姚二民+周利軍+李曉+王海濱+景天+丁美宙

摘要：為研究干燥方式對(duì)微波膨脹煙梗梗絲綜合質(zhì)量的影響，對(duì)比分析經(jīng)過(guò)氣流式和滾筒式干燥后微波膨脹煙梗梗絲和卷煙的質(zhì)量特性。結(jié)果表明，不同干燥方式處理后微波膨脹煙梗梗絲條狀效果均比較明顯。經(jīng)氣流式干燥處理制得的梗絲成絲彈性好、柔軟蓬松、有一定的卷曲度、膨脹效果明顯，梗絲形態(tài)更接近于葉絲，梗絲含水率波動(dòng)小，填充值、整絲率和長(zhǎng)絲率較高，短絲率和碎絲率較低。干燥方式對(duì)梗絲含水率、填充值、整絲率、長(zhǎng)絲率和短絲率均有顯著影響。摻配氣流干燥梗絲的卷煙單支質(zhì)量較小，圓周長(zhǎng)和長(zhǎng)度差異不明顯，總通風(fēng)率、吸阻和硬度較大，單支質(zhì)量、長(zhǎng)度和總通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)差較大，圓周和硬度標(biāo)準(zhǔn)差較??；煙支燃吸口數(shù)、總粒相物、煙氣煙堿量、焦油量和CO量較低。綜合來(lái)看，對(duì)于微波膨脹煙梗梗絲采用氣流式干燥能夠獲得較好的加工效果。

關(guān)鍵詞：干燥方式；微波膨脹煙梗；綜合質(zhì)量；梗絲；卷煙

中圖分類(lèi)號(hào)： TS452+.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）12-0145-03

隨著卷煙降焦減害的需要和制絲工藝水平的提高，梗絲在卷煙中的作用逐漸提升。煙梗是卷煙配方中的組分[1]，由于傳統(tǒng)方式制得的梗絲存在雜氣較重、刺激性較強(qiáng)等感官質(zhì)量缺點(diǎn)，其在卷煙中的應(yīng)用受到了一定限制[2]。近年來(lái)，微波膨脹煙梗技術(shù)的相關(guān)研究見(jiàn)諸報(bào)道[3-10]，煙梗經(jīng)微波膨脹處理后其理化性質(zhì)、感官質(zhì)量等方面有較大改變。何炬等研究表明，采用微波膨脹煙梗方法制成的梗絲對(duì)改善其吸味品質(zhì)、增加煙香、提高填充能力和成絲率以及協(xié)調(diào)葉組配方等有明顯效果[6]。丁美宙等分析了微波膨脹條狀梗絲的物理質(zhì)量和化學(xué)成分，并將其應(yīng)用到卷煙產(chǎn)品中進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)，結(jié)果表明，微波膨脹條狀梗絲填充值與常規(guī)梗絲接近，總糖和還原糖含量高于摻配傳統(tǒng)梗絲；摻配微波膨脹條狀梗絲的煙支單支質(zhì)量、吸阻、硬度、端部落絲量和含末率較大，煙支抽吸口數(shù)較少，焦油量、煙堿量和CO量均較低，自由燃燒速率較快，熱塌陷值較小，包灰性能較好，卷煙口感特性顯著改善[8]。而微波膨脹煙梗制絲關(guān)鍵工序?qū)＝z加工質(zhì)量的影響研究相對(duì)較少。因此，本試驗(yàn)研究2種干燥方式對(duì)微波膨脹煙梗梗絲物理質(zhì)量和卷煙質(zhì)量的影響，旨在提高梗絲加工質(zhì)量和梗絲利用率，進(jìn)而為梗絲在中高檔卷煙中的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1材料

