摘要:【目的】探究移動(dòng)式烤房關(guān)鍵參數(shù)及配套烘烤工藝,為移動(dòng)式烤房的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)?!痉椒ā吭O(shè)計(jì)建造6個(gè)不同材質(zhì)、規(guī)格和能源類型的移動(dòng)式烤房,篩選綜合性能最佳的移動(dòng)式烤房;以傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝為對照組,設(shè)3個(gè)不同的移動(dòng)式烤房烘烤工藝處理組,分析不同烘烤工藝對烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀、感官質(zhì)量和生化指標(biāo)的影響,篩選最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝;對篩選出的最佳移動(dòng)式烤房與傳統(tǒng)密集烤房進(jìn)行烘烤效果比較?!窘Y(jié)果】以聚氨酯材料建造并采用U型包邊方式的生物質(zhì)烤房綜合性能最佳,保溫性較好。與傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝相比,采用最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝的烤后煙葉上等煙比例顯著提高15.8%(Plt;0.05,下同),均價(jià)顯著提升4.2元/kg,香氣物質(zhì)總量顯著提高37.29%,蛋白質(zhì)含量顯著降低5.46%,而氨基酸含量顯著提高10.61%;同時(shí),在最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝下,烤后煙葉的感官質(zhì)量評價(jià)總分達(dá)82.1分,較傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝顯著提高。與傳統(tǒng)密集烤房相比,移動(dòng)式烤房的烘烤成本顯著降低18.75%,烤后煙葉的上等煙比例顯著提高87.50%,青雜率顯著降低26.67%,感官質(zhì)量評價(jià)總分顯著提高0.6分?!窘Y(jié)論】采用聚氨酯材料建造的移動(dòng)式烤房安裝便捷且綜合性能最佳,采用優(yōu)化后的移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝能促進(jìn)煙葉內(nèi)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化,提高烤后煙葉感官質(zhì)量,有效改善煙葉內(nèi)在質(zhì)量。相較于傳統(tǒng)密集烤房,移動(dòng)式烤房能在提高煙葉品質(zhì)的基礎(chǔ)上降低烘烤成本,具有良好的推廣應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:煙草;移動(dòng)式烤房;烘烤工藝;煙葉質(zhì)量
中圖分類號:S572.092文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:2095-1191(2024)10-2917-09
Optimization of key parameters and matched tobacco leaf flue-curing technology for mobile curing barns
YIN Xing-sheng1,WANG De-jun1,SU Jia-en2,ZHU Bin3,LIU Hong-hua1,SHEN Guang-cai1,LIU Shi-hang1,HU Bin-bin4*
(1Baoshan Company,Yunnan Tobacco Company,Baoshan,Yunnan 678000,China;2Dali Company,Yunnan TobaccoCompany,Dali,Yunnan 671000,China;3College of Horticulture and Gardening,Southwest University,Chongqing400715,China;4Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences,Kunming,Yunnan 650021,China)
Abstract:【Objective】To explore the key parameters and matched flue-curing technology of mobile curing barns,aiming to provide theoretical basis for the promotion and application of mobile curing barns.【Method】Six mobile curing barns with different materials,specifications and energy types were designed and constructed,and the one with the best overall performance was selected.Using the traditional bulk curing barn flue-curing technology as the control group,3 treatment groups with different mobile curing barn flue-curing technologies were established.The effects of different flue-curing technologies on the economic traits,sensory qualities and biochemical indexes of the flue-cured tobacco were ana-lyzed to identify the optimal flue-curing technology for mobile curing barn.A comparison of the flue-curing effects be-tween the selected optimal mobile curing barn and the traditional bulk curing barn was conducted.【Result】The mobile curing barn constructed with polyurethane material and U-shaped galvanized spray-painted edges exhibited the best over-all performance,with good thermal insulation properties.Compared with the traditional bulk curing barn flue-curing tech-nology,the best matched curing technology for the mobile curing barn significantly increased the top quality tobacco pro-portion by 15.8%(rlt;0.05,the same below),significantly raised the average price by 4.2 yuan/kg,significantly in-creased the total content of fragrance substances by 37.29%,significantly decreased the protein content by 5.46%,and significantly increased the amino acid content by 10.61%.Meanwhile,under the optimal mobile curing barn flue-curing technology,the sensory quality score of the flue-cured tobacco leaves reached 82.1 points,which was significantly higher than that of the traditional intensive bulk curing barn flue-curing technology.Compared with the traditional intensive cu-ring barn,the mobile curing barn significantly reduced the curing cost by 18.75%,significantly increased the top quality tobacco proportion by 87.50%,significantly reduced the green and mixed rate by 26.67%,and significantly improved the sensory quality score by 0.6 points.【Conclusion】The mobile curing barn constructed with polyurethane material is easy to install and offers the best overall performance.The optimized flue-curing technology for the mobile curing barn promotes the transformation of internal substance in the tobacco leaves,enhances the sensory quality of the flue-cured tobacco leaves,and effectively improves the intrinsic quality of the tobacco leaves.Compared with the traditional bulk curing barn,the mobile curing barn not only improves the quality of the tobacco but also reduces the cost of flue-curing,demon-strating strong potential for widespread application and promotion.
