不同烘絲方式對卷煙質(zhì)量的影響研究進展

邵 寧，翟魯文，楊佳玫，王 宇，龐紅蕊

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心 貴州，貴陽 550009）

作為卷煙制絲生產(chǎn)過程中關(guān)鍵工序之一的葉絲干燥工序，主要起到去除煙絲水分，提高葉絲感官質(zhì)量及耐加工性的作用，對葉絲及卷煙加工質(zhì)量有著重要影響。目前國內(nèi)外主要應(yīng)用的葉絲干燥處理工藝主要有滾筒干燥工藝和氣流干燥工藝兩種類型。前人對以上兩種烘絲工藝的研究主要集中在對兩種烘絲工藝在工作原理及處理工藝對物理指標、化學(xué)成分、煙氣指標、感官質(zhì)量和安全性等煙絲質(zhì)量影響方面的差異性究。為此，本文針對兩種不同烘絲方式對物理指標、化學(xué)成分、感官質(zhì)量、煙氣指標和安全性5個方面的研究進展進行總結(jié)歸納，旨在為充分發(fā)揮不同葉絲烘絲工藝特點，拓寬煙葉原料使用范圍提供依據(jù)，為企業(yè)今后依據(jù)自己產(chǎn)品定位及品牌特點選擇合適的加工方式提供相關(guān)參考。

1 兩種不同烘絲方式的工作原理

烘絲工序是煙絲生產(chǎn)中最重要的加工工序之一，其工作原理是經(jīng)過增溫增濕處理后的煙絲快速脫水烘干定型，使烘后煙絲的含水率、溫度達到均勻一致，通過烘絲工序來改善和提高煙絲的感官質(zhì)量，提高葉絲填充能力和耐加工性，達到二者協(xié)調(diào)。

1.1 滾筒烘絲機的工作原理

滾筒式烘絲機的主要工作原理是筒內(nèi)的薄板導(dǎo)熱片和熱風(fēng)散熱片經(jīng)過飽和蒸汽加熱，并通過風(fēng)機將熱風(fēng)送入筒內(nèi)，在薄板導(dǎo)熱片和熱風(fēng)散熱片這兩種熱源的共同作用下煙絲中的水分快速蒸發(fā)并由排潮風(fēng)機排走，從而達到葉絲的膨脹狀態(tài)，以此提高煙絲的填充值，并達到產(chǎn)品技術(shù)標準要求的含水率。煙絲通過吸收熱量使葉絲的水分從內(nèi)部向外部散失，熱風(fēng)系統(tǒng)的的主要作用就是吸收并帶走蒸發(fā)氣體，使烘絲干燥過程得以順利進行。在加工過程中根據(jù)來料、來料含水率和物料流量情況，通過調(diào)整蒸汽壓力、滾筒的轉(zhuǎn)速及熱風(fēng)溫度來達到較好的烘絲效果。

1.2 氣流烘絲機的工作原理

經(jīng)過充分加溫加濕后的葉絲，通過進料振槽進入進料氣鎖，隨后由氣鎖落入松散裝置內(nèi)。松散裝置內(nèi)提供高溫蒸汽，在高溫蒸汽作用下使葉絲快速松散，同時提高葉絲溫度；之后葉絲從松散裝置落下由高速的過熱蒸汽帶入干燥機內(nèi)，葉絲經(jīng)與高溫蒸汽接觸而迅速進行熱交換，葉絲內(nèi)部水分瞬間蒸發(fā)，葉絲在干燥的同時得以迅速膨化，同時也會帶走部分青雜氣。最后，葉絲進入旋風(fēng)分離裝置從下部的出料氣鎖排出，在裝置內(nèi)葉絲也蒸汽分離冷卻并定型。

