去基煙葉密集烘烤入手，以常規(guī)整葉烘烤為對照，對2種烘烤模式的能耗、用工、烘烤時間等進(jìn)行比較試驗，深入研究去基烘烤過程中煙葉失水干燥變化規(guī)律，以及不同烘烤工藝對去基烘烤質(zhì)量的影響，旨在探索最佳的煙葉烘烤方式和烘烤工藝技術(shù)，以此來適應(yīng)煙葉工場化烘烤的發(fā)展趨勢，改善煙葉的可用性和經(jīng)濟價值，為解決現(xiàn)有整葉烘烤技術(shù)加工成本高、烘烤時間長、效率低等問題提供創(chuàng)新思路和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗以主栽烤煙品種K326為材料，選取大田管理規(guī)范、個體發(fā)育正常、群體協(xié)調(diào)一致的示范煙田同一田塊煙葉分別對下部煙葉、中部煙葉、上部煙葉取樣，采用不同烘烤方式開展試驗。

1.2 試驗設(shè)計 試驗采用雙因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置3個主因素:散煙烘烤、掛竿烘烤、煙夾烘烤，2個副因素:去基、不去基。其中掛竿烘烤方式全部為不去基。處理T1:散煙烘烤-去基;處理T2:散煙烘烤-不去基;處理T3:煙夾烘烤-去基;處理T4:煙夾烘烤-不去基;對照CK:常規(guī)掛竿烘烤。

1.3 樣品制備 隨著烘烤的進(jìn)行，分別于開始烘烤時(0 h)，以后每隔24 h取樣1次，共取6次。每次選取20片具有代表性的煙葉用于測定煙葉水分含量變化?？竞蟾魈幚砹魳佑糜跓熑~主要化學(xué)成分檢測及感官質(zhì)量評定。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法 采用Microsoft Excel 2007和SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同裝煙方式節(jié)能減耗比較

2.1.1 生產(chǎn)用工成本比較。由表1可知，單炕用工量處理T1比處理T2增多9人·h、比對照CK減少31人·h，處理T3比處理T4增多7人·h、比對照CK減少16人·h;單炕用工成本處理T1比處理T2增加72元、比對照CK降低248元，處理T3比處理T4增加56元、比對照降低37元;平均干煙用工成本處理T1比處理T2、對照CK分別減少0.20、1.48元/kg，分別減少了10.36%、46.11%;處理T3比處理T4、對照CK分別減少0.25、1.01元/kg，分別減少了10.20%、31.46%。這可能與單炕裝煙量有關(guān)。

2.1.2 烘烤時間比較。由圖1可知，處理T1烘烤時間均少于處理T2，處理T3烘烤時間均少于處理T4，說明去基煙葉在烘烤時間上有優(yōu)勢，有利于節(jié)約烘烤成本。處理T3烘烤時間均少于對照CK，下中部處理T1烘烤時間多于CK，這可能與單炕裝煙量的多少有關(guān)。

圖1 不同處理烘烤時間比較

2.1.3 耗能情況比較。由表2可知，去煙基后烘烤較未去煙基烘烤能耗有所降低。處理T1與T2相比，處理T1比處理T2單炕耗煤量降低124.34 kg、干煙1 kg耗煤量降低0.08 kg、單炕耗電量降低23.71 kW·h、干煙1 kg耗電量降低0.01 kW·h，分別降低了16.42%、5.03%、14.79%、2.94%。處理T1與對照CK相比，處理T1比對照CK 1 kg干煙耗煤量降低0.32 kg、1 kg干煙耗電量降低0.07 kW·h，分別降低了17.48%、17.50%。

處理T3與T4相比，處理T3比處理T4單炕耗煤量降低130.52 kg、干煙1 kg耗煤量降低0.09 kg、單炕耗電量降低27.55 kW·h、干煙1 kg耗電量降低0.02 kW·h，分別降低17.88%、5.20%、17.33%、5.26%。處理T3與對照CK相比，處理T3比對照CK 1 kg干煙耗煤量降低0.19 kg，1 kg干煙耗電量降低0.04 kW·h，分別降低了10.38%、10.00%。