Key words:tobacco;mobile curing barn;flue-curing technology;tobacco leaf quality
Foundation items:Yunnan Basic Research Plan Project(202001AT070013);Science and Technology Plan Project of Yunnan Tobacco Company(2021530000242014,2022530000241027)
0引言
【研究意義】烘烤對煙葉質(zhì)量有重要影響,烤房是進(jìn)行煙葉烘烤的必要裝備,密集式烤房因其裝煙密度大、能耗低及烘烤過程自動(dòng)控溫控濕等優(yōu)勢成為我國煙葉烘烤調(diào)制的重要工具(李傳玉等,2008)。但部分煙區(qū)的密集烤房由于自然災(zāi)害影響受損,影響煙葉烘烤作業(yè)的正常開展,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。此外,隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)改變,煙區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致部分地區(qū)大量密集烤房閑置,造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。移動(dòng)式烤房作為一種新型烤房,能快速安裝并多次移動(dòng),可滿足煙區(qū)轉(zhuǎn)移的需求,是密集烤房的重要補(bǔ)充,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。合理的烘烤工藝對提高煙葉質(zhì)量具有重要意義(鄧奕龍等,2024),但目前對移動(dòng)式烤房的研究處于初級階段,相關(guān)建造參數(shù)和烘烤工藝仍參照傳統(tǒng)烤房,不利于移動(dòng)式烤房的推廣應(yīng)用。【前人研究進(jìn)展】我國烤房發(fā)展從早期的明火烤房、自然通風(fēng)普通烤房、熱風(fēng)循環(huán)烤房、普改密烤房到現(xiàn)在的密集烤房經(jīng)歷了多個(gè)階段,目前密集烤房已適應(yīng)我國的烤煙生產(chǎn)形勢(李錚等,2017)。傳統(tǒng)密集烤房主要以磚混結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),建造過程用時(shí)長且不能移動(dòng),不能滿足目前煙區(qū)轉(zhuǎn)移的需求。移動(dòng)式烤房具有可移動(dòng)、節(jié)約能源、不破壞耕地和轉(zhuǎn)運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)(陳代明等,2021),且其抗震性較強(qiáng),適合地震頻發(fā)的煙區(qū)使用,但移動(dòng)式烤房的最佳建造方案尚不明確。目前對移動(dòng)式烤房的研究主要集中在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化、能耗與環(huán)保性能、經(jīng)濟(jì)效益及市場需求與趨勢等方面。譚效磊等(2014)對比分析了集裝箱移動(dòng)式烤房和聚氨酯板移動(dòng)式烤房與傳統(tǒng)密集烤房的性能差異,發(fā)現(xiàn)2種移動(dòng)式烤房的密閉性較好且溫濕度控制精度較高,能有效降低煙葉烘烤成本并提高烤后煙葉質(zhì)量;李昂等(2015)研究發(fā)現(xiàn),聚氨酯材料烤房與傳統(tǒng)密集烤房的溫度差和烘烤效果基本一致,但聚氨酯材料烤房在經(jīng)濟(jì)效益及節(jié)約能耗和用工成本等方面優(yōu)于傳統(tǒng)密集烤房;李紹德(2015)研究發(fā)現(xiàn),組合式活動(dòng)烤房的溫度差和保溫性均不弱于常規(guī)磚混烤房;何雪(2017)研發(fā)出一套新型可移動(dòng)空氣源熱泵烤房,采用活動(dòng)板房的搭建方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性。