煙梗（2014年河南梗）經(jīng)微波膨脹（微波功率40 kW，自然存放22 d），依照梗絲加工工藝制得的梗絲，A牌號(hào)卷煙配方煙絲。

1.2儀器與設(shè)備

NQ411B型曲刃水平滾刀式切絲機(jī)（云南省昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司）；滾筒薄板式烘絲機(jī)（中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院）；氣流式烘絲機(jī)（中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院）；煙絲振動(dòng)分選篩（中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院）；PL3002電子天平[梅特勒-拖利儀器（上海）有限公司]；GDS-410梗絲填充值檢測(cè)儀（中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院）；QTM型綜合測(cè)試臺(tái)（英國(guó)Filtrona公司）；JCD-Ⅲ型激光長(zhǎng)度儀（沈陽(yáng)科學(xué)儀器研制中心）；WYC-1型煙支硬度測(cè)定儀（成都科學(xué)儀器廠）；YDX-Ⅲ型卷煙端部落絲測(cè)試儀（中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所）；SM450吸煙機(jī)（英國(guó)Cerulean公司）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1樣品制備物料經(jīng)浸梗、貯梗，按照0.80 mm×0.20 mm（切片厚度×切絲寬度）參數(shù)進(jìn)行切絲，分別采用滾筒式和氣流式烘絲機(jī)進(jìn)行梗絲干燥。待設(shè)備參數(shù)運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，在梗絲干燥設(shè)備出口進(jìn)行取樣，每次取100 g，每批取3次。

將制得的梗絲以10%比例摻配到A牌號(hào)卷煙配方煙絲中，在同一機(jī)臺(tái)、相同條件下進(jìn)行卷制，成品煙支置于溫度（22±1）℃、相對(duì)濕度（60±2）%的恒濕箱中備用。

1.3.2測(cè)定方法采用文獻(xiàn)[11-12]的方法進(jìn)行煙（梗）絲含水率、填充值、梗絲結(jié)構(gòu)的測(cè)定；采用文獻(xiàn)[12-13]的方法進(jìn)行卷煙物理指標(biāo)測(cè)定；采用文獻(xiàn)[14-18]的方法進(jìn)行卷煙煙氣指標(biāo)測(cè)定。

2結(jié)果與分析

2.1干燥方式對(duì)微波膨脹煙梗梗絲外觀質(zhì)量的影響

采用滾筒式和氣流式烘絲機(jī)對(duì)微波膨脹梗絲進(jìn)行干燥，對(duì)應(yīng)干燥設(shè)備主要參數(shù)見(jiàn)表1，梗絲的外觀質(zhì)量見(jiàn)圖1、圖2。從圖1、圖2可以直觀看出，不同干燥方式處理后微波膨脹煙梗制得的梗絲條狀效果都比較明顯。對(duì)比滾筒式干燥，經(jīng)氣流式干燥處理制得的梗絲成絲彈性好、柔軟蓬松、有一定的卷曲度、膨脹效果明顯，梗絲形態(tài)更接近于葉絲。

指標(biāo)方差方程levene檢驗(yàn)均值方程t檢驗(yàn)F值P值t值P值（兩尾）含水率0.0110.922-5.032 00.007填充值0.1600.710-15.772 70.000

由表2、表3看出，經(jīng)氣流干燥處理后微波膨脹煙梗梗絲的出口含水率變異系數(shù)較滾筒干燥降低47.25%，表明含水率穩(wěn)定性較好，填充值較滾筒干燥增加30.31%，達(dá)到 9.76 cm3/g。這是因?yàn)闅饬鞲稍飼r(shí)間短，高溫高濕的梗絲與熱風(fēng)接觸，進(jìn)行傳質(zhì)熱交換，梗絲在被干燥的同時(shí)又能夠起到很好的膨脹作用。由表3干燥方式對(duì)含水率和填充值t檢驗(yàn)結(jié)果可知，P值均小于0.05，表明2種干燥方式對(duì)微波膨脹煙梗梗絲的含水率穩(wěn)定性和填充值的影響均達(dá)到顯著水平。

2.3干燥方式對(duì)微波膨脹煙梗梗絲結(jié)構(gòu)的影響

干燥方式對(duì)微波膨脹煙梗梗絲結(jié)構(gòu)的影響見(jiàn)圖3，對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立t檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