表2 耗能情況對比

2.2 不同裝煙方式烘烤過程中煙葉含水量變化 由圖2和表3可知，鮮煙葉去基烘烤處理與常規(guī)烘烤處理煙葉含水量總體變化趨勢基本相同，即煙葉含水量隨烘烤時間的延長而逐漸降低。在0～72 h，煙葉相對含水量緩慢降低，失水量控制在21% ～26%，失水速率控制在0.27%/h～0.31%/h;在72～120 h，煙葉含水量大幅降低，失水量控制在44% ～74%，失水速率控制在0.63%/h～1.00%/h。其中，在0～72 h，處理T1、T3的煙葉相對含水量變化稍大于處理T2、T4，稍小于對照CK;在72～120 h，處理T1、T3的煙葉相對含水量變化遠(yuǎn)大于處理T2、T4和對照CK。從總體看，去基烘烤煙葉的失水速率要大于常規(guī)烘烤煙葉，至120 h，各處理的含水量還沒有達(dá)到烤干煙葉的目的。

圖2 密集烘烤過程中煙葉相對含水量變化

表3 密集烘烤過程中煙葉失水量與失水速率

2.3 不同裝煙方式烤后煙葉效果比較

2.3.1 煙葉經(jīng)濟效益比較。由表4可知，處理T1、T3的中等煙率、橘黃煙率、均價分別較處理T2、T4提高，上等煙率、雜色煙率分別較處理T2、T4降低，單葉重較處理T2、T4小;與對照CK相比，處理T1上等煙率、雜色煙率降低，中等煙率、橘黃煙率、均價提高，單葉重減小;處理T3中等煙率、雜色煙率降低，上等煙率、橘黃煙率、均價提高，單葉重減小?？傮w來看在經(jīng)濟效益方面，處理T1表現(xiàn)優(yōu)于處理T2和對照CK，處理T3表現(xiàn)優(yōu)于處理T4和對照CK。

2.3.2 煙葉主要化學(xué)成分含量比較。由表5可知，處理T1與T2相比，煙堿、總氮含量、鉀氯比稍低，糖堿比稍高;處理T3與T4相比，還原糖含量稍低，總氮含量、鉀氯比稍高;處理T1與對照CK相比，煙堿、總氮含量稍低，糖堿比稍高，鉀氯比稍低;處理T3與對照CK相比，還原糖含量稍低，總氮含量稍高、鉀氯比偏高;但均在適宜范圍內(nèi);其余化學(xué)成分或高或低，均超出優(yōu)質(zhì)煙葉最適宜的范圍。

表4 烤后煙葉經(jīng)濟效益對比

2.3.3 煙葉感官質(zhì)量評定。由表6可知，處理T1與T2相比，處理T1在香氣質(zhì)、雜氣、刺激性、余味等方面表現(xiàn)優(yōu)于T2。處理T3與T4相比，處理T3在香氣質(zhì)、香氣量、勁頭等方面表現(xiàn)優(yōu)于T2;處理T1與對照CK相比，處理T1在香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味等方面表現(xiàn)優(yōu)于CK;處理T3與對照CK相比，處理T3在香氣量、勁頭、余味等方面表現(xiàn)優(yōu)于CK。處理T1與處理T2勁頭、處理T3與處理T4雜氣、處理T1與對照CK差異顯著，其余差異不顯著。

表5 烤后煙葉主要化學(xué)成分含量對比

表6 烤后煙葉感官質(zhì)量評定對比

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，在節(jié)能減耗方面，去基煙葉在烘烤時間上有優(yōu)勢，耗能也較常規(guī)烘烤有所降低。在密集烘烤過程中，煙葉的水分變化趨勢相似，都表現(xiàn)為前期失水量少，失水速率小，下降慢;后期失水量多，失水速率大，下降快。去基烘烤煙葉的失水速率大于常規(guī)烘烤煙葉。去基煙葉在烤后經(jīng)濟效益方面表現(xiàn)優(yōu)于常規(guī)烘烤，在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性及感官質(zhì)量評定方面也表現(xiàn)不錯。在當(dāng)前烤煙生產(chǎn)集約化程度高、規(guī)范化進(jìn)程快的現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展大背景下，去基煙葉烘烤在烘烤時間、能耗及烘烤質(zhì)量方面有優(yōu)勢，正適合煙葉工場化烘烤的發(fā)展趨勢。

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