烤后煙葉的質(zhì)量受多方面因素影響,其中烤房類型影響烤后煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量,決定煙葉的價(jià)值。王紫微等(2018)研究發(fā)現(xiàn)新型生物質(zhì)烤房烤后煙葉的中性和堿性致香物質(zhì)含量均高于傳統(tǒng)密集烤房,表明烤房類型對煙葉香氣物質(zhì)含量有明顯影響;羅貞寶等(2021)研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)置一體式生物質(zhì)密集烤房烤后煙葉均價(jià)較傳統(tǒng)燃煤密集烤房提高,烤后煙葉油分稍有提升且雜氣略有減輕;武圣江等(2022)研究密集烤房的能源類型對烤后煙葉質(zhì)量的影響,發(fā)現(xiàn)內(nèi)置式生物質(zhì)密集烤房烤后煙葉的上等煙比例、橘黃煙比例和均價(jià)最高;鄭煜等(2023)發(fā)現(xiàn)不同類型烤房烤后煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀和外觀質(zhì)量存在差異,與開放式熱泵密集烤房相比,全閉式熱泵密集烤房烤后上部葉的上等煙和檸檬黃煙比例提高。烘烤方式同樣會影響煙葉香氣品質(zhì)。朱文格等(2018)研究熱水型空氣源熱泵移動(dòng)式烤房與燃煤密集烤房的烘烤效果差異及不同烘烤方式對煙葉質(zhì)量的影響,結(jié)果表明采用移動(dòng)式烤房時(shí)散葉烘烤或掛竿烘烤的煙葉化學(xué)成分及感官質(zhì)量與采用傳統(tǒng)密集烤房掛竿烘烤無明顯差異,且采用移動(dòng)式烤房的綜合效益優(yōu)于傳統(tǒng)密集烤房;孔芳芳等(2022)研究表明,傳統(tǒng)掛竿和箱式烘烤的煙葉香氣成分存在差異,需通過優(yōu)化烤房設(shè)備和配套烘烤工藝保障煙葉香氣品質(zhì)??痉款愋蜎Q定了烘烤設(shè)備對溫濕度的控制性能,且在新型烤房的推廣過程中需研究配套的烘烤工藝,促進(jìn)烘烤過程中煙葉色素降解與物質(zhì)轉(zhuǎn)化,提高烤后煙葉質(zhì)量。【本研究切入點(diǎn)】密集烤房無法移動(dòng),不能滿足煙區(qū)轉(zhuǎn)移和抗震防災(zāi)需求,而移動(dòng)式烤房的關(guān)鍵建造參數(shù)和配套烘烤工藝尚不明確?!緮M解決的關(guān)鍵問題】設(shè)計(jì)建造不同材質(zhì)、規(guī)格和能源類型的移動(dòng)式烤房,篩選綜合性能最佳的移動(dòng)式烤房;在傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝的基礎(chǔ)上,對移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝進(jìn)行優(yōu)化,分析不同烘烤工藝對烤后煙葉經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、感官質(zhì)量和生化指標(biāo)的影響,篩選最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝;對篩選出的移動(dòng)式烤房與傳統(tǒng)密集烤房進(jìn)行烘烤效果比較。探究移動(dòng)式烤房關(guān)鍵參數(shù)及配套烘烤工藝,為移動(dòng)式烤房的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1移動(dòng)式烤房關(guān)鍵建造參數(shù)測定
