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(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128； 2 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司畢節(jié)復(fù)烤廠，畢節(jié) 551700)

2012-06-20

李琳琴(1983—)，女，貴州畢節(jié)人，碩士研究生，Email:lilinqing_0401@126.com。

復(fù)烤煙葉含水率影響因素探討

李琳琴1，2，陳思林2

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128； 2 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司畢節(jié)復(fù)烤廠，畢節(jié) 551700)

葉片復(fù)烤是一個(gè)多干擾、強(qiáng)耦合、大滯后、非線性、不確定的大熱熔過(guò)程。影響復(fù)烤煙葉含水率的因素主要有：煙葉的品種、產(chǎn)地、等級(jí)、部位，片煙的在線流量大小，干燥區(qū)蒸汽壓力值的大小以及風(fēng)機(jī)風(fēng)速的大小，回潮區(qū)混合蒸汽、水量值的大小等方面。

煙葉；復(fù)烤；水分

煙葉復(fù)烤的主要目的是調(diào)整煙葉水分，防止煙葉霉變，凈化煙葉香氣，殺滅蟲(chóng)菌，使煙葉保持色澤鮮艷。煙葉復(fù)烤是一個(gè)多干擾、強(qiáng)耦合、大滯后、非線性、不確定的大熱熔過(guò)程，在生產(chǎn)過(guò)程中始終存在著具有一定溫度、濕度、壓力、流速的傳熱介質(zhì)與煙葉相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生熱交換的作用。探討復(fù)烤煙葉含水率的影響因素，研究如何使煙葉充分干燥、冷卻、回潮，最后達(dá)到煙葉水分的工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，是煙草行業(yè)面臨的重要課題。

1 煙葉的產(chǎn)地、品種、部位、等級(jí)

由于自然條件、土壤質(zhì)地、品種差異、栽培措施、環(huán)境等因素的不同，煙葉的內(nèi)在品質(zhì)也會(huì)不同。以貴州省畢節(jié)地區(qū)為例，畢節(jié)地區(qū)位于東經(jīng)103°36′～106°43′，北緯26°21′～27°46′，屬貴州層狀高原中山地貌，北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。雨量適中，光照和煦，光、熱、水同期，是發(fā)展烤煙生產(chǎn)的理想?yún)^(qū)域。畢節(jié)地區(qū)煙葉種植大多分布在山區(qū)、半山區(qū)及丘陵地帶，大區(qū)域連片種植相對(duì)困難。受氣候、土壤、環(huán)境等條件的限制，該地區(qū)煙葉品質(zhì)存在較大差異，即使同一產(chǎn)區(qū)、同一部位、同等級(jí)煙葉也會(huì)因種植方式差異導(dǎo)致煙葉內(nèi)在品質(zhì)不同。

煙葉的品種不同，其外觀品質(zhì)、物理特性和內(nèi)在品質(zhì)也存在不同。多葉型品種一般葉片薄，干物質(zhì)少，品質(zhì)較差，經(jīng)復(fù)烤機(jī)復(fù)烤時(shí)，失水速度較快；少葉型品種一般葉片較厚，保水力強(qiáng)，干物質(zhì)多，質(zhì)量較好。經(jīng)復(fù)烤機(jī)復(fù)烤時(shí)，應(yīng)該通過(guò)感觀對(duì)煙葉品質(zhì)進(jìn)行鑒定，區(qū)別對(duì)待不同的品種，調(diào)整復(fù)烤機(jī)參數(shù)，使復(fù)烤后的葉片水分符合要求[1～8]。張發(fā)明[9]等的試驗(yàn)得出：紅花大金元調(diào)制后的單葉質(zhì)量、葉片含水率、含梗率、單位面積質(zhì)量和極性有機(jī)化合物含量較高；云煙85煙葉的單葉質(zhì)量、葉片及葉脈中的含水率和極性有機(jī)物的積累量均較低；K326調(diào)制后煙葉中的含梗率和煙葉單位面積質(zhì)量最小，煙葉疏松度和填充力較好。因此，不同品種的煙葉，由于調(diào)制后的單葉重、含水率等不同，經(jīng)復(fù)烤機(jī)復(fù)烤所需設(shè)定的參數(shù)也不同。

