基于中棵烟高油分烟叶二润润叶工艺研究

谭昆 郭杰 李林朋 施旭

湖北烟草金叶复烤有限责任公司恩施复烤厂

烟草是我国重要的经济作物之一，在国内乃至世界范围内均被广泛种植。近年来，随着国内复烤技术的发展，复烤均质化加工要求越来越高。作为卷烟企业的“第一生产车间”，打叶复烤企业必须对生产过程中各项指标进行不断研究，以满足卷烟企业的需要。

含水率、温度及化学成分的稳定性在烟叶复烤加工中具有重要意义，也是重要的评价指标。润叶工序作为预处理的重要组成部分，是为后续加工工序提供符合标准的来料烟叶的重要保障。润叶工序的合理处理，既可使烟叶含水率和温度适宜，使之柔软、易散，提高耐加工性，改善片型结构，减少后续加工工序造碎，同时也通过促进烟叶化学变化，对其常规化学成分产生一定影响。目前为满足工业企业需求，意味润叶工序由单纯的“提温提湿”转变为“稳定后续来料含水率、改善致香成分含量”。作为工艺革新的必选项，利用湖北产区质量特征中棵烟高油分烟叶的原料及二次润叶设备，对润叶工艺的系统研究成为工艺攻关的重点。为此，湖北烟草金叶复烤有限责任公司恩施复烤厂针对二次润叶的相关工艺设置开展试验，以期得到较为客观准确的相关关系及合理的参数设置区间。

一、材料与方法

（一）材料与设备

湖北产区质量特征接近中棵烟高油分烟叶的009上部烟模块（湖北中烟工业有限责任公司）。

湖北烟草金叶复烤有限责任公司恩施复烤厂12000kg·h-1五打十二分打叶复烤生产线，WF3218B型润叶机（北京长征高科技公司）；16001型电子天平（感量0.1g，瑞士METTLER TOLEDO公司）、AL204电子天平（感量0.001g，瑞士METTLER TOLEDO公司）；FD23热风循环烘箱（德国Binder公司）；Testo735红外测温仪（德国德图公司）。

车间温度27℃，车间湿度59%rH。

（二）方法

试验采用L9正交设计表安排试验[7]，二润设计调整参数为纯蒸汽开度（η1）、双介质开度（η2）及热风温度（T），每项参数取3个水平值。

因变量分别为：①含水率均值和变异系数；②化学成分的检测均值；③感官评吸得分均值。

在加工流量稳定在12000kg·h-1后，依据下表顺序调整三个因素的参数。

表1 二次润叶参数设置表

按照一润加水、二润提温的原则对试验烟叶原料进行加工处理，待打叶段叶中含梗率低于1.00%且稳定后开始取样。

1.出口含水率取样

每个试验号含水率需在二润出口每隔30秒采集，取样后迅速放入取样袋中，由热风循环烘箱测定含水率。每个试验号采集10次，共90次。

2.化学成分及感官评吸取样

每个试验号在润叶后汇总皮带处每隔30秒取样一次，每次取样量为500g，进行常规五项化学成分检测，感官评吸样由湖北中烟评吸人员进行评价。每个试验号取样10个，共90次。

二、结果与分析

（一）对二润烟叶含水率的工艺影响

试验结果见表2。

表2 二次润叶含水率试验数据统计表

通过对试验数据进行方差分析，结果见表3。

表3 二次润叶含水率方差分析P值表

从表3可得，对于二润出口烟叶含水率，因素η1、η2的P值均低于0.10，表明在α=0.10水平下，纯蒸汽和双介质开度对含水率均值具有显著性影响；同理对于含水率变异系数，三个因素的α均低于0.10，表明三者对其均具有显著性影响。

依据结论，使用Minitab18软件进行田口分析，对含水率均值及含水率变异系数做主效应图，见图1。

图1 含水率均值与变异系数的主效应图

根据湖北中烟加工技术协议要求，生产调度令中对二润出口烟叶的含水率范围为18.5±1%，根据图1，在加工类似中棵烟高油分上部烟叶模块时，最佳参数搭配应为纯蒸汽开度50%、双介质开度50%-100%、热风温度140℃；为保障后续烟叶原料质量的稳定性，对于含水率变异系数应控制在最低，故最佳参数搭配应为纯蒸汽开度50%、双介质开度50%、热风温度110℃。综合考虑两者，为使二润出口烟叶含水率尽可能接近设计值且波动最小，二次润叶参数应为纯蒸汽开度50%、双介质开度50%、热风温度110-140℃。

（二）对二润烟叶化学成分的工艺影响

试验结果见表4。

表4 二次润叶化学成分试验数据统计表

同样使用2.1中的方法，对试验数据进行方差分析，结果见表5。

表5 二次润叶化学成分方差分析P值表

从表5可得，在确保烟叶来料化学成分温度的前提下，对于二润处理后烟叶的化学成分，仅有双介质开度对还原糖和总糖含量具有显著性影响，随着双介质开度的增加，还原糖和总糖含量随着增加，双介质方式润叶主要是通过不饱和水汽混合物进行，其热焓值较低但含湿量较高，有利于烟叶细胞间的汁液外渗和氧气进入，促进美拉德反应的进行，增加烟叶内糖类代谢产物。这与龙明海等以不同润叶方式对烟叶化学成分含量的试验结论相同；热风温度对烟碱含量具有显著性影响。对于其他化学成分指标，在本次试验条件及水平设置下，未发现具有显著性差异的因素，可在今后试验中调整水平范围再做探讨。

