張保全+陳小翔+馬留軍+崔慶偉+鄭登峰+曹廷茂+代昌明+蔣明貴+劉瓊

摘 要：為了解散葉烘烤過程中煙葉不同位點的葉間隙風(fēng)速的變化以及影響風(fēng)速變化的主要因素，利用風(fēng)速儀對中棚煙葉距離加熱室1，3，5，7 m處的8個位點的葉間隙風(fēng)速進(jìn)行實時監(jiān)測，同時記錄烤房的干濕球溫度，并于烘烤開始后每隔4 h取1次樣，測定葉片與葉脈的含水率。結(jié)果表明：烘烤過程中8個位點葉間隙風(fēng)速差異較大，其中6號位點的風(fēng)速始終處于較低水平；不同烘烤階段各位點風(fēng)速的變化大體表現(xiàn)為先降后升的趨勢；濕球溫度在整個烘烤過程中對葉間隙風(fēng)速的影響最大，直接通徑系數(shù)為-0.974 9，葉片含水率對葉間隙風(fēng)速也有較大影響，直接通徑系數(shù)為0.404 4。在烘烤中可以通過控制煙葉含水率與濕球溫度等來調(diào)控葉間隙風(fēng)速的變化，并進(jìn)一步改善煙葉質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：散葉烘烤；葉間隙風(fēng)速；烘烤階段；通徑分析

中圖分類號：S573 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.07.023

Research on Wind Speed of Leaves Gap in Tobacco-clamp Curing Process

ZHANG Baoquan1， CHEN Xiaoxiang1， MA Liujun1， CUI Qingwei2， ZHENG Dengfeng2， CAO Tingmao2， DAI Changming2， JIANG Minggui2， LIU Qiong2

（1. China Tobacco Zhejiang Industrial Limited Company，Hangzhou， Zhejiang 310004， China； 2. Bijie Tobacco Company of Guizhou Province， Bijie， Guizhou 551700， China）

Abstract： In order to study the changes of wind speed of tobacco leaves gap in curing process and the main factors that affect the wind speed change， in middle layer the leaves gap wind of 8 loci， which were from the heating chamber 1， 3， 5， 7 m， were real time monitored using anemometer in lose-leaf curing process， and the wet bulb temperature and dry bulb temperature were recorded in curing process. Then the samples were taken each 4 h since beginning， and the water content of leaf blade and main veins were determined. The results showed that there was a quite difference of leaves gap wind among the 8 loci in curing process， of which the wind speed of 6 th loci was always at a low level， the change of wind speed ever loci was more complex in different curing stage， however， the tendency of most loci was ascend first and then descend. And the wet bulb temperature had the greatest influence on leaf gap wind speed in the curing process， the direct path coefficient was -0.974 9， the leaf water content also had a greater influence on leaf gap wind speed， the direct path coefficients was 0.404 4. In the curing process， the leaf gap wind speed could be controlled by controlling the moisture content of the leaves and the wet bulb temperature， and this can be used to improve the quality of tobacco leaves.

Key words： lose-leaf curing； wind speed of leaf gap； curing stage； path analysis

煙葉密集烘烤利用循環(huán)風(fēng)機(jī)使熱空氣在烤房內(nèi)不斷流動，進(jìn)而控制煙葉的變黃與失水[1-3]。烘烤過程中熱風(fēng)將煙葉內(nèi)部排出的水分帶走，風(fēng)速越大煙葉水分被帶走的效率就越高[4]。烘烤過程中葉間隙風(fēng)速的大小對煙葉外觀質(zhì)量與感官質(zhì)量以及化學(xué)成分的形成有著重要影響[5-8]。宮長榮等[9]研究表明，烘烤過程中葉層間風(fēng)速在變黃階段、定色階段與干筋階段為0.22±0.05，0.35±0.12，0.40±0.17 m·s-1時烤后煙外觀質(zhì)量較好。詹軍等[7-8]研究表明，適當(dāng)降低干筋期風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能明顯改善煙葉的香氣質(zhì)量，且干筋前期降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對香氣物質(zhì)含量的影響相對于后期更大。馬力等[10]研究表明，裝煙密度和變黃期風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對煙葉總氮和煙堿含量的影響分別達(dá)到極顯著水平，前人的研究對于煙葉質(zhì)量的形成與經(jīng)濟(jì)價值的彰顯取得了一定的成效[11-17]?，F(xiàn)行密集烤房的循環(huán)風(fēng)機(jī)只設(shè)置2個頻率，對煙葉質(zhì)量的形成有一定的影響[18-21]。烘烤過程中葉間隙風(fēng)速的變化除受循環(huán)風(fēng)的影響外，還受到煙葉與空氣性質(zhì)的影響，然而這些因素對煙葉風(fēng)速的影響的研究鮮見報道。因此，對密集烘烤過程中各階段、各位點的風(fēng)速變化以及影響因素進(jìn)行研究，可為實現(xiàn)烤煙精準(zhǔn)烘烤提供一定的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗于2015—2016年在貴州畢節(jié)威寧云貴基地進(jìn)行，供試品種為云煙87。前茬作物為水稻，土壤肥力中上等，栽培管理措施按當(dāng)?shù)匾?guī)范化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行，煙葉田間長勢均勻一致，選取成熟采收的中部葉（10～12位葉）為試驗對象?？痉繛闅饬魃仙綗煀A密集烤房，裝煙室長、寬、高分別為8 m×2.7 m×3.5 m，裝煙3層，裝鮮煙量400 kg左右。風(fēng)機(jī)低速功率1.5 kW，高速功率2.2 kW。