煙葉的部位和等級(jí)不同，其理化特征也不一樣(表1)，所用的復(fù)烤技術(shù)就不一樣。下部葉身份較薄，結(jié)構(gòu)較疏松，油分少，保水力差，干物質(zhì)積累少，但其吸濕性較強(qiáng)。經(jīng)復(fù)烤機(jī)復(fù)烤后的下部煙葉，在貯存過(guò)程中容易吸收空氣中多余的水分，使煙葉水分偏高或者霉變。因此復(fù)烤下部煙葉必須把好水分關(guān)。中部煙葉身份中等，組織結(jié)構(gòu)較疏松，油分有，內(nèi)含物豐富，含水量適中，易于把握好復(fù)烤后的水分。上部煙葉身份稍厚，葉片結(jié)構(gòu)緊密，干物質(zhì)含量多，水分含量少，保水力強(qiáng)，油分重，有一定的復(fù)烤難度。

表1 煙葉等級(jí)的品種規(guī)定

2 在線流量的穩(wěn)定性

流量的穩(wěn)定性即流量控制的穩(wěn)定性，在打葉復(fù)烤工藝過(guò)程中，溫度、水分、流量是三個(gè)重要的工藝參數(shù)。控制好在線煙葉流量就能保證煙葉質(zhì)量，同時(shí)提高設(shè)備有效運(yùn)行率和有效作業(yè)率[10,11]。如果流量不穩(wěn)定，就容易造成加工過(guò)程中煙葉水分不穩(wěn)定，造碎率增加，致使設(shè)備堵塞、停機(jī)，導(dǎo)致煙葉的含水率和溫度很難均勻一致。復(fù)烤廠煙葉流量主要由人工操作控制，人為因素影響比較嚴(yán)重，穩(wěn)定性較差，煙葉流量的波動(dòng)性較難把握。當(dāng)流量波動(dòng)較大時(shí)，容易造成煙葉水分和溫度不均勻，甚至使復(fù)烤后成品片煙的返箱率增加。

3 復(fù)烤機(jī)干燥區(qū)參數(shù)

3.1 干燥區(qū)蒸汽壓力值

復(fù)烤機(jī)干燥區(qū)溫度主要是通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，蒸汽壓力的大小直接影響煙葉的干燥速度及干燥的均勻性。在流量不變的情況下，蒸汽壓力低，煙葉的干燥速度也會(huì)降低，整車煙葉烘烤就不均勻，經(jīng)回潮區(qū)回潮時(shí)部分煙葉容易吸收水分從而使水分超出標(biāo)準(zhǔn)要求；蒸汽壓力高，煙葉能充分干燥，但煙葉中的致香成分不容易保留，且自身溫度也相應(yīng)升高，經(jīng)冷卻區(qū)不能充分冷卻到所需數(shù)值，從而影響煙葉在回潮區(qū)的吸濕效果，以至于烤機(jī)出口處煙葉水分偏干，組織結(jié)構(gòu)受到破壞，且卷曲率增大，造碎率增加。因此，蒸汽壓力低時(shí)，需關(guān)閉部分或全部烤機(jī)百葉窗，以保證整機(jī)溫度適合充分干燥煙葉；蒸汽壓力高時(shí)，需開(kāi)大百葉窗，保證有多余的冷空氣進(jìn)入烤機(jī)，參與干燥循環(huán)，以降低煙葉表面的溫度，使煙葉經(jīng)冷卻區(qū)時(shí)能充分冷卻下來(lái)，利于進(jìn)入回潮區(qū)回潮。目前打葉復(fù)烤模式在復(fù)烤環(huán)節(jié)都是采用低溫慢烤，干燥區(qū)溫度設(shè)置都采用弧線定溫法，干燥一區(qū)、四區(qū)的溫度要比干燥二區(qū)、三區(qū)的低，由此減少煙葉的卷曲率和造碎率，有利于煙葉中致香成分的保留。簡(jiǎn)輝[7]等認(rèn)為，復(fù)烤溫度對(duì)煙葉的致香成分有明顯的影響，較低的復(fù)烤溫度有利于煙葉中致香成分的保留，設(shè)定80～90℃的復(fù)烤溫度較有利于保留煙葉中的致香成分。隨著復(fù)烤溫度的升高，中下部葉的刺激性有所增加，上部葉的刺激性變化不明顯，即將復(fù)烤溫度控制在80～90℃較有利于改善葉片的物理性狀和煙葉中苯甲醇、茄酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮、新植二烯等主要致香成分的保留以及卷煙香氣量的保持[12]。

