衛(wèi)盼盼，吳曉梅，安銀立，馬建勛，杜家亮

（華環(huán)國際煙草有限公司，安徽 鳳陽 233100）

隨著模塊化配方的普及和均質(zhì)化加工的推廣，工業(yè)分選已成為打葉復烤前的必備環(huán)節(jié)。工業(yè)分選不僅能夠提高煙葉等級的純度，有效控制煙葉中各類雜物［1-5］，還可顯著提升成品片煙的均勻性控制效果［6］。因此，各復烤企業(yè)根據(jù)自身情況從探索新方法［7-8］、構(gòu)建新設備［9］、規(guī)范管理措施［10-11］等方面開展了系統(tǒng)的研究與應用；但是重點品牌的快速發(fā)展、收購計劃的壓縮、卷煙庫存的積壓等，造成了片煙原料結(jié)構(gòu)性矛盾日益加劇。為此多家工業(yè)企業(yè)在增加工業(yè)分選比例的基礎上提出增加分選類別數(shù)量，由2類增加至3類甚至5類。而目前關(guān)于精片選對原料精細化利用重要性的研究大多集中于選后煙葉質(zhì)量方面［12-13］，關(guān)于對成品片煙影響程度的研究甚少。本文通過對原料普選及精片選結(jié)果的對比分析，研究精片選對于煙葉利用率、片煙質(zhì)量的提升效果，以期為進一步挖掘煙葉的使用潛能提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

某卷煙工業(yè)企業(yè)調(diào)入復烤企業(yè)的河南C2F等級初烤煙葉共計6.29萬擔。

1.2 試驗設計

為科學評價精細化分選對打葉復烤均質(zhì)化加工的影響，僅引入“分選類別”作為試驗因素，其余環(huán)節(jié)均采用相同的工藝路徑及加工方法。按照《打葉復烤 初烤煙選葉指南》(YC/Z 575—2018)標準對工業(yè)企業(yè)調(diào)撥的初烤煙葉進行2次分選，試驗設置3種分選模式，分別為不分選(C2F，分選量為507擔)、普選(C2FA、C2FB，分選量共為3.12萬擔)、精片選(C21、C22、C23、CXK、BK，分選量共為3.12萬擔)。

1.3 儀器設備

Armor711 在線近紅外光譜儀（德國Carl Zeiss公司）、AntarisⅡ傅里葉變換近紅外光譜儀（美國ThermoFisher 公司）、 FED115 熱風循環(huán)烘箱（德國Binder 公司）、CSM-I 旋風磨［60目（250 μm)網(wǎng)篩，北京一輕研究院研制］、DFS197 粉碎機（上海鼎廣機械設備有限公司）。

1.4 指標檢測

1.4.1 工業(yè)分選 分選前制定各類別分選實物標準樣品，按照閉環(huán)管理措施開展工業(yè)分選。分選過程中取樣以檢測樣品的外觀質(zhì)量及化學成分，評價其生產(chǎn)效果。

1.4.1.1 外觀質(zhì)量檢測 每次隨機抽取20片煙葉，參照外觀評分表，對每片煙葉進行逐項打分。

1.4.1.2 選后半成品的化學成分檢測 每日上午下午各類別樣品分別取樣并檢測1次，采用Antaris Ⅱ傅里葉變換近紅外光譜儀檢測常規(guī)化學成分。

1.4.2 均質(zhì)化配方加工 經(jīng)工業(yè)分選后的各類別煙葉進入高架庫，入庫過程實時檢測煙葉煙堿化學成分，經(jīng)高架庫自動控制系統(tǒng)，生產(chǎn)出庫隊列，形成均質(zhì)化投料配方。

1.4.2.1 煙堿實時檢測 利用Armor711在線近紅外光譜儀，以6 s/次的頻次實時采集輸送帶上煙葉的煙堿信息；煙架裝滿后由計算機賦予相應的煙堿信息到高架庫煙箱的RFID標簽中。

1.4.2.2 成品片煙檢測 參照《煙葉 打葉復烤 工藝規(guī)范》(YC/T146—2010)檢測方法，每50箱取1個綜合樣(50 g)，干燥后使用旋風磨磨制成60目粉末，利用Antaris Ⅱ傅里葉近紅外光譜儀檢測常規(guī)化學成分。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同分選模式的原料差異性分析