依据结论，使用Minitab18软件进行田口分析，对片型结构各指标做主效应图，见图2。

图2 各化学成分的主效应图

根据上述主效应图，还原糖及总糖含量随着纯蒸汽和双介质开度的增加而增加，随着热风温度的增加先增加后降低；烟碱含量随着纯蒸汽和双介质开度的增加先增加后降低，随着热风温度的增加先降低后增加；总氮含量随着纯蒸汽开度的增加而增加、随着双介质开度的增加而减少，随着热风温度的增加先降低后增加；氯与钾含量随着三者的增加均出现先降低后增加的趋势。

（三）对二润烟叶感官评吸的工艺影响

试验结果见表6。

表6 二次润叶感官评吸数据统计表

同样使用2.1和2.2中的方法，对试验数据进行方差分析，结果见表7。

表7 感官评吸方差分析P值表

从表7可得，在α=0.10水平下，对于二润处理后烟叶的感官评吸结果，纯蒸汽开度和热风温度对香气量具有显著性影响，纯蒸汽开度对余味具有显著性影响。从前文表5中可得，热风温度对烟碱具有显著性影响，而陈颐等通过烤烟香气前体物与感官评吸的研究指出，烟碱是对不同香型烟叶感官评吸质量影响最大的碱性成分，对香气量和余味均有显著性影响。该结论从侧面印证了热风温度和香气量及余味的关系，其中一个原因可能为使用二润使用纯蒸汽进行处理时，其热焓值较高但含湿率较低，使烟叶细胞中的部分酶类不能接触或接触较少，控制了烟叶中多酚等酶促氧化反应的发生，使其香气量降低。

依据结论，使用Minitab18软件进行田口分析，对感官评吸各指标做主效应图，见图3。其中燃烧性、灰色、浓度及成团性得分因无差异，故未在图中列出。

图3 各感官评吸得分的主效应图

根据上述主效应图，香气质和杂气均随着纯蒸汽开度的增加而降低，随着双介质开度的增加先平稳后增加，随着热风温度的增加先增加后平稳；香气量和细腻程度随着纯蒸汽开度的增加先降低后平稳，随着双介质开度的增加先降低后上升，随着热风温度的增加先增加后降低；刺激性随着纯蒸汽和双介质开度的增加先降低后增加，随着热风温度的增加先增加后降低；余味随着纯蒸汽开度的增加先降低后平稳，随着双介质开度的增加而增加，随着热风温度的增加先增加后降低；燃烧性、灰色、浓度和成团性在本次试验中差异不突出，基本可视为同一水平；劲头随着纯蒸汽开度的增加先增加后降低，随着双介质开度的增加先降低后上升，随着热风温度的增加而降低；回味和干燥感随着纯蒸汽开度的增加而降低，随着双介质的增加而增加，随着热风温度的增加先增加后降低。

鉴于此，在处理中棵烟高油分烟叶时，应充分考虑其工艺目标再选择参数搭配，若烟叶整体质量较高，工艺目标为提香，则应选择香气质和香气量最高的组合，即为纯蒸汽开度为0%、双介质开度100%、热风温度为110-140℃；若烟叶整体质量一般，工艺目标主要为除杂，则应选择杂气最低的组合，即纯蒸汽开度100%、双介质开度0-50%、热风温度为80℃。通过分析烟叶来料特性，灵活选择二润参数，来契合该批次的烟叶的加工工艺目标。

三、小结

（一）二润参数对烟叶含水率的影响

为使二润出口烟叶含水率尽可能接近设计值且波动最小，二次润叶参数应为纯蒸汽开度50%、双介质开度50%、热风温度110-140℃。

（二）二润参数对烟叶化学成分的影响

双介质开度对还原糖和总糖含量具有显著性影响，热风温度对烟碱含量具有显著性影响。还原糖及总糖含量随着纯蒸汽和双介质开度的增加而增加，随着热风温度的增加先增加后降低；烟碱含量随着纯蒸汽和双介质开度的增加先增加后降低，随着热风温度的增加先降低后增加；总氮含量随着纯蒸汽开度的增加而增加、随着双介质开度的增加而减少，随着热风温度的增加先降低后增加；氯与钾含量随着三者的增加均出现先降低后增加的趋势。

（三）二润参数对烟叶感官评吸的影响

纯蒸汽开度和热风温度对香气量具有显著性影响，纯蒸汽开度对余味具有显著性影响。若工艺目标为提香，选择纯蒸汽开度为0%、双介质开度100%、热风温度为110-140℃；若工艺目标主要为除杂，则选择纯蒸汽开度100%、双介质开度0-50%、热风温度为80℃。