2 不同烘絲方式對卷煙質(zhì)量的影響

2.1 不同烘絲方式對卷煙物理指標的影響

盡管兩種烘絲工藝不同，但基本的原理都是根據(jù)煙草本身的吸濕特性。通過人為加入外界強制條件，使得煙草物料能向環(huán)境中散發(fā)水分，從而達到降低水分提高葉絲耐加工性的作用。高輝等以不同牌號的全配方煙絲為研究對象，通過改變不同的烘絲方式來研究對常規(guī)卷煙物理指標的影響。他們發(fā)現(xiàn)，全配方煙絲的整絲率和填充值經(jīng)過以上兩種不同烘絲方式處理后變化比較顯著；氣流干燥后的煙絲要比滾筒干燥處理后的整絲率和填充值有明顯的提高。這也與王宗英研究的氣流干燥處理后葉絲的填充值顯著升高、碎絲率降低顯著結(jié)果是一致的。周凱敏通過烘絲方式對煙支物理質(zhì)量的影響研究發(fā)現(xiàn)，與滾筒烘絲相比，氣流烘絲卷制時的機臺平整盤位置值增大，壓實量減??；相同的煙支重量下，氣流烘絲卷制的煙支吸阻升高，硬度增大，端部落絲減小。近年來，細支卷煙發(fā)展迅速，得到廣大消費者的青睞。在加工生產(chǎn)中，細支卷煙煙絲與常規(guī)卷煙煙絲存在較大差異，在烘絲方式的選擇上也成為了大家關(guān)注的重點。趙靜芬等研究發(fā)現(xiàn)：針對細支卷煙的生產(chǎn)，在出絲率方面，滾筒烘絲相比于氣流烘絲要高出0.41%，且在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的造碎也??；在煙絲結(jié)構(gòu)方面，滾筒烘絲工藝處理的后煙絲的中絲率和短絲率整體占比相比于氣流烘絲的要高出2.88%；但在填充值方面比氣流烘絲有明顯的優(yōu)勢，氣流烘絲處理后的煙絲填充值要高出滾筒烘絲處理的5.64%；且滾筒烘絲方式下細支卷煙中部煙支密度均勻性較氣流烘絲的好。

氣流烘絲相較于滾筒烘絲具有葉絲膨脹率高，速度快，效率高，整絲率與填充值顯著提升，煙支吸阻升高，硬度增大，端部落絲減小的優(yōu)點。在卷煙制絲工藝中，由于原料配方的差異采用分組加工的方法根據(jù)煙葉原料的加工特性進行加工處理，選擇一定比例的原料單獨采用氣流干燥工藝，有效降低煙支的單支克重有利于提高成品煙絲的整絲率及填充性能，所以氣流烘絲的方式還可以用來解決短支卷煙端部落絲較大的問題，對卷煙企業(yè)降低原料消耗，提高加工質(zhì)量具有重要意義。

