陳祖銷，李俊營(yíng)，藏照陽，張紅杰，過偉民，孟 楊，劉劍君，張富生，周漢平，王愛國(guó)，徐 嬙，張艷玲*

1. 中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2 號(hào) 450001

2. 河南省煙草公司平頂山市公司，河南省平頂山市新華區(qū)建設(shè)路263 號(hào) 467002

3. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心，鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)第三大街9 號(hào) 450016

4. 河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)蓮花街100 號(hào) 450001

5. 河南省煙草公司，鄭州市鄭東新區(qū)商務(wù)外環(huán)路15 號(hào) 450018

烘烤是影響煙葉質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［1-2］。當(dāng)前，煙葉烘烤所用設(shè)備大多是密集烤房，較普通烤房有裝煙量較大、溫濕度分布較均勻、成本較低等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)［3］。研究不同類型烤房多區(qū)位溫濕度分布差異規(guī)律，可為科學(xué)制定煙葉烘烤工藝參數(shù)、合理分類裝煙提供依據(jù)。前人對(duì)烤房?jī)?nèi)溫濕度環(huán)境已有一系列研究［4-7］。唐力為［8］研究表明，烘烤過程中烤房?jī)?nèi)各區(qū)域溫濕度存在差異，且部分區(qū)域差異顯著，主要體現(xiàn)在升溫和穩(wěn)溫等方面的差異。包亞峰［9］利用多孔介質(zhì)模型對(duì)烤房煙葉烘烤過程溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布進(jìn)行了相關(guān)研究。賀慶祥等［10］研究了氣流下降式烤房在水平和垂直方向的動(dòng)態(tài)溫濕度條件分布差異，并提出裝煙建議。趙華武等［11］測(cè)量了密集烤房?jī)?nèi)不同棚次和不同時(shí)間的風(fēng)速值，并進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)聚類分析，結(jié)果表明烤房在同一水平面上的溫度和相對(duì)濕度基本一致，理論上能夠確保同層具有相似的烘烤效果。孟智勇等［12］研究表明，在強(qiáng)制通風(fēng)的條件下，烤房?jī)?nèi)部溫濕度分布更加均衡，水平方向上的溫濕度差異不顯著，棚間平均溫差小于等于1.5 ℃。近年來，農(nóng)業(yè)信息化等數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前，隨著我國(guó)烤房物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集裝置的普及，烘烤過程烤房溫濕度場(chǎng)分布差異規(guī)律和烘烤工藝精細(xì)化、智能化調(diào)控成為本領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，然而現(xiàn)有報(bào)道對(duì)烤房精準(zhǔn)劃分細(xì)小區(qū)位的環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)及差異分析尚顯不足，且不同區(qū)位環(huán)境溫濕度條件與煙葉烘烤質(zhì)量的關(guān)系研究結(jié)論不一致。鑒于此，基于烤房裝煙室劃分的18 個(gè)區(qū)位的烘烤過程溫濕度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)8 個(gè)爐次烘烤過程進(jìn)行溫濕度分布規(guī)律差異分析和聚類分析，探討烤房溫濕度場(chǎng)對(duì)煙葉烘烤質(zhì)量的影響，明確密集烤房多區(qū)位溫濕度分布差異規(guī)律，旨在為科學(xué)分類裝煙和烘烤工藝模擬仿真研究提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤房：氣流上升式生物質(zhì)密集烤房，烤房標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)煙辦綜〔2009〕418號(hào)文件《密集烤房技術(shù)規(guī)范（試行）修訂版》要求，裝煙室尺寸長(zhǎng)、寬、高為800 cm×270 cm×350 cm，墻壁使用聚氨酯夾芯板，密封、保溫性能好。