2.4干燥方式對(duì)卷煙物理指標(biāo)的影響

按照以上分析結(jié)果制得梗絲，以10%比例摻加到A牌號(hào)卷煙配方中，摻配2種干燥方式處理的微波膨脹煙梗梗絲的卷煙物理指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表5。由表5可知，與滾筒干燥相比，摻配經(jīng)氣流干燥微波膨脹煙梗梗絲的卷煙單支質(zhì)量稍有降低，長(zhǎng)度和圓周長(zhǎng)變化不大，總通風(fēng)率、吸阻和硬度升高。圓周長(zhǎng)和硬度的標(biāo)準(zhǔn)差分別降低0.034 mm、0.42%，單支質(zhì)量、長(zhǎng)度和總通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)差分別增加4 mg、0.055 mm、0.09%，吸阻標(biāo)準(zhǔn)差不變。根據(jù)“2.2”節(jié)、“2.3”節(jié)結(jié)果分析，氣流干燥微波膨脹煙梗梗絲的填充值較高，碎絲率較低，相同摻配比例條件下，單位體積煙絲質(zhì)量較低，吸阻增加。表明2種干燥方式對(duì)卷煙單支質(zhì)量、圓周長(zhǎng)和長(zhǎng)度無(wú)影響，對(duì)總通風(fēng)率、吸阻和硬度有一定影響。表5卷煙物理指標(biāo)及穩(wěn)定性檢測(cè)結(jié)果endprint

樣品編號(hào)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)單支質(zhì)量（mg）圓周長(zhǎng)（mm）長(zhǎng)度（mm）總通風(fēng)率（%）吸阻（Pa）硬度（%）1#均值88724.42083.93021.201 02065.70最小值85624.30083.66017.8098159.70最大值93824.64084.32024.901 09870.50標(biāo)準(zhǔn)差210.0660.1331.53302.962#均值88424.40084.00022.801 05366.90最小值83624.34083.81019.5099061.50最大值92024.46084.54026.201 10872.90標(biāo)準(zhǔn)差250.0320.1881.62302.54注：1# 代表?yè)脚錆L筒干燥微波膨脹煙梗梗絲的卷煙，2# 代表?yè)脚錃饬鞲稍镂⒉ㄅ蛎洘煿９＝z的卷煙，表中數(shù)據(jù)為30支卷煙的平均值。下同。

2.5干燥方式對(duì)卷煙主流煙氣的影響

由表6可知，與滾筒干燥相比，摻配經(jīng)氣流干燥微波膨脹煙梗梗絲的卷煙燃吸口數(shù)、總粒相物、煙氣煙堿量、焦油量和CO量均有所下降，分別降低0.13口/支、0.38 mg、0.04 mg、0.36 mg、0.10 mg，主流煙氣中水分含量變化不大。說(shuō)明微波膨脹煙梗梗絲不同干燥方式對(duì)煙氣主流煙氣有較明顯的影響，摻配經(jīng)氣流干燥微波膨脹煙梗梗絲的卷煙燃燒性好，能降低煙氣總粒相物、煙堿量、焦油量和CO量。