2.2 不同烘絲方式對化學(xué)成分和香味物質(zhì)的影響

卷煙加工中的烘絲工序是煙絲經(jīng)過加溫、加濕和干燥等一系列處理以達到相應(yīng)的水分，滿足后續(xù)加工要求的目的，其中溫濕度等外界條件的不斷變化，必會引起葉絲的化學(xué)成分和致香成分的變化。而煙葉內(nèi)在化學(xué)成分和香味物質(zhì)是烤煙品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)也決定著卷煙感官質(zhì)量。因此不同烘絲加工工藝對煙葉化學(xué)成分與香味在物質(zhì)的影響研究具有重要意義。周躍飛等選用中部單等級煙葉進行不同烘絲方式進行處理后發(fā)現(xiàn)在相同烘絲強度下，兩種烘絲工藝處理的煙絲中莨菪亭、綠原酸和蕓香苷含量水平相當；在同一烘絲強度下氣流干燥處理后的煙絲主要揮發(fā)酚釋放總量高于滾筒干燥模式。王宗英等選取同等級不同產(chǎn)地的3 個煙葉樣本進行不同烘絲加工處理發(fā)現(xiàn)相對于滾筒烘絲，葉絲中的硬脂酸和亞油酸含量在經(jīng)過氣流烘絲干燥處理后有明顯升高，而綠原酸含量有明顯降低，其他幾種非揮發(fā)性有機酸和常規(guī)化學(xué)成分及多酚類物質(zhì)的變化不明顯。以兩個不同價類的全配方煙絲為實驗樣品高輝等通過不同干燥工藝處理后檢測煙絲化學(xué)成分發(fā)現(xiàn)由于不同牌號卷煙配方原料的差異性導(dǎo)致不同干燥方式對煙絲常規(guī)化學(xué)成分的影響差異性較大。但整體來看氣流烘絲工藝處理后，兩種不同價類卷煙全配方煙絲中的總氮、β－大馬酮、綠原酸、糠醛、蕓香苷、巨豆三烯酮和NH3有不同程度的增加；多酚類化合物和部分重要致香物質(zhì)含量的增加對感官質(zhì)量的提升有利。田忠等通過研究葉絲不同切絲寬度下，經(jīng)過不同烘絲工藝處理樣品發(fā)現(xiàn)在0.6mm 低切絲寬度下，滾筒烘絲處理后比氣流烘絲的卷煙樣品煙氣香味成分含量高，且香氣指標、口感指標、煙氣指標均表現(xiàn)良好。而在相同切絲寬度下，滾筒烘絲干燥工藝處理后的卷煙樣品的香氣指標、煙氣指標、口感指標均優(yōu)于氣流干燥工藝。

相較于滾筒烘絲，氣流烘絲加工強度要大，葉絲內(nèi)含物減少過多，特別是香味物質(zhì)的損失；滾筒烘絲由于整體加工強度低因此在加工過程中內(nèi)含物中低沸點成分的減少要多與氣流式烘絲，同樣，高沸點成分則損失較少。所以氣流干燥方式適合中低檔煙片加工，滾筒烘絲則更適于高檔煙葉的加工

2.3 不同烘絲方式對感官質(zhì)量的影響

感官質(zhì)量是評價卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標，正是由于卷煙產(chǎn)品的感官質(zhì)量的差異才造就了卷煙產(chǎn)品的不同風(fēng)格和香味特征，消費者才會對卷煙產(chǎn)品有認同感，所以說卷煙的感官質(zhì)量是卷煙產(chǎn)品風(fēng)格的重要體現(xiàn)。不同干燥方式對感官質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在香味特征、刺激性、口感舒適度等方面，高輝等研究發(fā)現(xiàn)氣流干燥處理后的煙絲能提升卷煙的津潤感，但另一方面高強度的加工處理也會導(dǎo)致雜氣和刺激性增加，香氣的透發(fā)性降低。這與王宗英等研究結(jié)果不同干燥工藝對感官質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在香氣量和豐滿程度上是一致，氣流干燥會導(dǎo)致香氣量減少、豐滿程度降低。氣流干燥處理后亞油酸含量增加及綠原酸含量降低對感官質(zhì)量不利。李永生等發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)煙氣水分越高，產(chǎn)品感官舒適性越高而滾筒烘絲方式可有效提高煙氣水分且滾筒烘絲參數(shù)中熱風(fēng)溫度的提高也會增加產(chǎn)品的煙氣水分相比于氣流烘絲來說會有更好的舒適性。李丹等針對上部煙葉通過不同烘絲方式進行研究，結(jié)果表明針對上部煙葉的香氣量、香氣豐富度方面的提升上氣流干燥具有顯著優(yōu)勢，但另一方面對去雜氣的效果不是很理想；對上部煙葉的整體改善效果來看滾筒干燥工藝對上部葉感官質(zhì)量的提升最好，對干燥感改善效果也較好，各項指標均衡。

干燥工藝對感官質(zhì)量的影響在不同煙葉原料和葉組配方上存在較大差異。在日常生產(chǎn)中卷煙企業(yè)根據(jù)煙葉自身性質(zhì)、葉組配方、品牌特點的差異進行干燥工藝的選擇是十分必要的。