于2021年5—11月在云南省保山市騰沖縣基地開展試驗(yàn)。移動(dòng)式烤房基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,根據(jù)煙葉烘烤要求設(shè)計(jì)6個(gè)不同材質(zhì)和規(guī)格的移動(dòng)式烤房(表1),其中1號和6號烤房為空氣源熱泵烤房,2號、3號、4號和5號烤房為生物質(zhì)烤房,裝煙室材質(zhì)為聚氨酯或聚苯板,底座材質(zhì)采用聚氨酯、玻鎂板或木板和鋁板等,建造完成后測定不同烤房的裝煙量、平均烘烤用時(shí)、單位能耗和保溫性,對烤房性能進(jìn)行比較。以篩選出的最佳移動(dòng)式烤房結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),在烤房進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口處布置風(fēng)道調(diào)節(jié)板,以分析進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口高度對烤房性能的影響。
1.2移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝篩選
供試烤煙品種為K326,按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)規(guī)范化栽培措施進(jìn)行管理,以中部正常成熟煙葉為烘烤材料。煙葉采用人工編竿方式,每竿煙葉重8~9 kg,裝煙量為280竿。以當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)密集烤房烘烤工藝為對照組,在其基礎(chǔ)上細(xì)化烘烤階段,增加干球溫度節(jié)點(diǎn)并調(diào)整濕球溫度,適當(dāng)延長變黃期和定色期時(shí)間,設(shè)3個(gè)不同的移動(dòng)式烤房烘烤工藝處理組,各組具體的溫濕度設(shè)定和烘烤時(shí)間如圖2所示。烘烤過程中嚴(yán)格控制烤房的溫濕度,收集烘烤后的煙葉進(jìn)行等級和質(zhì)量評價(jià)。每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)重復(fù)。
1.3烤后煙葉生化指標(biāo)測定及感官質(zhì)量評價(jià)
烤后煙葉的蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量測定參考陳頤等(2019)的方法,香氣物質(zhì)含量測定參考王紹坤等(2011)的方法,委托云南省三標(biāo)農(nóng)林科技有限公司進(jìn)行檢測。同時(shí),將烤后煙葉制成單料煙樣品后參考李超等(2023)的方法進(jìn)行溫濕度平衡,組織云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司的評吸專家按照GB 5606.4—2005《卷煙第4部分:感官技術(shù)要求》對烤后煙葉進(jìn)行感官評價(jià),總分為100分,評價(jià)內(nèi)容包括香氣特征(40分)、煙氣特征(40分)和口感特征(20分);具體指標(biāo)分值:香氣特征中,煙草本香10分、香氣量15分、香氣質(zhì)15分;煙氣特征中,濃度10分、刺激性15分、勁頭5分、雜氣10分;口感特征中,干凈度10分、濕潤度5分、回味5分。每組樣品由5位專家進(jìn)行評吸打分,取平均值作為樣品最終得分。
1.4移動(dòng)式烤房與傳統(tǒng)密集烤房的烘烤效果比較
將篩選出的最優(yōu)移動(dòng)式烤房與傳統(tǒng)密集烤房進(jìn)行烘烤效果比較,所用傳統(tǒng)密集烤房為生物質(zhì)烤房,采用磚混結(jié)構(gòu)建造,裝煙室長8000mm、寬2700mm、高4150mm。分別采用篩選出的移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝和傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝對鮮煙葉進(jìn)行烘烤,供試烤煙品種為K326,煙葉采用人工編竿方式,每竿煙葉重8~9 kg,移動(dòng)烤房的裝煙量為280竿,傳統(tǒng)密集烤房的裝煙量為480竿。測定煙葉烘烤成本和烤后煙葉質(zhì)量等級,并進(jìn)行感官質(zhì)量評價(jià),評價(jià)方法同1.3。
1.5統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019和SPSS 19.0進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析。
