包式固定堆積裝煙方式烘烤效果研究

熊濤 任杰 李青山 高琴 董祥洲 柏永超 王傳義 徐秀紅

摘? 要：為驗證密集烤房包式固定堆積裝煙烘烤效果，以云煙97中、上部葉為材料，對煙夾裝煙和包式固定堆積兩種裝煙方式裝煙量、用工、烘烤耗能成本及烤后煙葉物理性狀、化學成分、外觀質(zhì)量、經(jīng)濟性狀、感官質(zhì)量進行比較分析。結(jié)果表明，包式固定堆積裝煙量及密度比煙夾裝煙提高45.70%～49.50%，編裝煙和卸解煙用時縮短，每千克干煙烘烤用工及耗能綜合成本下降0.46～0.50元?？竞鬅熑~平衡含水率提高0.15～0.30百分點（p<0.05），總糖含量提高1.40～2.13百分點（p<0.05），油分、色度均得到顯著改善。包式固定堆積裝煙量大、減工效果明顯、烤后煙質(zhì)量較好，是一種值得示范推廣的煙葉烘烤裝煙方式。

關(guān)鍵詞：煙夾;包式固定堆積;烘烤

Abstract： In order to study the baking effect of the pack-style mode （tobacco fixed and stacked in packs） of bulk curing barn， the middle and upper leaves of Yunyan 97 were used to analyze tobacco loading， labor， energy consumption cost， physical properties， chemical composition， apparent quality， economic properties and sensory quality of flue-cured tobacco leaves， taking the clamp mode （tobacco held in the clamps） as the control. The results showed that the quantity and density of pack-style mode increased by 45.70%-49.50% compared with that of the clamp mode， the time of loading and unloading was shortened and the comprehensive cost of labor and energy consumption per kg dry tobacco was decreased by 0.46-0.50 yuan. The balanced moisture content of flue-cured tobacco leaves was increased by 0.15-0.30 percentage points（p<0.05）， the total sugar content was increased by 1.40-2.13 percentage points（p<0.05）， and the oil and color intensity were significantly improved. The results showed that the pack-style mode had the advantages of larger amount of tobacco loading， obvious work reduction effect and good quality of cured tobacco， which was worthy of demonstration and application.

Keywords： clamp mode; pack-style mode; flue-curing

密集烤房由于烘烤效率高[1]、便于集中管理等優(yōu)勢，在各煙葉產(chǎn)區(qū)得到快速發(fā)展。近年來，隨著密集烤房的推廣，煙葉烘烤規(guī)?；?、專業(yè)化取得了較大進展[2]，但烘烤環(huán)節(jié)用工耗時多、烤后煙葉油分稍欠、顏色偏淡、葉片僵硬等問題[3]也逐漸顯現(xiàn)。為了減工降本、提高煙葉質(zhì)量，國內(nèi)開展了關(guān)于密集烘烤裝煙方式的研究[2，4]，在傳統(tǒng)掛竿的基礎(chǔ)上先后研發(fā)了煙夾、散葉等裝煙方式。一般散葉裝煙由于成本偏高、凋萎后易倒伏烤糟、烘烤風險大等因素的限制，仍處于試驗階段，現(xiàn)階段密集烘烤裝煙方式仍然以掛竿和煙夾為主。掛竿裝煙雖然烤后煙葉質(zhì)量好，但裝煙量小[5-6]、費時費工，正逐漸被一些產(chǎn)區(qū)淘汰。煙夾裝煙量較大，綜合效益高于掛竿，有逐漸取代掛竿裝煙的趨勢，但沒有根本改變烘烤環(huán)節(jié)用工多和耗能較高的缺點。在行業(yè)提出高質(zhì)量發(fā)展目標的背景下，現(xiàn)有裝煙方式尚不能完全滿足煙葉生產(chǎn)需要[7]。因此，探索新的裝煙方式，減少烘烤用工，提高密集烤房烘烤效率及烤后煙葉質(zhì)量有重要意義。針對以上情況，本課題組前期（2015—2017年）研發(fā)了一種包式裝煙方法，并對其裝煙量、用工耗時、烘烤過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律、烤房排濕性能以及烤后煙葉經(jīng)濟性狀、物理特性及化學成分等進行了全面研究，最終形成了可用于密集烤房的裝煙方式——包式固定堆積裝煙[8]。在前期的試驗中，探索出了適用于該裝煙方式的操作流程及配套烘烤工藝，初步研究結(jié)果表明，包式裝煙方式具有節(jié)省用工、裝煙量大、可操作性強等優(yōu)勢。但對該裝煙方式烘烤效果的穩(wěn)定性仍需進一步研究。為此，本研究于2018、2019年進行了驗證試驗，對包式固定堆積裝煙量、裝卸煙用工、耗能情況及烤后煙質(zhì)量與目前普遍使用的煙夾裝煙進行對比，旨在明確包式固定堆積裝煙烘烤效果，以期為密集烤房提供一種用工少、效率高、烤后煙葉質(zhì)量好的烘烤裝煙方式。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

