格盘套装针插式烟框的烤烟烘烤效果研究

王建安，陈文相，何宽信，华 沙，韩 延，代昌铭

(1.河南农业大学烟草学院，河南郑州450002;2.毕节市烟草公司，贵州毕节551700;3.江西省烟草公司，江西南昌330025)

近年来，随着社会经济发展和劳动用工成本的 增加，国家烟草专卖局把散叶烘烤作为一项新型实用技术在全国范围内大力推广［1］.与常规挂竿装烟方式相比，散叶烘烤把烟叶夹持、码放或堆积到密集烤房内，减少了前期绑竿上炕、烤后解绳的下烟环节［2］，还具有提高烘烤质量、降低烘烤成本、减少劳动用工与降低劳动强度等功效［3］.2012年中国烟叶总公司联合多家高校和科研单位，在全国10个重点烤烟产区内，进行了散叶烘烤推广应用性试验［4］，在试验中出现了各式各样的散叶烘烤设备［5～8］，但因为设备操作的复杂性、技术或成本问题，目前的散叶烘烤仅仅处于示范性尝试阶段，难于在全国范围内推广.格盘套装针插式烟框作为一种新型的散叶烘烤装烟方式［9，10］，能实现快速编烟，节省劳力，关于该设备烘烤效果未见报道.本试验研究了格盘套装针插式烟框烘烤设备烘烤的劳动用工、能耗以及对烟叶品质的影响，以期丰富散叶烘烤的装烟方式.

1 材料与方法

1.1 试验方法

试验于2012—2013在贵州省毕节市织金县茶点示范园内、江西省吉安市安福县严田烟站和瑞金市壬田烟站进行，品种为毕纳1号和K 326，规范化种植，大田长相、成熟基本一致，以第4～6位叶、第10～12位叶、第16～18位叶分别代表下部叶、中部叶、上部叶，成熟后采收.采用《国家烟草专卖局——密集烤房技术规范》统一结构和风机配置建造的气流下降式密集烤房进行烘烤［11］，根据试验设备自身的特点合理控制烤房内的装烟容量，按照密集烘烤工艺灵活控制各阶段的温湿度.单个试验点试验，不设置重复，每个处理装在1座密集烤房内，三地分别进行.处理1，承重方框宽度500 mm［10］;处理 2，承重方框宽度 400 mm［10］;对照(CK)，散叶插签密集烘烤［12］.

试验处理1和处理2的装烟操作方法(图1):操作人员拿起烟叶，按照一定的规律码放到格盘内，码满格盘后;在格盘上插针;然后双手交叉紧握烟框把手，打开固定格盘的插销，旋转把手180°，烟框顺着重力作用等烟叶从格盘内脱出后;最后把烟框通过一定的机械动力烟框装入到密集烤房内.

1.2 测量项目

1.2.1 烘烤的时间、耗电和耗煤 烘烤时间:烘烤从点火开始到熄火耗费时间(h);耗电:烘烤开始到烟叶出炕所消耗电量(kW);煤耗:烘烤过程中所燃烧的煤量(kg).

1.2.2 烤房装烟容量和取样 选择有代表性的鲜烟1 200片左右，分组成3个烘烤单位，用带颜色的标记物标记捆绑单位，分别放置到烤房中棚距离隔热墙1.2，4.0 ，6.8 m 的(前、中和后)位置，烘烤结束后不分等级地取标记2 kg，棕色牛皮纸包装，聚乙烯薄膜密封带回实验室分析化验.

图1 试验设备的操作过程Fig.1 Operation process of the experimental equipment

1.2.3 实验室分析项目 烟叶外观品质:800像素的数码相机距离烟叶1.2 m高处测光拍照;常规化学成分:采用AA3连续流动分析仪(德国BRAN+LUEBBE公司)，运行条件与环境因素按照YC/T 160—2002(烟草及烟草制品总植物碱的测定——连续流动法)、YC/T 159—2002(烟草及烟草制品水溶性糖的测定——连续流动法)、YC/T 22000(烟草及烟草制品总氮的测定——连续流动法)，YC/T 173—2003(烟草及烟草制品钾的测定——火焰光度法);致香物质含量:利用Agilent 7890A气象色谱仪测定精油，精油的获取、色谱条件和运行环境因素参照文献［13］.

2 结果与分析

2.1 格盘套装针插式烟框装烟质量及烘烤能耗分析

由表1看出，随着烟叶部位的升高，鲜烟装烟质量增加;处理1和2中、上部叶的装烟质量均高于CK 1 000 kg以上，其中处理1中部叶装烟值量高于CK的比例最大，达到39.64%.

单座烤房的耗煤量、耗电量和烘烤时间随着装烟质量增加而增加.每kg干烟的耗煤量大小显示:处理1＜处理2＜CK，并表现出随着烟叶烘烤部位的上升而更加节煤的趋势.每个烘烤部位每kg干烟耗电量差异较小，虽然单座烤房处理1和处理2的总用电量高于对照，但较高的装烟质量平均了消耗较多的电量.