1.2 方 法

試驗烤房裝煙松緊適宜，均勻一致，按照密集烘烤工藝進(jìn)行烘烤，烘烤過程中利用烤房溫濕度自控儀（江蘇科地現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)）與JTRO7B多通道風(fēng)速測試儀（北京世紀(jì)建通技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)）對烤房內(nèi)的干球溫度與濕球溫度以及中棚煙葉間隙的風(fēng)速進(jìn)行實時監(jiān)控，在烤房內(nèi)對中棚左右兩路煙距離隔熱墻0.625 m處，以及距離加熱室1，3，5，7 m處等8位點（圖1）設(shè)置風(fēng)速儀傳感器，自控儀與風(fēng)速儀在烤房點火之后啟動，之后每隔1 h自動記錄存儲一次數(shù)據(jù)。烘烤過程中每隔4 h取1次樣，每次對烤房靠近裝煙門的中棚煙葉隨機(jī)取20片，并用麻片將取過樣的漏洞補(bǔ)上，然后用剪刀將樣品煙葉首尾各去1/3，并將煙葉的葉片與主脈剝離。利用殺青烘干法[21]，測量煙葉葉片和主脈的含水量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010與SPSS 21.0做數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘烤過程中不同位置的葉間隙風(fēng)速分布

由圖2可知，8個位點的烘烤過程中葉間隙風(fēng)速差異較大。其中1位點風(fēng)速基本呈上升趨勢，但在90～115 h風(fēng)速有所下降；與1位點相比，2位點葉間隙風(fēng)速表現(xiàn)為先降后升的趨勢，在烘烤的60～140 h相對較低；3位點葉間隙風(fēng)速隨著時間的推移逐漸降低；4位點風(fēng)速呈“M”型變化，在烘烤的100～120 h達(dá)到谷值；5位點風(fēng)速呈“W”型變化，在烘烤的50～60 h以及130～140 h兩個時間段為風(fēng)速谷值；6位點整個烘烤過程風(fēng)速均較低，僅在定色后期有部分時段風(fēng)速較高；7位點與8位點風(fēng)速變化表現(xiàn)較為一致均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，但相同時間點8位點風(fēng)速要高于7位點；從整個烤房的平均風(fēng)速來看，整個烘烤階段風(fēng)速表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢。

2. 2 不同烘烤階段各位點風(fēng)速的差異分析

由表1可知：烘烤過程中變黃階段8位點葉間隙風(fēng)速顯著大于其他位點，1位點、2位點、4位點、5位點與6位點葉間隙風(fēng)速間差異不顯著，3位點以及7位點葉間隙風(fēng)速無顯著性差異；定色階段3位點葉間隙風(fēng)速顯著大于其它各位點，1位點與6位點風(fēng)速無顯著性差異且略低于3位點，2位點、5位點、7位點與8位點的風(fēng)速相對較小，在烘烤過程中定色階段主要任務(wù)是盡快將變黃的煙葉的內(nèi)部水分排出烤房，實現(xiàn)煙葉葉片的干燥；干筋階段各位點風(fēng)速差異較大，其中1位點的風(fēng)速顯著大于其它各位點，3位點、5位點與6位點的風(fēng)速最小。整個烘烤過程中除1位點與6位點外，其它位點風(fēng)速有先降后升的趨勢。