2.4 不同烘絲方式對煙氣指標和安全性的影響研究

由于兩種烘絲工藝的加工方法原理及加工條件的差異大，煙葉經(jīng)過不同的干燥處理，其內(nèi)含物、香味物質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)的程度等均存在較大差異，勢必會對煙絲及煙氣成分產(chǎn)生重要影響。高輝等發(fā)現(xiàn)配方煙絲經(jīng)氣流干燥后的七種有害物種中包括一氧化碳、巴豆醛、NNK及其他有害成分如苯酚、苯甲醇和苯乙醇的含量相比于滾筒烘絲處理的樣品降低的明顯。同時這也與周麗娜等的研究結(jié)果保持一致，他們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過氣流干燥工藝處理后的葉絲中苯甲醇和苯乙醇含量有所降低，這種變化在一定程度上是有利于煙絲感官質(zhì)量的提升。但經(jīng)氣流干燥工藝處理后的卷煙由于加工溫度計強度相對于要大于滾筒干燥，其主流煙氣揮發(fā)性成分含量下降較多，這對卷煙的香氣量方面有一定的負面影響。田忠等發(fā)現(xiàn)不同處理工藝對煙氣總粒相物和焦油影響顯著。王宗英等研究發(fā)現(xiàn)烘絲方式對煙氣指標的影響還是比較的顯著，主要表現(xiàn)在總粒相物、焦油和一氧化碳上，氣流干燥相對于滾筒干燥來說在總粒相物、焦油和一氧化碳指標上有明顯降低。王鎮(zhèn)增通過對比不同干燥方式對卷煙煙氣指標的影響研究發(fā)現(xiàn)，與滾筒干燥相比，氣流干燥處理工藝的焦油量、煙氣煙堿量和一氧化碳量均有不同程度地下降。

總的來說，氣流干燥對降低卷煙中的有害成分和危害性指數(shù)具有顯著作用，且氣流干燥對在降低卷煙消耗和降焦減害方面效果明顯，有利于提高卷煙吸食的安全性。

3 結(jié)論與展望

綜上，滾筒干燥和氣流干燥對煙絲加工質(zhì)量的影響各有利弊。氣流烘絲相較于滾筒烘絲具有葉絲膨脹率高，速度快，效率高，整絲率與填充值可大大提升的優(yōu)點，但氣流烘絲加工強度大，葉絲內(nèi)含物減少多，特別是香味物質(zhì)的損失；滾筒干燥工藝改善煙葉感官質(zhì)量的整體效果較好，各項指標均衡。能耗方面，氣流干燥工藝的能耗要遠高于滾筒干燥。因此，在制絲加工生產(chǎn)過程中對烘絲設(shè)備及工藝方法的選擇上，應(yīng)從卷煙原料配方的加工特性和卷煙產(chǎn)品的風(fēng)格特征出發(fā)，利用滾筒烘絲工藝的柔性保香的特點對能體現(xiàn)香味和風(fēng)格特征的感官模塊、高價位卷煙煙絲進行加工處理，而利用氣流烘絲工藝來進行生產(chǎn)提高降焦減害的煙絲填充模塊、低價位卷煙煙絲。

目前我國結(jié)合中國卷煙企業(yè)的實際生產(chǎn)情況在引進國外先進技術(shù)及設(shè)備的同時，也研制了一系列可靠的具有先進性和經(jīng)濟性的國產(chǎn)干燥設(shè)備，如氣流-滾筒兩段式烘絲設(shè)備；以及采用滾筒干燥和氣流干燥并行的“兩尾式”分組加工模式來滿足葉組配方差異化處理的需求,這些都是圍繞我國煙葉原料和產(chǎn)品風(fēng)格特點做的研究和努力。但真正掌握適合中式卷煙的創(chuàng)新工藝形成自己的加工技術(shù)和方法，打造適合中式卷煙的干燥工藝還是今后的研究重點。