各个处理的烘烤时间在5.5 d以内，基本上在合理的控制范围之内［14］.烤房平均每h电耗量反映循环风机工作的状况，处理1和处理2的平均电耗高于CK，说明较高的装烟质量需要循环风机提供较大的通风量;烤房平均每h耗煤量表明不同装烟方式耗能量情况，处理1和处理2的值小于CK，说明在烘烤中处理1和处理2较对照每h需要较小的能量.

表1 装烟容量及烘烤能耗对比Table 1 Comparison of loading capacity and curing energy consumption

2.2 格盘套装针插式烟框烤后烟叶颜色和叶形对比

试验烘烤出来的烟叶颜色鲜亮，很少有青筋、挂灰现象，颜色的差异不明显，处理1和处理2下来的烟叶叶片平展，主脉挺直(图2)，CK烤后烟叶叶片主脉和叶片弯曲.

图2 烘烤后烟叶(上部叶)外观Fig.2 Appearance quality of tobacco leaves(upper leaves)after being cured

2.3 格盘套装针插式烟框烤后烟叶中常规化学成分分析

表2显示，烤后烟叶的常规化学检测结果，上部叶的烟碱在适宜的范围内，中、下部叶的烟碱含量较低，特别是下部烟叶的烟碱含量偏低，可能与前期多雨的天气相关.总糖含量基本在300 g·kg-1以上，比较接近云南烤烟总糖的含量［15］.处理1和处理2均值的糖碱比显示大于CK，统计分析差异不明显.两糖比是反映烟叶内在化学成分协调性的一项重要指标，比值越高表明叶片内化学成分越协调［16］，从表2可以看出，处理1的两糖比和CK在0.05水平上达到显著水平，处理2的中、下部叶两糖比和CK差异明显，说明采用处理1和处理2烘烤能够提高烤后烟叶中的两糖比.

2.4 格盘套装针插式烟框对烤后烟叶中中性致香物质含量的影响

按照参考文献样品共测定出中性致香物质中5种类别:苯丙氨酸类、棕色化产物类、新植二烯、西柏烷类降解产物、类胡萝卜素降解产物［13］和33种成分.表3显示各类中性致香物质含量，3个处理间苯丙氨酸类物质、棕色化产物和西柏烷类降解产物类含量没有一定的规律性;新植二烯、类胡萝卜素降解物和中性致香物质总量含量表现规律相似，除了下部叶的处理2外，CK的新植二烯和中性致香物质总量含量这两类物质的量大于处理1和处理2;除了上部叶处理2外，CK的类胡萝卜素降 解物含量这两类物质的量高于处理1和处理2.

表2 格盘套装针插式烟框烤后烟叶中常规化学成分影响Table 2 Effect of grid plate package pin-plugging tobacco loading frame on contents of chemical components in curing leaves in loose-leaf curing g·kg-1

表3 格盘套装针插式烟框对烤后烟叶中中性致香物质含量的影响Table 3 Effect of grid plate package pin-plugging tobacco loading frame on contents of several neutral aroma components in loose-leaf curing μg·g-1

3 讨论与结论

宽度500 mm格盘套装针插式烟框设备(烟框)上部叶的装烟容量可以达到7 000 kg，高于目前国内进行的大箱式烘烤装烟容量［17，18］，也高于散叶烘烤的研究结论［19］.烟框和散叶插签烘烤出的烟叶外形最大区别是后者主脉弯曲，原因在于散叶插签装烟时，横杆和插签固定烟叶中间的位置，在烘烤过程中，烟叶上部分(叶尖朝上的状态)因为失水凋萎受重力作用倒伏到横杆上面，从而形成形成主脉弯曲的叶形;烟框装烟时叶炳朝上，叶柄与钢针固定点距离较小，在烟叶变黄凋萎的过程中，叶柄(叶柄朝上的状态)基部较粗不容倒伏，这是烤后烟叶不弯曲的原因.

烟框和散叶插签烘烤作为两种截然不同的散叶烘烤方式，虽然烘烤的烟叶叶形存在差异外，但是外观颜色基本相同.王建安等［15］研究了普通小烤房，普改密和密集烤房的对比烘烤效果，得出了合理建造的烘烤设备之间没有最好和最差之分，都能烘烤出好的烟叶.蒋笃忠等［19］和谢已书等［3］探索研究的常规挂竿、散叶堆放、散叶烟筐、烟夹4种密集型烤房不同装烟方式对烤后烟叶品质的影响，得出了不同装烟方式烘烤后外观品质无明显差异.由此可见，烤房形式和装烟方式并不是影响烟叶外观质量的关键因素.

烟框的两糖比高于散叶插签烘烤这与结果，与蒋笃忠等［19］装烟筐、固烟架、随机堆放和挂竿的对比烘烤，从数据分析中得出挂竿烘烤烟叶的两糖比高于散叶烘烤的结论相似.是否装烟方式、气流和叶尖朝向方向与两糖比存在一定的关联性，还需进一步研究.

格盘套装针插式烟框设备500 mm和400 mm烟框，除了装烟容量存在差异外，其他差异不明显.

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