試驗于2018年和2019年在安徽省宣城市滬皖現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)高科技示范園進行。供試烤煙品種為云煙97，留葉20片左右，中部葉采用9～11葉位，上部葉采用14～16葉位。供試煙田前茬作物為水稻。試驗田按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進行栽培管理。

1.2? 試驗設(shè)計

設(shè)煙夾與包式固定堆積裝煙兩種裝煙方式，每種裝煙方式使用一座烤房，各烤房全爐煙葉均采用對應(yīng)的裝煙方式。供試烤房及裝煙設(shè)備參數(shù)見表1。2018年供試煙葉為中部葉和上部葉，2019年供試煙葉為上部葉。烘烤前煙夾裝煙和包式固定堆積裝煙均隨機挑選3夾（包）煙葉，分別做好標記，置于各烤房中棚距烤房門約4 m的位置烘烤。烤后煙葉全部留樣，每夾（包）烤后煙單獨分級進行質(zhì)量評價。操作流程參照前期研究[8]結(jié)果。

煙夾裝煙：按當?shù)爻Ｒ?guī)煙夾裝煙流程進行操作。

包式固定堆積裝煙（表格中簡稱包式裝煙）：煙葉成熟采收后雙手握住距煙葉葉尖1/3位置將葉片輕輕抖散，使煙葉表面水分散失，避免葉片之間過多粘連（應(yīng)盡量避免雨天采煙，煙葉表面有過多明水時應(yīng)適當晾干），以長方形麻片為包煙工具，將抖散后的煙葉平放在麻片上，方向與麻片寬邊平行，葉基對齊，每個麻片放置煙葉約10 kg，完成后用2根麻繩將麻片打包，松緊適度（圖1）。然后，將打包好的煙葉按照葉基朝下、葉尖朝上的方式堆放在分風板上，當一排裝完后，在煙葉葉尖下方位置約15 cm處用煙插將煙包固定。依次再裝下一排煙葉，直至一層裝滿，共堆放3層，各層煙葉堆放方向和均勻度保持一致，密度以自然堆緊為宜，每層煙葉裝滿，不留縫隙。在裝煙室門口與烤房門平行處使用分風板攔堵固定每層最外側(cè)煙包，然后使用麻袋片封堵每層最外側(cè)煙包葉基部的縫隙，以避免煙葉葉基部出現(xiàn)縫隙導(dǎo)致烤房內(nèi)熱風短路。包式固定堆積裝煙方式側(cè)視圖見圖2。

烘烤工藝：煙夾裝煙采用“8點式精準烘烤工藝”進行烘烤。在“8點式精準烘烤工藝”基礎(chǔ)上，本課題組于2015—2017年對包式固定堆積裝煙配套烘烤工藝進行了優(yōu)化研究，創(chuàng)制了包式固定堆積裝煙配套烘烤工藝[8]（表2），并應(yīng)用于本研究。

1.3? 測量指標與方法

1.3.1? 裝煙量、裝煙密度、用工及耗能成本? 參照任杰等[9]的統(tǒng)計方法，并按以下公式計算裝煙量、裝煙密度、用工成本及烘烤能耗。

裝煙量=單夾（包）煙葉凈重量均值×總夾（包）數(shù)

裝煙密度=裝煙量/裝煙面積

各環(huán)節(jié)用工成本=各環(huán)節(jié)用工耗時×用工單價/單爐干煙量（用工單價為12.5元/h）

烘烤能耗=用電量×電單價+耗煤量×煤單價

1.3.2? 外觀質(zhì)量? 參照蔡憲杰等[10]的賦分標準進行打分。

1.3.3? 物理特性? 參照鄧小華等[11]的方法進行測定。

1.3.4? 化學成分? 選各處理代表性C3F和B2F煙葉各15片，去主脈后置于烘箱中烘干，磨碎過0.25 mm篩，用 AatarisII 近紅外光譜儀（Thermo Fisher公司）測定煙堿、總糖、還原糖、總氮等4項主要化學成分指標，計算糖堿比和兩糖比。

1.3.5? 感官質(zhì)量? 各處理選擇C3F、B2F煙葉20片，分別由上海煙草集團有限責任公司和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心進行感官質(zhì)量評價。

1.3.6? 經(jīng)濟性狀? 依據(jù)國標GB 2635—1992進行煙葉分級，并分別按照當年煙區(qū)烤煙收購價格統(tǒng)計經(jīng)濟效益。

1.4? 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 22.0軟件中單因素方差分析和LSD法對不同處理烤后煙各性狀指標均值進行差異顯著性檢驗。