2結(jié)果與分析
2.1移動(dòng)式烤房建造參數(shù)測定結(jié)果
2.1.1不同移動(dòng)式烤房的安裝建造成本比較結(jié)果由表2可知,6個(gè)移動(dòng)式烤房中,除5號烤房需用吊車進(jìn)行安裝外,其余烤房均只需常規(guī)設(shè)備即可完成安裝,在云南等多山地區(qū),道路條件通常不能滿足吊車運(yùn)行需求,因此使用常規(guī)設(shè)備進(jìn)行安裝更符合實(shí)際。在用工人數(shù)和安裝用時(shí)方面,除5號烤房外的其余烤房用工人數(shù)均為4人,其中1號和2號烤房的安裝用時(shí)較少,其次是3號和4號烤房,6號烤房的安裝用時(shí)最長。就建造成本而言,2號、3號和5號烤房建造成本相近,明顯低于其余3個(gè)烤房,與現(xiàn)有的密集烤房建造成本接近,具有較高的推廣應(yīng)用前景。
2.1.2不同移動(dòng)式烤房的性能比較結(jié)果進(jìn)一步比較6個(gè)烤房的性能,結(jié)果如表3所示,6個(gè)烤房的裝煙量均能滿足生產(chǎn)需求,其中4號烤房的裝煙量顯著高于其他烤房(rlt;0.05,下同)。1號和6號烤房為空氣源熱泵烤房,用電需求較大,其余烤房均為生物質(zhì)烤房,更適合缺電山區(qū)使用。1號、2號和3號烤房的平均烘烤用時(shí)顯著低于其他烤房。就單位能耗而言,1號和6號烤房單位能耗顯著低于其他烤房,表明空氣源熱泵烤房在降低能耗方面優(yōu)勢明顯,而2號烤房的單位能耗在4個(gè)生物質(zhì)烤房中最低。就保溫性而言,2號烤房的保溫性較好,相較于初始溫度(48.0℃),2 h后溫度僅下降1.2℃。綜合考慮安裝建造成本、烤房性能和煙區(qū)的實(shí)際需求,以聚氨酯材料建造并采用U型包邊的生物質(zhì)烤房(2號烤房)密封性好、安裝便捷,同時(shí)平均烘烤用時(shí)較短、單位能耗較低,能夠滿足煙葉烘烤生產(chǎn)需求,綜合性能最佳,因此將2號烤房作為最佳移動(dòng)式烤房進(jìn)行后續(xù)研究。
2.1.3不同進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口高度對烤房溫度差及濕度差的影響進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口高度是影響烤房內(nèi)垂直和平面溫度差的重要因素,設(shè)計(jì)移動(dòng)式烤房時(shí)參照傳統(tǒng)密集烤房的進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口高度(400和400 mm),篩選出2號烤房作為最佳移動(dòng)式烤房后,因其裝煙室規(guī)格與傳統(tǒng)密集烤房存在差異,需進(jìn)一步分析不同進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口高度對烤房性能的影響,優(yōu)化進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口設(shè)計(jì)。不同進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口高度對烤房溫度差及濕度差的影響如表4所示,以54.0℃為目標(biāo)溫度,當(dāng)進(jìn)風(fēng)口高度為400 mm、回風(fēng)口高度為380mm時(shí),烤房內(nèi)的最大溫度差和最大相對濕度差均為最小,表明烤房內(nèi)溫度和濕度的均勻性獲得有效提升,可將其作為移動(dòng)式烤房的進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口最佳高度。
2.2移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝篩選結(jié)果