3結(jié)論

通過(guò)對(duì)比分析不同干燥方式處理微波膨脹梗制得的梗絲綜合質(zhì)量，對(duì)比分析經(jīng)氣流式和滾筒式干燥后微波膨脹煙梗梗絲外觀、物理質(zhì)量和卷煙質(zhì)量，結(jié)果表明，不同干燥方式處理后微波膨脹煙梗制得的梗絲條狀效果都比較明顯。對(duì)比滾筒式干燥，經(jīng)氣流式干燥處理制得的梗絲成絲彈性好、柔軟蓬松、有一定的卷曲度、膨脹效果明顯，梗絲形態(tài)更接近于葉絲；能夠顯著提高含水率穩(wěn)定性、填充值、整絲率和長(zhǎng)絲率，降低碎絲率；其中，梗絲出口含水率變異系數(shù)低，穩(wěn)定性較好，填充值較滾筒式烘后梗絲提高30.31%，達(dá)到9.76 cm3/g；梗絲結(jié)構(gòu)合理，整絲率和長(zhǎng)絲率較高，分別為69.1%、34.0%，短絲率和碎絲率較低，分別為 28.4%、2.6%。干燥方式對(duì)微波膨脹煙梗梗絲含水率、填充值、整絲率、長(zhǎng)絲率和短絲率均有顯著影響，對(duì)碎絲率沒(méi)有顯著影響。與摻配滾筒干燥梗絲相比，摻配氣流干燥梗絲的卷煙單支質(zhì)量較小，圓周長(zhǎng)和長(zhǎng)度差異不明顯，總通風(fēng)率、吸阻和硬度較大，單支重量、長(zhǎng)度和總通風(fēng)率標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，圓周長(zhǎng)和硬度標(biāo)準(zhǔn)偏差較?。粺熤嘉跀?shù)、總粒相物、煙氣煙堿量、焦油量和CO量較低，水分變化不大。綜合來(lái)看，對(duì)于微波膨脹煙梗梗絲采用氣流式干燥能夠獲得較好的加工質(zhì)量效果，提高梗絲的利用率。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉，紀(jì)曉楠，姚二民，等. 煙用梗絲加工工藝研究進(jìn)展[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（8）：182-186.

[2]陳良元. 卷煙生產(chǎn)工藝技術(shù)[M]. 鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[3]高銳，黃志強(qiáng)，王松峰，等. 煙梗微波膨脹條件優(yōu)化及其對(duì)煙?；瘜W(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，42（11）：50-54.

[4]Zi W H，Peng J H，Zhang X L，et al.Optimization of waste tobacco stem expansion by microwave radiation for biomass material using response surface methodology[J]. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers，2013，44（4）：678-685.

[5]董高峰，殷沛沛，和智君，等. 微波膨脹梗制絲關(guān)鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（30）：302-309.

[6]何炬，劉維涓，師建全，等. 微波膨脹煙梗質(zhì)量研究[J]. 煙草科技，2006（2）：9-12.

[7]廖曉祥，趙云川，陳冉，等. 不同微波膨脹煙梗的化學(xué)感官特性研究[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用，2015，27（3），292-298.

[8]丁美宙，熊安言，王海濱，等. 微波膨脹條狀梗絲應(yīng)用效果評(píng)價(jià)[J]. 煙草科技，2015，48（2）：79-84.

[9]王慧，曾曉鷹，楊濤，等. 微波膨脹煙梗制備顆粒應(yīng)用于卷煙的效果評(píng)價(jià)[J]. 煙草科技，2008（10）：5-8.

[10]盧幼祥，舒俊生，徐迎波，等. 微波膨脹梗絲理化指標(biāo)及其應(yīng)用于卷煙產(chǎn)品的效果[J]. 湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，25（3）：89-93.

[11]國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局. 卷煙煙絲填充值的測(cè)定：YC/T 152—2001[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

[12]國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局. 卷煙工藝規(guī)范[M]. 北京：中央文獻(xiàn)出版社，2003.

[13]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 卷煙第3部分：包裝、卷接技術(shù)要求及貯運(yùn)：GB 5606.4—2005[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[14]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 卷煙用常規(guī)分析用吸煙機(jī)測(cè)定總粒相物和焦油：GB/T 19609—2004[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

[15]國(guó)家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心. 卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測(cè)定非散射紅外法：YC/T 30—1996[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.

[16]國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局. 卷煙濾嘴中煙堿的測(cè)定氣相色譜法：YC/T 154—2001[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

[17]中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì). 卷煙總粒相物中煙堿的測(cè)定氣相色譜法：YC/T 156—2001[S]. 北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2001.

[18]國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局. 卷煙總粒相物中水分的測(cè)定氣相色譜法：YC/T 157—2001[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.王建春，錢(qián)春陽(yáng)，王艷，等. 設(shè)施溫室節(jié)能型傳感器節(jié)點(diǎn)的選型與設(shè)計(jì)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（12）：148-151.endprint