煙堿與卷煙產(chǎn)生的刺激性辣感有密切關(guān)系，煙堿含量的多少直接影響到卷煙的勁頭及吃味［14-15］。復烤企業(yè)也以煙堿均勻性作為衡量均質(zhì)化加工的指標?？偺悄軌虼龠M煙氣的酸堿平衡，降低其刺激性，提高煙葉的柔軟性，進而影響其外觀質(zhì)量的表達［16-17］。糖堿比是評價煙葉內(nèi)在品質(zhì)的重要指標之一，其能夠衡量煙葉的香氣、吸味、勁頭、濃度優(yōu)劣［18］。由表1可知，3種分選模式的原料煙堿均值范圍為2.82%～2.89%，總糖均值范圍為19.95%～20.87%，糖堿比均值范圍為7.12～8.09；方差分析結(jié)果表明，煙堿、總糖及糖堿比的平均值均未達到顯著性差異；普選和精片選模式的變異系數(shù)相差不大，且均顯著高于不分選模式的，這可能與樣品量有關(guān)，因此可進一步考察不同分選模式對煙葉均質(zhì)化加工的貢獻程度。3種分選模式的煙葉的化學成分相差不大（圖1）。

圖1 3種分選模式原料的化學成分箱線圖

2.2 精細化分選后煙葉質(zhì)量差異分析

分選前強化仿制樣品管理，參照工業(yè)客戶制定的分選標準樣品。巡檢員、質(zhì)檢員、分選工分別制定標準樣、現(xiàn)場仿制樣和工位仿制樣，分選工制作的工位仿制樣經(jīng)審查合格后，方能開始分選生產(chǎn)，確保分選眼光的一致性。不同分選模式對應的分選代碼及標準樣品外觀質(zhì)量特征見表2。

表2 各分選類別外觀質(zhì)量特征

2.2.1 精細化分選對原料使用價值的影響 從圖2可以看出，C2FA類別的煙葉占比達到66.62%，C21和C22類別占比合計達到66.76%；C2FB類別占比33.38%，C23、CXK和BK類別一共占比33.24%，其中BK和CXK總占比僅為3.24%，且它們?yōu)橘|(zhì)量較差等級，視為非主要等級。因此普選是對原料的細分，精片選是對普選煙葉的進一步細分。

圖2 經(jīng)3種分選模式后各類別煙葉占比

2.2.2 精細化分選對煙葉外觀質(zhì)量的影響 由表3、表4綜合來看，C21的外觀質(zhì)量最佳，CXK和BK為外觀質(zhì)量最差類別；各類別的外觀質(zhì)量表現(xiàn)為：C21 ＞C2FA ＞C22 ＞C2F ＞C23 ＞C2FB ＞CXK/BK。普選和精片選的選后外觀質(zhì)量差異顯著，與內(nèi)在評吸質(zhì)量一致。從進一步細分程度來看，C2F等級煙葉處于所有類別的中等位置，C2FA處于C21和C22的中間位置，即C21和C22是對C2FA的細分，C2FB處于C23、CXK和BK的中間位置即C23、CXK和BK是對C2FB的進一步細分，這與外觀質(zhì)量評分結(jié)果相符，無質(zhì)量交叉現(xiàn)象。

表3 3種分選模式分選后各類別外觀指標評價

表4 分選后各類別外觀質(zhì)量評分

2.2.3 精細化分選對煙葉化學成分的影響 由圖3可以看出，相比于圖1，原料經(jīng)過工業(yè)分選后化學成分均勻性得到極大提升，僅有精片選CXK的煙堿值存在一個異常數(shù)據(jù)。原料分選前后的差異表現(xiàn)為：一是化學成分均值方面，隨著煙葉質(zhì)量的降低，普選和精片選的總糖和糖堿比均呈現(xiàn)下降的趨勢。二是顯著性差異方面，C2F與除C2FA外的其他各類別煙堿和總糖的差異均達到顯著水平，表明通過分選有利于相似化學成分煙葉的集中加工，從而提升煙葉均勻性；C21與C22的煙堿和總糖的差異未達到顯著水平，相鄰等級類別間的外觀質(zhì)量具有相似性，其化學成分相對接近；C2FA與C2FB、C21與C23的煙堿和總糖的差異達到顯著水平，表明經(jīng)過煙葉分選，外觀質(zhì)量差異較大的跨等級煙葉實現(xiàn)了有效區(qū)分，避免了優(yōu)劣混雜的現(xiàn)象。

圖3 分選后各類別化學成分箱線圖

從表5中可以看出，經(jīng)過普選和精片選后，各類別化學成分的變異系數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢。在煙堿值方面，除BK和CXK這2個非主要等級外，其他主要等級的變異系數(shù)下降度均保持在20%～30%。在總糖方面，C2FA的變異系數(shù)下降度最大，其次是C21和C22的，說明經(jīng)過煙葉分選，優(yōu)質(zhì)煙葉的總糖均勻性得到大幅度提高。綜上，精片選是對原料的細分，各類別之間外觀質(zhì)量差異顯著，化學成分變化趨勢明顯。