2.2.1不同烘烤工藝對烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響烤后煙葉的外觀質(zhì)量直接影響烤煙的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,對比不同烘烤工藝對烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響。結(jié)果(表5)顯示,處理組1的上等煙比例達(dá)76.2%,中等煙比例為22.5%,下等煙比例僅為1.3%,而對照組的上等煙、中等煙及下等煙比例分別為65.8%、24.1%和10.1%,處理組1的上等煙比例較對照組顯著提高15.8%,表明處理組1的烤后煙葉等級結(jié)構(gòu)優(yōu)于對照組和其他處理組。上等煙比例的提升使處理組1烤后煙葉的均價(jià)顯著高于其他處理組和對照組,其中較對照組均價(jià)提升4.2元/kg,表明在處理組1的烘烤工藝下烤后煙葉質(zhì)量最好,適合移動(dòng)式烤房的煙葉烘烤。
2.2.2不同烘烤工藝對烤后煙葉感官質(zhì)量的影響為進(jìn)一步研究不同烘烤工藝對烤后煙葉感官質(zhì)量的影響,將烤后煙葉制作成單料煙后進(jìn)行感官質(zhì)量評價(jià)。結(jié)果如表6所示,處理組1、處理組2和處理組3的烤后煙葉感官質(zhì)量評價(jià)總分分別為82.1、80.9和80.5分,均顯著高于對照組的79.2分,其中處理組1烤后煙葉的感官質(zhì)量評價(jià)總分最高。此外,在各具體感官質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)中,處理組1的烤后煙葉得分也優(yōu)于對照組,煙草本香、香氣量、香氣質(zhì)、濃度和勁頭均有提升,且刺激性降低、雜氣減少。感官質(zhì)量評價(jià)結(jié)果表明在移動(dòng)式烤房中使用合理的配套烘烤工藝能提高烤后煙葉的內(nèi)在質(zhì)量。
2.2.3不同烘烤工藝對烤后煙葉生化指標(biāo)的影響為進(jìn)一步研究不同烘烤工藝對煙葉內(nèi)在質(zhì)量的影響,取不同烘烤工藝的烤后煙葉檢測其香氣物質(zhì)、蛋白質(zhì)和氨基酸含量。結(jié)果如表7所示,對照組的烤后煙葉香氣物質(zhì)總量為151.21μg/g,而處理組1、處理組2及處理組3的烤后煙葉香氣物質(zhì)總量分別為207.60、198.12和190.22μg/g,分別較對照組顯著提高37.29%、31.02%和25.80%。相較于對照組,處理組1的酮類物質(zhì)含量顯著增加4.38%、醇類物質(zhì)含量顯著增加16.98%、醛類物質(zhì)含量顯著增加92.68%、酸類物質(zhì)含量顯著增加66.00%、烯烴類物質(zhì)含量顯著增加39.80%、雜環(huán)類物質(zhì)含量顯著增加242.86%、酯類物質(zhì)含量顯著增加212.90%,香氣物質(zhì)更加豐富。表明根據(jù)移動(dòng)式烤房性能優(yōu)化后的烘烤工藝能有效促進(jìn)煙草香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,提高烤后煙葉的香氣物質(zhì)含量。相較于對照組的烤后煙葉,處理組1的烤后煙葉蛋白質(zhì)含量顯著降低5.46%,而氨基酸含量顯著提高10.61%,表明優(yōu)化后的烘烤工藝通過更精準(zhǔn)的溫濕度控制促進(jìn)烘烤過程中煙葉蛋白質(zhì)的降解,形成更多小分子氨基酸,有助于煙葉內(nèi)在質(zhì)量的提升。綜上所述,處理組1的烘烤工藝為最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝,其要點(diǎn)有:在變黃期和定色期增加干球溫度節(jié)點(diǎn)40.0、48.0和60.0℃;變黃中期,在干球溫度38.0℃下先以濕球溫度36.0℃烘烤8~10 h后,不改變干球溫度并將濕球溫度降至35.5℃;變黃后期,在干球溫度42.0℃下先以濕球溫度35.5℃烘烤10h促進(jìn)煙葉變黃,再將濕球溫度降至35.0℃,提高進(jìn)煙葉失水速率;在烘烤時(shí)間上,適當(dāng)延長變黃期和變色期時(shí)間。
2.3移動(dòng)式烤房與傳統(tǒng)密集烤房的烘烤效果比較結(jié)果
