不同地區(qū)主栽烤煙品種的力學(xué)與打葉特性分析

婁元菲，楊雨波，歐明毅，張亞恒，張力元，潘俊閩，張玉海

(1.貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550009：2.鄭州煙草研究院煙草行業(yè)煙草工藝重點實驗室，河南 鄭州 450001)

打葉復(fù)烤是卷煙工業(yè)生產(chǎn)原料的重要加工過程，其作為卷煙生產(chǎn)的“第一車間”，對原料質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用[1-2]。品種是煙葉生產(chǎn)發(fā)展和卷煙工業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)[3]，卷煙生產(chǎn)需要多區(qū)域、多品種、多風(fēng)格的卷煙原料，而不同的烤煙品種對不同生態(tài)區(qū)域有不同的適應(yīng)性[4]。近年來，根據(jù)卷煙品牌的需求，合理進行烤煙品種布局，充分利用自然資源是提高卷煙煙葉原料和卷煙產(chǎn)品品質(zhì)與穩(wěn)定性的重要措施[5]。河南許昌、福建三明、貴州畢節(jié)是卷煙原料的重要生產(chǎn)基地，其主栽烤煙品種的物理質(zhì)量和打葉特性對于穩(wěn)定片煙質(zhì)量具有重要影響。筆者等對河南許昌、福建三明、貴州畢節(jié)主栽的烤煙品種力學(xué)特性和打葉特性進行評價和比較，以期為工業(yè)企業(yè)合理利用煙葉原料提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

煙葉：分別為中煙100(河南許昌)、翠碧1號(福建三明)和韭菜坪2號(貴州畢節(jié))的C3F煙葉。

儀器與設(shè)備：TA.XTPlus質(zhì)構(gòu)儀(英國Stable Micro System公司)，QCDS-43葉片檢測機(美國MacTavish)，CJ201葉片振動分選篩(鄭州煙草研究院)，QCST-33葉中含梗測定儀(美國MacTavish)，CA14葉中含梗檢測機(北京長征高科技公司)，DHG-9623A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏試驗設(shè)備有限公司)，天昌復(fù)烤廠6 000 kg/h打葉線，龍巖金葉復(fù)烤有限責(zé)任公司12 000 kg/h打葉線，畢節(jié)復(fù)烤廠12 000 kg/h打葉線。

1.2 煙葉力學(xué)特性測定

煙葉粘附力、剪切力、拉力、穿透力等力學(xué)特性指標(biāo)按照文獻[6]和[7]中的方法進行測定。煙片結(jié)構(gòu)、葉中含梗率按照文獻[8]規(guī)定的方法進行。

結(jié)合各產(chǎn)區(qū)煙葉原料的物理特性和各復(fù)烤廠工藝特點，將3個產(chǎn)區(qū)煙葉二潤出口水分設(shè)定為18%；河南許昌中煙100一打打輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為38HZ，二打打輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為33HZ；貴州畢節(jié)韭菜坪2號一打打輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為31HZ，二打打輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為27HZ；福建三明翠碧1號一打打輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為45HZ，二打打輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為36HZ(表1)。

表1 3個產(chǎn)區(qū)主栽品種 C3F煙葉主要打葉參數(shù)Table 1 The main processing parameters of C3F tobacco leaves of main cultivars in three producing area

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉力學(xué)特性

煙葉粘附力主要與其油分相關(guān)，油分越充足，粘附力越大，持水能力越強；煙葉剪切力主要與其厚度、疏松程度相關(guān)，煙葉越厚、越緊密剪切力越大；煙葉拉力、穿透力主要與其韌性相關(guān)，韌性越好拉力、穿透力越大。從圖1可知：河南許昌中煙100煙葉的粘附力、拉力、穿透力略小，剪切力較大，說明河南許昌中煙100身份較厚，煙葉持水能力略欠，煙葉韌性較差；貴州畢節(jié)韭菜坪2號煙葉拉力、穿透力、剪切力略小，粘附力略大，說明貴州畢節(jié)韭菜坪2號煙葉身份略薄，煙葉持水能力較好，煙葉韌性較差；福建三明翠碧1號煙葉粘附力、拉力、穿透力略大，說明福建三明翠碧1號煙葉身份中等至略厚，煙葉持水能力略強，煙葉韌性較好。

圖1 不同產(chǎn)地?zé)熑~品種的力學(xué)特性指標(biāo)Fig.1 Index of mechanics character of tobacco leaves in three producing area

2.2 煙片結(jié)構(gòu)

從圖2看出，河南許昌中煙100、貴州畢節(jié)韭菜坪2號、福建三明翠碧1號打后煙葉大片率(>25.4 mm)、中片率(12.7～25.4 mm)；小片率(6.35～12.7 mm)、碎片率(2.36～6.35 mm)和碎末率(<2.36 mm)的差異。