2? 結(jié)? 果

2.1? 裝煙量及裝煙密度

由表3可知，包式固定堆積裝煙單爐鮮煙裝煙量比煙夾裝煙增加2 142.70～2 280 kg，干煙質(zhì)量增加315.50～323.80 kg，鮮煙裝煙量及裝煙密度提高45.70%～49.50%、干煙量及干煙密度提高47.80%～48.50%。

2.2? 裝卸煙效率、用工成本及烘烤能耗

由表4-6可知，包式固定堆積裝煙用工耗時少，每100千克鮮煙編煙耗時較煙夾裝煙縮短0.16～0.18 h，每100千克干煙卸煙耗時縮短2.15～2.24 h，解煙耗時約縮短1.00 h;每千克干煙用工成本減少約0.71元。能耗方面，包式固定堆積裝煙每千克干煙成本比煙夾裝煙增加0.21～0.25元。包式固定堆積裝煙卸煙較快，無傳統(tǒng)解煙環(huán)節(jié)，雖烘烤耗能成本有所增加，但用工成本下降較多，每千克干煙用工及能耗綜合成本下降0.46～0.50元。

2.3? 外觀質(zhì)量

由表7可知，包式固定堆積裝煙烤后中部煙葉外觀綜合得分比煙夾裝煙提高2.5分，顏色、油分得分均提高0.67分（p<0.05）。上部葉方面，2018、2019年綜合得分分別提高3.34、2.67分（p<0.05），油分得分均提高0.84分，色度得分分別提高0.84、0.67分（p<0.05），中上部煙葉身份、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)等方面與煙夾裝煙差異較小。包式固定堆積裝煙煙葉油分得到了改善，色度稍有加強，整體外觀質(zhì)量略好于煙夾裝煙。

2.4? 物理性狀

由物理性狀鑒定結(jié)果（表8）可知，包式固定堆積裝煙中部葉烤后煙平衡含水率（吸濕性）較煙夾裝煙提高0.23個百分點（p<0.05），上部葉平衡含水率2018、2019年較煙夾裝煙分別提高0.29、0.15百分點（p<0.05）。而單葉重、含梗率與煙夾裝煙相比均無顯著差異。

2.5? 化學成分

由表9可以看出，與煙夾裝煙相比，包式固定堆積裝煙中部葉總糖含量提高2.13百分點（p<0.05），煙堿、還原糖、總氮、糖堿比以及兩糖比等無著差異。上部葉總糖同樣呈上升趨勢，2018、2019年分別提高1.40、2.06百分點（p<0.05）;還原糖含量、糖堿比等指標2019年有所提高，但2018年差異不顯著，在年際間比較未見明顯規(guī)律。綜合來看，包式固定堆積裝煙對烤后煙葉化學成分有一定的改善作用，能提高煙葉總糖含量，但對其他化學指標未見顯著影響。

2.6? 經(jīng)濟性狀

從烤后煙經(jīng)濟性狀（表10）可知，包式固定堆積裝煙中部葉橘黃煙比例、上中等煙比例、均價等有一定程度提高，但差異不顯著。上部葉橘黃煙比例兩年間均顯著提高，2018年、2019年分別提高3.89、17.14百分點（p<0.05）;微帶青煙比例、雜色煙比例2019年顯著下降，但2018年差異不顯著。包式固定堆積裝煙中部葉經(jīng)濟性狀與煙夾裝煙差異不顯著，上部葉橘黃煙比例有所提高。

2.7? 感官質(zhì)量

評吸結(jié)果表明（表11），包式固定堆積裝煙中部葉香氣質(zhì)、香氣量均比煙夾裝煙提高1.0分、雜氣指標得分提高0.50分;勁頭、刺激性、余味等得分與煙夾裝煙持平;感官質(zhì)量總分高于煙夾裝煙。上部葉方面，2018年煙葉刺激性、余味得分略高于煙夾裝煙，勁頭得分低于煙夾裝煙，香氣質(zhì)、香氣量得分與煙夾裝煙持平。2019年上部葉香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、勁頭、刺激性等單項得分略高于煙夾裝煙;余味得分與煙夾裝煙持平，感官質(zhì)量總分高于煙夾裝煙。綜合來看，包式固定堆積裝煙煙葉感官質(zhì)量好于煙夾裝煙。

3? 討? 論

烘烤是煙葉生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定烤煙質(zhì)量?，F(xiàn)廣泛使用的煙夾裝煙方式，存在烤后煙葉顏色偏淡、油分稍欠、葉片僵硬等問題，影響煙葉工業(yè)可用性。究其原因，主要來自該裝煙方式自身不足。有研究[12]表明煙夾裝煙烘烤過程中強制通風排濕，葉間風速過大容易打破水汽飽和層的狀態(tài)，使烤后煙葉顏色偏淡、油分減少。煙葉夾持量不易把握，夾煙過多，煙葉不易收縮，容易產(chǎn)生平板煙和青頭煙[5]，夾煙少又導(dǎo)致掉煙，影響烘烤效果。