3.2 干燥區(qū)風(fēng)機(jī)風(fēng)量

干燥風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小對(duì)煙葉干燥速度及均勻性產(chǎn)生影響。風(fēng)機(jī)風(fēng)量過(guò)大容易使物料在干燥區(qū)內(nèi)形成漩渦堆積，對(duì)煙葉的烤透率和均勻性產(chǎn)生影響，不利于煙葉的回潮；風(fēng)機(jī)風(fēng)量過(guò)小，穿過(guò)導(dǎo)流板到達(dá)輸送網(wǎng)帶的風(fēng)量就小，不利于煙葉的充分干燥，影響煙葉的干燥速度，并且固定不變的車速容易導(dǎo)致整車煙葉烤透率不好，不利于回潮處理且回潮后的水分不均勻，達(dá)不到工藝要求。為保證煙葉干燥質(zhì)量，需提高干燥區(qū)設(shè)定溫度，導(dǎo)致煙葉卷曲大，平均烤透率差，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

4 冷卻區(qū)溫度

4.1 室外氣溫≥30℃時(shí)

冷卻階段是采用平衡冷卻機(jī)來(lái)控制烤機(jī)內(nèi)循環(huán)氣流的溫度。當(dāng)室外氣溫≥30℃時(shí)，要求新鮮空氣全部從外部通過(guò)進(jìn)汽管道進(jìn)入，在輸送網(wǎng)帶煙片層上停留一段時(shí)間，然后再通過(guò)排汽管道排出。整個(gè)過(guò)程不需要熱氣流來(lái)與之混合以提高機(jī)內(nèi)的氣流溫度。有資料表明，冷卻區(qū)溫度控制在35～40℃之間時(shí)物料才處于最佳吸濕狀態(tài)。以畢節(jié)復(fù)烤廠打葉一車間冷卻區(qū)為例，當(dāng)冷卻區(qū)溫度控制在30～35℃時(shí)，煙葉的回潮效果最好，烤機(jī)出口處的煙葉水分較穩(wěn)定。

4.2 10℃≤室外氣溫<30℃

當(dāng)室外氣溫介于10℃和30℃之間時(shí)，冷卻區(qū)內(nèi)的溫度控制器就會(huì)感應(yīng)到外界冷氣流，然后自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)氣流活門(mén)，控制進(jìn)入冷卻區(qū)的新鮮空氣量，讓機(jī)內(nèi)的部分熱氣流離開(kāi)片煙層與之混合，以提高整機(jī)內(nèi)的氣流溫度，使機(jī)內(nèi)的溫度控制在30～35℃之間，確保煙葉在回潮區(qū)能充分回潮。

4.3 室外氣溫<10℃

當(dāng)室外氣溫<10℃時(shí)，進(jìn)入烤機(jī)內(nèi)參加冷熱風(fēng)循環(huán)的新鮮空氣較少，但也需要更多的熱氣流來(lái)循環(huán)，以保持冷卻區(qū)的恒定溫度和恒定氣流量，有利于回潮工序的穩(wěn)定。這時(shí)烤機(jī)進(jìn)入的新鮮空氣量相對(duì)較少，以保證有足夠的熱氣流在冷卻環(huán)節(jié)參與循環(huán)。冷卻區(qū)的煙葉溫度只有充分達(dá)到恒定溫度時(shí)，煙葉在回潮區(qū)才會(huì)有很好的回潮效果，出口煙葉水分才會(huì)均勻一致。