2.3.1烘烤成本和質(zhì)量等級進(jìn)一步將篩選出的最佳移動(dòng)式烤房(2號烤房)與傳統(tǒng)密集烤房進(jìn)行比較,測定煙葉烘烤成本和質(zhì)量等級。結(jié)果如表8所示,與傳統(tǒng)密集烤房相比,移動(dòng)式烤房的燃料成本顯著降低18.18%,人工成本顯著降低28.57%;移動(dòng)式烤房的烘烤成本(2.6元/kg)較傳統(tǒng)密集烤房的烘烤成本(3.2元/kg)顯著降低18.75%,表明移動(dòng)式烤房的密封性更好、烘烤操作更方便,在節(jié)約烘烤能耗和烘烤用工方面優(yōu)勢明顯,具有較好的減工降本效果。從烤后煙葉的等級結(jié)構(gòu)來看,相較于傳統(tǒng)密集烤房,移動(dòng)式烤房烤后煙葉的上等煙比例顯著提高87.50%,青雜率顯著降低26.67%,表明移動(dòng)式烤房在提高烤后煙葉等級和控制煙葉損失方面優(yōu)于傳統(tǒng)密集烤房,有助于提高烤后煙葉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2.3.2烤后煙葉感官質(zhì)量評價(jià)采用篩選出的最佳移動(dòng)式烤房(2號烤房)和傳統(tǒng)密集烤房對鮮煙葉進(jìn)行烘烤,取烤后煙葉進(jìn)行感官質(zhì)量評價(jià)。結(jié)果如表9所示,移動(dòng)式烤房的烤后煙葉感官質(zhì)量評價(jià)總分為80.5分,較傳統(tǒng)密集烤房的烤后煙葉感官質(zhì)量評價(jià)總分顯著提高0.6分,表明移動(dòng)式烤房能顯著提高烤后煙葉的內(nèi)在質(zhì)量,有利于高質(zhì)量煙葉生產(chǎn)。
3討論
烤房作為烤煙生產(chǎn)環(huán)節(jié)必不可少的設(shè)備,其優(yōu)劣性直接決定烤后煙葉的價(jià)值。K326是我國栽植范圍最廣的烤煙品種,因其烤后煙葉顏色橘黃、色澤飽滿、油脂含量高、煙氣濃且香氣足,而在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。但在烘烤過程中,K326上部葉易掛灰,有損其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和工業(yè)可用性(朱偉等,2020)。同時(shí),隨著煙區(qū)轉(zhuǎn)移,大量密集烤房閑置,可移動(dòng)式烤房的研發(fā)有助于提高設(shè)備的利用效率,避免資產(chǎn)閑置。因此,研發(fā)移動(dòng)式烤房能滿足目前煙葉生產(chǎn)的實(shí)際需求,優(yōu)化配套烘烤工藝可改善烤后煙葉質(zhì)量,提升上部葉的工業(yè)可用性(王佩等,2023),因此移動(dòng)式烤房具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
本研究通過對比不同建造參數(shù)對移動(dòng)式烤房性能的影響,確定了移動(dòng)式烤房的材質(zhì)要求和包邊方式,裝煙室和底座材質(zhì)均為聚氨酯材料并采用U型包邊方式的2號烤房綜合性能最佳,以48.0℃為初始溫度情況下2 h后溫度僅降低1.2℃,保溫性較好;在2號烤房結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口高度進(jìn)行優(yōu)化,根據(jù)烤房內(nèi)溫度差及濕度差確定了移動(dòng)式烤房的進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口最佳高度,分別為400和380 mm,進(jìn)一步提高了移動(dòng)式烤房性能;此外,2號烤房使用常規(guī)裝備即可完成安裝,提高了移動(dòng)式烤房的適用范圍。何雪(2017)設(shè)計(jì)的可移動(dòng)空氣源熱泵烤房較常規(guī)空氣源熱泵烤房節(jié)約了烘烤成本,同時(shí)烤后煙葉品質(zhì)得到極大提升。本研究中,傳統(tǒng)密集烤房和篩選出的最佳移動(dòng)式烤房均為生物質(zhì)烤房,在采用相同能源的情況下,與傳統(tǒng)密集烤房相比,移動(dòng)式烤房的烘烤成本降低18.75%,烤后煙葉中上等煙比例提高87.50%,青雜率降低26.67%,表明移動(dòng)式烤房在節(jié)能的基礎(chǔ)上還能有效提升烤后煙葉質(zhì)量。