2.3 烤房內(nèi)溫濕度、煙葉含水量對葉間隙風(fēng)速的影響

為探明烘烤環(huán)境、煙葉狀態(tài)對葉間隙風(fēng)速的影響，對烘烤過程中烤房內(nèi)的干濕球溫度，煙葉葉片與主脈的含水量與平均風(fēng)速進(jìn)行通徑分析。由表2可知：干球溫度對葉間隙風(fēng)速變化影響的直接通徑系數(shù)為-0.091 4，且其他因素通過干球溫度對風(fēng)速的間接影響均相對較小，表明干球溫度對風(fēng)速變化的影響較?。粷袂驕囟葘︼L(fēng)速的直接影響最大，為-0.974 9，且干球溫度、葉片含水率以及主脈含水率通過濕球溫度對葉間隙風(fēng)速的間接影響作用均相對較大，由此可知濕球溫度是烘烤過程中影響葉間隙風(fēng)速的主要因素；葉片含水率對葉間隙風(fēng)速也有較大影響，直接影響系數(shù)為0.404 4，表明煙葉葉片含水率對葉間隙風(fēng)速變化的影響作用次之；主脈含水率對葉間隙風(fēng)速的影響相對較小。

3 討 論

煙葉在烘烤過程中，在烤房內(nèi)不同位置具有不同的風(fēng)速與風(fēng)壓[19]，進(jìn)而出現(xiàn)不同區(qū)域煙葉變黃失水狀況不一致的現(xiàn)象。本研究結(jié)果表明：不同的烘烤階段各位點的風(fēng)速變化差異較大，與其他位點相比，距離加熱室3 m處的風(fēng)速在變黃階段風(fēng)速較高，但在定色或干筋階段風(fēng)速較低；然而6號位（右路距離烤房門3 m處）風(fēng)速在整個烘烤過程均表現(xiàn)較低，由于6號位點是烤房低溫區(qū)所在位置，煙葉的變黃與干燥與周圍煙葉相比相對滯后[9]，這與宮長榮等[9，18]的研究結(jié)果基本一致。

烘烤過程中變黃末期循環(huán)風(fēng)機(jī)由低速檔（在380 V額定電壓下轉(zhuǎn)速960 r·min-1，下同）轉(zhuǎn)換成高速檔（1 440 r·min-1），加熱室進(jìn)風(fēng)量增加[9]，煙葉失水塌架發(fā)軟，使得葉間隙的氣流路徑與風(fēng)速流量發(fā)生改變；再者煙葉失水程度不斷增加，烤房內(nèi)的相對濕度升高，熱空氣絕對含濕量增加[22-23]，通過葉間隙的熱空氣密度增加，致使進(jìn)入定色階段后多數(shù)位點風(fēng)速減小，個別位點風(fēng)速增加[9]。定色后期煙葉水分含量相對較低，烤房內(nèi)的相對濕度較低，烤房熱空氣的干燥能力較強(qiáng)[24]，風(fēng)速風(fēng)道穩(wěn)定使得風(fēng)阻較小。與定色期相比，即使循環(huán)風(fēng)機(jī)切換成低速檔，風(fēng)速依然比較大，這與詹軍等[7]的研究結(jié)果是一致的。然而，各烘烤階段葉間隙風(fēng)速的大小與宮長榮等[9]的研究有所差異，可能是由于裝煙方式與裝煙密度的差異所致，還需要進(jìn)一步的研究分析。

烘烤環(huán)境與煙葉含水量對風(fēng)速變化有著不同程度的影響，本研究結(jié)果表明，濕球溫度對葉間隙風(fēng)速的變化影響較大。烘烤過程中濕球溫度的高低決定了烤房排濕效率的快慢[24]，濕球溫度越低烤房內(nèi)與外界的空氣交換量就越大。變黃后期煙葉的失水量較大，葉片的發(fā)軟塌架程度越高，葉間隙風(fēng)速受到煙葉的阻力就越強(qiáng)，會導(dǎo)致風(fēng)速減小[18]。葉片含水率對葉間隙風(fēng)速有較強(qiáng)的正影響，隨著葉片含水率的降低，葉片由發(fā)軟塌架到干燥定型，尤其是定色后期之后，葉片基本干燥收縮定型，熱空氣流動阻力減小，葉間隙風(fēng)速增加[18]。在煙葉的烘烤過程中，可以通過控制煙葉葉片含水率與濕球溫度來調(diào)控葉間隙風(fēng)速的變化，進(jìn)而改善煙葉質(zhì)量[9]。

4 結(jié) 論

通過對散葉烘烤過程中葉間隙風(fēng)速的研究可知，不同烘烤階段不同烤房位點葉間隙風(fēng)速的差異較大，尤其是在定色期與干筋期，風(fēng)速變化總體表現(xiàn)為先降后升的趨勢，濕球溫度對葉間隙風(fēng)速的影響最大，葉片含水率對葉間隙風(fēng)速也有較大影響，干球溫度與主脈含水率對葉間隙風(fēng)速的影響相對較小。但要在烘烤過程中通過開展控制一系列影響因素對葉間隙風(fēng)速進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而改善煙葉質(zhì)量，還需做進(jìn)一步深入的研究。

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