表5 分選后各類別化學成分變異系數(shù)及下降度

2.3 精細化分選對均質(zhì)化加工的影響

2.3.1 不同分選模式對成品片煙水分均勻性的影響 片煙水分含量的大小和均勻性均會影響到煙葉儲存安全性，是保障煙葉安全儲存和最佳醇化的重要指標，片煙水分含量的平均值和CV值均屬于打葉復烤的一類控制指標。表6中各批次成品的片煙水分保持在11.50%～12.50%的加工指標范圍之內(nèi)，可確保陳化期間煙葉儲存的安全性。通過成品片煙的水分變化幅度可以看出，未分選的C2F與普選煙葉C2FA和C2FB的片煙水分幅度基本一致；而精片選后4個成品片煙批次的水分波動幅度范圍（1.24%～1.60%）明顯小于未分選和普選煙葉的。

表6 各成品批次水分情況

未分選的C2F片煙水分變異系數(shù)為4.54%，明顯高于普選和精片選的批次；普選的C2FA和C2FB的變異系數(shù)高于精片選的批次，表明高等級煙葉的片煙水分控制水平及均勻性比低等煙葉好。根據(jù)《打葉煙葉 烤煙質(zhì)量均勻性評價》（YC/T 366—2010）［19］，除不分選模式(原C2F)的含水率均勻性評價等級為b外，其余分選類別的含水率均勻性評價等級均為a。因此原料的分選模式不同，其成品片煙的水分波動幅度不同，分選模式越精細，煙葉等級越高，水分波動幅度越小，其穩(wěn)定性越好。

2.3.2 不同分選模式對成品片煙化學成分均勻性的影響 煙葉化學成分含量的多少主要取決于原料本身，煙葉分選和組配加工最主要的作用是提升其均勻性。由表7可知，C2FA的煙堿變異系數(shù)明顯大于C21和C22的；C2FB的煙堿變異系數(shù)明顯大于C23的，糖堿比變異系數(shù)表現(xiàn)出相似的規(guī)律。說明原料分選越精細，打葉復烤后成品片煙的煙堿均勻性控制水平越好。根據(jù)行業(yè)均勻性評價方法，所有批次的糖堿比均勻性均達到a水平。

2.3.3 不同分選模式對成品片煙葉片結(jié)構(gòu)均勻性的影響 通過對大片率、中片率、小片率及葉中含梗率等多個葉片結(jié)構(gòu)指標的綜合分析，采用葉片結(jié)構(gòu)均勻性指標評價打葉結(jié)果的穩(wěn)定性。葉片結(jié)構(gòu)均勻性指標越小代表均勻性控制越好。由表8可以看出，精片選C21和C22的糖堿比均勻性指數(shù)均小于C2FA，精片選C23的糖堿比均勻性指數(shù)小于C2FB，表明原料分選越精細，煙葉質(zhì)量越好，均勻性指數(shù)越小，其均勻性控制效果越好。

表8 各成品批次片煙結(jié)構(gòu)情況

根據(jù)均勻性評價方法，形成綜合判定結(jié)果（表9）。由表9可知，除了HK外，其余各批次均達到了“好”的等級水平。C21的3項均勻性評價指標均達到a水平，均勻性控制效果最好。本文參照的均勻性評價方法是2010年發(fā)布實施的標準，而自2020年開始，我國煙葉公司持續(xù)深入開展了重點品牌原料區(qū)域加工中心標準化對標建設（中煙葉復〔2022〕79號），對煙葉均質(zhì)化加工的要求越來越高，該指標已滿足不了工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)需求。

表9 各成品綜合評價結(jié)果

3 結(jié)論與討論

本研究通過對原料至成品的三大環(huán)節(jié)均質(zhì)化加工指標進行跟蹤分析，詳細掌握了不同分選類別對于均勻性控制水平的影響。結(jié)果顯示，3種分選模式的煙堿、總糖及糖堿比無明顯差異，說明試驗原料的內(nèi)在質(zhì)量差別不大。通過對各分選類別制定相應分選實物標樣及文字標準，經(jīng)分選結(jié)果表明，普選是對原料的細分，精片選是對普選的進一步細分，無質(zhì)量交叉情況；同時分選越精細，其均勻性控制效果越好。

采用同樣的均質(zhì)化加工方法，精片選成品的水分波動幅度明顯小于不分選和普選模式的，說明分選越精細，煙葉等級越高，成品的水分均勻性、化學成分均勻性及葉片結(jié)構(gòu)均勻性控制效果越好。雖然最終成品綜合判定結(jié)果顯示基本一致，但重點品牌區(qū)域加工中心除明確了片煙水分和煙堿變異系數(shù)的達標指標外，提出了更高要求的優(yōu)秀指標，均勻性控制仍是行業(yè)今后繼續(xù)努力的目標。

綜上，對初烤煙葉實施精片選不僅不會降低煙葉的使用價值，還可以進一步提升煙葉的精細化利用程度，充分挖掘煙葉的使用潛能，尤其在上等煙原料緊缺的情況下，可以較好地緩解高端原料的結(jié)構(gòu)性矛盾，同時可針對性地處置基本無使用價值的雜色煙葉，優(yōu)化庫存片煙結(jié)構(gòu)，提升片煙原料的保障能力。