2.2.1 煙葉大中片率 河南許昌中煙100大中片率最低，為84.48%；貴州畢節(jié)韭菜坪2號大中片率次之，為86.48%；福建三明翠碧1號大中片率最高，為86.83%。各產(chǎn)地主栽品種煙葉相比，福建三明翠碧1號煙葉在較高打輥轉(zhuǎn)速情況下耐打性較好，而河南許昌中煙100和貴州畢節(jié)韭菜坪2號的耐打性較差，說明在煙葉粘附力基本相同的情況下，煙葉的拉力和穿透力越大煙葉的韌性就越好，煙葉的耐打性也越好。河南許昌中煙100和貴州畢節(jié)韭菜坪2號相比，河南許昌中煙100大片率和大中片率略低，中片率略高；貴州畢節(jié)韭菜坪2號大片率和大中片率略高，中片率略低。這主要是由于煙葉的粘附力和剪切力差異造成的，煙葉粘附力越大，煙葉持水能力越強，打葉過程中的造碎越?。粺熑~剪切力越小，煙葉身份越薄，煙葉在一打的風(fēng)分效率越高，進入后續(xù)階段打葉的煙葉原料越少，打葉過程中的造碎越小。

圖2 不同產(chǎn)地?zé)熑~的煙片結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of tobacco leaves in three producing area

2.2.2 煙葉小碎片(末)率 河南許昌中煙100的小碎片(末)率最高，為15.51%；貴州畢節(jié)韭菜坪2號小碎片(末)率次之，為13.52%；福建三明翠碧1號小碎片(末)率最低，為13.17%。其中小片率、碎末率較其他2個品種煙葉明顯偏低。3個產(chǎn)地主栽品種煙葉相比，福建三明翠碧1號煙葉耐打性較好，河南許昌中煙100和貴州畢節(jié)韭菜坪2號煙葉耐打性較差，這主要是由煙葉的韌性差異造成。河南許昌中煙100和貴州畢節(jié)韭菜坪2號相比，韭菜坪2號煙葉的小片率較低、碎片率明顯偏低，這主要是由兩者剪切力和粘附力差異造成的，剪切力越大打輥轉(zhuǎn)速越高，造碎越大；粘附力越大，煙葉油分越充足，煙葉的吸水性和持水性越好，造碎越小。

2.3 葉中含梗率

由圖3可知，貴州畢節(jié)韭菜坪2號葉中含梗率最高，河南許昌中煙100次之，福建三明翠碧1號葉中含梗率最低。這主要是由三者打棍轉(zhuǎn)速差異造成的，福建三明翠碧1號煙葉韌性較好，打輥轉(zhuǎn)速較高，打后煙片葉中含梗率最低；河南許昌中煙100煙葉韌性較差，剪切力較大，打輥轉(zhuǎn)速居中，打后煙片葉中含梗率次之；貴州畢節(jié)韭菜坪2號煙葉韌性較差，剪切力較小，打輥轉(zhuǎn)速最小，打后煙片葉中含梗率最高。

圖3 不同產(chǎn)地?zé)熑~的含梗率Fig.3 Stem percentage of tobacco leaves in three producing area

3 結(jié)論

煙葉原料打葉特性是其自身物理特性的綜合反映，在打葉復(fù)烤加工過程中僅考慮煙葉原料厚度和拉力并不能為打葉參數(shù)設(shè)定提供充分依據(jù)。粘附力是反映煙葉吸水和持水能力的重要指標(biāo)，可為打葉水分的設(shè)定提供依據(jù)；剪切力是反映煙葉厚度的重要指標(biāo)，可為打葉與風(fēng)分參數(shù)的設(shè)定提供依據(jù)；拉力、穿透力是反映煙葉韌性的重要指標(biāo)，可為打葉參數(shù)的設(shè)定提供依據(jù)。研究結(jié)果表明，河南許昌中煙100煙葉的粘附力、拉力、穿透力略小，剪切力較大，煙葉韌性較差，身份較厚，打葉打輥轉(zhuǎn)速中等偏高，打葉耐打性較差，煙葉造碎較為明顯，打后煙片葉中含梗率略高。貴州畢節(jié)韭菜坪2號煙葉拉力、穿透力、剪切力略小，粘附力略大，煙葉韌性較差，油分略多，打葉打棍轉(zhuǎn)速中等偏低，打葉耐打性較差，煙葉造碎略為明顯，打后煙片葉中含梗率較高。福建三明翠碧1號煙葉粘附力、拉力、穿透力略大，煙葉韌性較好，打葉打輥轉(zhuǎn)速較高，打葉耐打性較好，煙葉造碎較小，打后煙片葉中含梗率較低。