5 回潮區(qū)蒸汽混合水量及流風(fēng)機(jī)風(fēng)速的調(diào)整

5.1 回潮區(qū)蒸汽混合水量的調(diào)整

在我國(guó)，對(duì)煙葉進(jìn)行回潮處理是混合使用蒸汽和冷水噴霧進(jìn)行，因此在回潮過(guò)程中汽、水噴入量要適宜，才能使出口煙葉水分符合工藝要求?；爻眳^(qū)所用的水是通過(guò)高壓泵增壓后供給，蒸汽作為回潮所需的熱源，通過(guò)蒸汽管和高壓噴嘴將水和蒸汽混合后快速噴出，使噴出的水能較好地汽化，增加回潮空氣的相對(duì)濕度和溫度。蒸汽噴入量過(guò)大，容易使葉片由于溫差大造成卷曲，有時(shí)甚至產(chǎn)生油性煙；蒸汽噴入量過(guò)小，煙葉表面溫度偏低，通過(guò)回潮后的煙葉溫度低于工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，不利于打包和貯存。在回潮區(qū)，在空氣相對(duì)濕度相同的條件下，溫度越高，煙葉的平衡水分越大，吸濕速度越快；溫度越低，平衡水分越小，吸濕速度越低?，F(xiàn)有的復(fù)烤技術(shù)的資料和教材上，要求復(fù)烤機(jī)回潮部分的溫度為45～55℃，相對(duì)濕度100%。但張曉明[8]通過(guò)試驗(yàn)得出，在生產(chǎn)實(shí)際中，定潮房溫度為50℃，空氣相對(duì)濕度最佳為40%～50%，最高不超過(guò)55%。煙葉在回潮房里微有吸濕現(xiàn)象，處于一種看不見(jiàn)的水蒸氣空氣中，煙葉受潮和煙葉水分含量的大小關(guān)鍵在烤機(jī)出口處，也就是當(dāng)溫度低于50℃以后，濕度逐漸變大，煙葉才逐漸吸收并固定水分，從而使水分達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)要求。在回潮區(qū)，如果煙葉表面的溫度大于空氣中的水蒸氣壓力的溫度，煙葉就不能很好地通過(guò)熱傳遞來(lái)吸附空氣中的水分，以至于出口處煙葉水分偏干，并且溫度偏高，不利于打包儲(chǔ)存；如果煙葉表面的溫度低于空氣中的水蒸氣壓力的溫度，煙葉能很好地通過(guò)熱傳遞來(lái)吸附水分，甚至有時(shí)由于溫差大而造成油性煙葉的產(chǎn)生，使出口處的煙葉水分不均勻[13]。因此，回潮區(qū)的蒸汽和水的噴入量要根據(jù)烤機(jī)內(nèi)的煙葉情況作適時(shí)調(diào)整，以保證出口處的水分、溫度符合工藝要求，利于打包和儲(chǔ)存。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)煙葉的烤透率效果，合理調(diào)整蒸汽混合水噴入量。

5.2 回潮軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)速的調(diào)整

回潮區(qū)煙葉的吸濕環(huán)境主要是利用回潮風(fēng)機(jī)的風(fēng)量把霧化水帶到煙葉表面，提高回潮區(qū)的空氣相對(duì)濕度，使煙葉能充分吸濕，達(dá)到工藝要求的水分?？諝庀鄬?duì)濕度不但影響煙葉吸濕能力，而且影響煙葉吸濕速度；空氣的相對(duì)濕度越高，煙葉回潮越快。煙葉在干燥后的回潮過(guò)程中，空氣的相對(duì)濕度一般保持在95%以上。如果回潮風(fēng)機(jī)的風(fēng)量過(guò)大，在提高空氣相對(duì)濕度的同時(shí)也容易使煙葉形成漩渦堆積或漂浮狀態(tài)，從而導(dǎo)致吸濕不均勻，有時(shí)甚至能把未能汽化的多余的水分帶到煙葉表面，形成冷凝水滴，影響煙葉的品質(zhì)[14,15]。而且水蒸氣從空氣中向煙葉表面轉(zhuǎn)移需要一定的時(shí)間，如果風(fēng)機(jī)風(fēng)量過(guò)大，加快了空氣的流動(dòng)速度，一部分水蒸氣與煙葉的接觸時(shí)間較短而來(lái)不及轉(zhuǎn)移，煙葉就不能較好地吸濕并且會(huì)產(chǎn)生吸濕不均現(xiàn)象，容易造成出口處煙葉溫度偏高，水分偏干。如果回潮風(fēng)機(jī)的風(fēng)量過(guò)小，所提供的空氣相對(duì)濕度就小，部分水蒸氣還不能到達(dá)煙葉表面參與水分轉(zhuǎn)移，整個(gè)環(huán)境的相對(duì)濕度不能滿足煙葉的吸濕，從而使出口處的煙葉水分偏干，溫度偏低，容易造成打包過(guò)程中的造碎。

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責(zé)任編輯：黃燕妮