譚效磊等(2014)研究表明,相較于傳統(tǒng)密集烤房,移動(dòng)式烤房的烤后煙葉還原糖、總糖、總植物堿、總氮、鉀和氯含量相對協(xié)調(diào),煙葉質(zhì)量更好。本研究中,移動(dòng)式烤房的烤后煙葉感官質(zhì)量評價(jià)總分比傳統(tǒng)密集烤房顯著提高0.6分,表明除煙葉外觀質(zhì)量外,移動(dòng)式烤房還能提高煙葉的內(nèi)在質(zhì)量,與譚效磊等(2014)的研究結(jié)果一致。本研究中,移動(dòng)式烤房的燃料成本較傳統(tǒng)密集烤房顯著降低,表明移動(dòng)式烤房在能耗控制方面優(yōu)勢明顯,在保障煙葉質(zhì)量的情況下降低了烘烤能耗,與李紹德等(2015)的研究結(jié)果一致。烘烤成本和烤后煙葉質(zhì)量比較結(jié)果表明,移動(dòng)式烤房能在提高煙葉品質(zhì)的基礎(chǔ)上降低烘烤成本,具有良好的推廣應(yīng)用前景。
烘烤工藝對烤后煙葉的感官質(zhì)量具有重要影響,烘烤過程中煙葉的化學(xué)成分變化對提高烤后煙葉香氣質(zhì)和香氣量具有重要意義(黃濤等,2022)。K326煙葉在常規(guī)三段式烘烤工藝下存在變黃程度不足、烤后煙葉含青的問題(成軍平等,2011);且K326葉片較厚,變黃稍慢,煙葉耐烤性一般,易導(dǎo)致下部葉烤枯、上部葉掛灰,初烤后黃煙和雜煙較多(姚剛等,2023)?;贙326的烘烤特性和移動(dòng)式烤房的特點(diǎn),本研究在傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝的基礎(chǔ)上,對移動(dòng)式烤房的配套烘烤工藝進(jìn)行優(yōu)化,其中最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝通過細(xì)化烘烤階段促進(jìn)煙葉變黃和脫水,提高煙葉變黃與失水的協(xié)調(diào)程度,有效避免了煙葉硬變黃或過度變黃等情況,極大減少了烤后煙葉掛灰和枯葉的概率。而在烘烤時(shí)間上,通過適當(dāng)延長變黃期和定色期時(shí)間,促進(jìn)了煙葉內(nèi)在物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,形成更多香氣物質(zhì),從而提高了烤后煙葉的內(nèi)在質(zhì)量。篩選出的最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝烤后煙葉感官質(zhì)量評價(jià)總分、上等煙比例和均價(jià)均顯著高于傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝,表明優(yōu)化后的烘烤工藝與移動(dòng)式烤房更加匹配,能充分發(fā)揮移動(dòng)式烤房性能,有效提升烤后煙葉品質(zhì)。同時(shí),最優(yōu)移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝的烤后煙葉香氣物質(zhì)總量較傳統(tǒng)密集烤房烘烤工藝提高37.29%,蛋白質(zhì)含量降低5.46%。煙葉的香氣物質(zhì)和蛋白質(zhì)含量變化表明烘烤過程中煙葉內(nèi)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化更充分。
4結(jié)論
采用聚氨酯材料建造的移動(dòng)式烤房安裝便捷且綜合性能最佳,采用優(yōu)化后的移動(dòng)式烤房配套烘烤工藝能促進(jìn)煙葉內(nèi)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化,提高烤后煙葉感官質(zhì)量,有效改善煙葉內(nèi)在質(zhì)量。相較于傳統(tǒng)密集烤房,移動(dòng)式烤房能在提高煙葉品質(zhì)的基礎(chǔ)上降低烘烤成本,具有良好的推廣應(yīng)用前景。
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(責(zé)任編輯劉可丹)