針對煙夾裝煙的不足，包式固定堆積裝煙優(yōu)化了煙葉放置方式，采用麻片包裹煙葉避免烤房熱風直接與煙葉大面積接觸，降低了葉間風速，改善了煙葉烘烤過程烤房內(nèi)部小氣候環(huán)境，減少了烤后煙葉少油、色淡等現(xiàn)象。麻片包裹還能避免煙葉過度擠壓，使煙葉烘烤過程中自然收縮，平板煙、青頭煙減少，并徹底解決了掉煙問題，提高了烤后煙質(zhì)量。本試驗結(jié)果表明采用包式固定堆積裝煙處理的烤后煙葉油分及色度得分顯著提高，上部葉橘黃煙比例兩年分別提高3.89、17.14百分點（p<0.05），上等煙比例也有所上升?？竞鬅熎胶夂曙@著提高0.15～0.23百分點（p<0.05），總糖含量顯著提高1.40～2.13百分點（p<0.05），說明煙葉的物理、化學性狀得到了改善。這可能是包式固定堆積裝煙煙葉失水過程相對較慢，烘烤時間長，煙葉內(nèi)物質(zhì)降解、轉(zhuǎn)化更為充分，有利于煙葉質(zhì)量的提高，但烘烤時間過長也存在過度消耗煙葉內(nèi)部物質(zhì)、降低煙葉化學成分協(xié)調(diào)性的可能[13]，因此烘烤過程中要注意對烘烤時間的控制。

密集烤房的主要優(yōu)勢在于裝煙量大，烘烤效率高[1]。如按裝煙容量標準，密集烤房的裝煙密度應(yīng)達到60～70 kg/m2[6]。采用包式固定堆積裝煙，裝煙量達到了102～103 kg/m2，比標準裝煙量提高了近50%。單爐裝煙量的增加，能夠提高烘烤效率，進一步發(fā)揮密集烤房的優(yōu)勢，同時也給烤房排濕設(shè)備帶來壓力[14]，可能會造成煙葉排濕不暢等問題;大裝煙量的情況下還可能會引起排濕效率降低，使得煙葉烘烤需要耗費更多的時間[15]，本試驗表明，提高風機功率并采用合適的烘烤工藝，能夠很大程度避免這種現(xiàn)象。包式固定堆積裝煙烤后煙雜色及微帶青煙比例并不比煙夾裝煙高，表明烘烤過程中煙葉水分及葉綠素代謝正常，這說明只要采用適當?shù)暮婵痉桨福诒ＷC煙葉質(zhì)量的前提下，現(xiàn)階段密集烤房的裝煙量仍然有較大的提升空間。在生產(chǎn)上使用包式固定堆積裝煙烘烤時，仍應(yīng)盡量保證總裝煙量適中、單包煙葉質(zhì)量適宜且相近，推薦單包鮮煙質(zhì)量10 kg左右，整爐煙葉需要保證密、滿、勻的堆積原則，并根據(jù)裝煙量配置合適的風機及烘烤工藝，否則可能影響煙葉烘烤效果。

用工耗時多是密集烤房提高效率及降低成本的重要限制因素。以往的研究表明，各種裝煙方式在烘烤過程中的用工無太大差異，煙葉烘烤的主要用工在編煙、裝煙、卸煙及解煙環(huán)節(jié)[9]。煙夾裝煙需要對煙葉夾持、掛置，卸煙及解煙環(huán)節(jié)操作繁瑣，耗時費工。包式固定堆積裝煙無傳統(tǒng)編煙環(huán)節(jié)，卸煙后也只需將煙葉從麻片中抖出即可，此過程操作較煙夾裝煙方式方便快速、省時省工。本研究表明，包式固定堆積裝煙減工效果明顯。需要提及的是，為獲得與裝煙量相匹配的排濕性能，包式固定堆積裝煙使用了更高功率的循環(huán)風機，變黃及定色期設(shè)定了更低的烤房濕度，烘烤能耗成本比煙夾裝煙每千克干煙提高0.21～0.25元，如何進一步降低烘烤過程中的能耗，是今后研究需要重點關(guān)注的內(nèi)容。

4? 結(jié)? 論

包式固定堆積裝煙量大，烘烤效率高，與煙夾相比，裝煙量提高45.70%～49.50%，每千克干煙綜合成本減少約0.46～0.50元?？竞鬅熑~油分、色度得到顯著改善，外觀及感官質(zhì)量評價綜合得分更高。包式固定堆積裝煙對烤房排濕性能有一定要求，各煙區(qū)應(yīng)用推廣時，要注意嚴格掌握配套烘烤工藝。

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