溫濕度采集儀器：采用便攜式溫濕度記錄儀（GM1365，濟(jì)南興拓檢測(cè)儀器有限公司）采集烘烤過程烤房不同區(qū)位的溫濕度數(shù)據(jù)。傳感器溫度測(cè)定范圍-30～80 ℃，記錄精度±0.3 ℃；相對(duì)濕度測(cè)定范圍0～100%，記錄精度±2%，設(shè)定記錄間隔為1 min。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2022 年6 月—7 月在福建省南平市邵武市沿山鎮(zhèn)古山烘烤中心對(duì)氣流上升式密集烤房進(jìn)行溫濕度場(chǎng)試驗(yàn)研究。對(duì)3 座供試烤房共計(jì)采集8 爐次（中部葉）的烘烤過程溫濕度場(chǎng)數(shù)據(jù)，共計(jì)8 個(gè)重復(fù)。待烘烤結(jié)束后留存每爐次的烤后煙葉，每座烤房供試品種均為當(dāng)?shù)刂髟云贩NK326。

1.2.1 裝煙

采收同一塊煙田煙葉，且前期田間管理按照當(dāng)?shù)刈顑?yōu)措施標(biāo)準(zhǔn)完成。烤房采用掛桿式裝煙，共計(jì)掛煙3層。根據(jù)當(dāng)?shù)匮b煙流程規(guī)范，每桿盡可能地保證鮮煙素質(zhì)及葉片疏密程度一致，每層110桿，桿距12～14 cm，每座烤房共計(jì)330桿，且均勻分布在裝煙室內(nèi)。

1.2.2 溫濕度數(shù)據(jù)采集

在每座烤房?jī)?nèi)均勻放置便攜式溫濕度傳感器，上中下3 層、每層6 個(gè)，每層前中后3 段、每段左右各1 個(gè)，共計(jì)18 個(gè)溫濕度傳感器。將傳感器用棉繩懸掛在煙桿中間，隨裝煙時(shí)一同進(jìn)入烤房并掛放在裝煙室長(zhǎng)的四等分點(diǎn)和寬的三等分點(diǎn)交匯處，采集溫度和相對(duì)濕度。傳感器采集數(shù)據(jù)區(qū)位劃分如圖1 所示，A/B/C 分別為烤房的下/中/上3 層，A/B/C-1/3/5分布在烤房裝煙室的左路，A/B/C-2/4/6 分布在烤房裝煙室的右路。按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)三段式烘烤工藝烘烤，待烘烤結(jié)束后，將溫濕度傳感器取出，讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行結(jié)果分析。

圖1 烤房?jī)?nèi)區(qū)位劃分Fig.1 Sampling locations in a curing barn

1.2.3 烤后煙葉采集

烘烤結(jié)束后，將每爐次18 個(gè)溫濕度傳感器所在桿煙葉全部留存，統(tǒng)計(jì)烘烤損失，分析煙葉樣品外觀質(zhì)量和主要化學(xué)成分。

1.3 分析方法

1.3.1 溫濕度數(shù)據(jù)分析

結(jié)合當(dāng)?shù)卦囼?yàn)烤房控制儀連接的干濕球傳感器掛放位置，氣流上升式烤房以A-1 和A-2 同時(shí)間的均值為標(biāo)準(zhǔn)曲線，參考國(guó)內(nèi)外烘烤工藝［13-16］結(jié)果對(duì)烘烤過程進(jìn)行階段劃分，具體見表1，并對(duì)8 爐次每階段的溫度和相對(duì)濕度取均值進(jìn)行分析。

表1 烘烤階段劃分Tab.1 The division of curing stages

1.3.2 煙葉樣品分析

根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：烤煙（GB2635—1992）》［17］對(duì)煙葉進(jìn)行初分級(jí)，以每桿煙葉烤青、烤糟葉片數(shù)總和占此桿總?cè)~片數(shù)的比例為烘烤損失。按照YC/T 161—2002［18］、YC/T 468—2013［19］、YC/T 216—2013［20］、YC/T 159—2002［21］所制定的方法測(cè)定煙葉總氮、煙堿、淀粉、還原糖和總糖等主要化學(xué)成分含量，按照總氮/煙堿、還原糖/總糖和還原糖/煙堿分別計(jì)算氮堿比值、兩糖比值和糖堿比值。煙葉外觀評(píng)價(jià)［22］由行業(yè)高級(jí)技師完成，得分精確至小數(shù)點(diǎn)后一位，不同檔次之間的得分分界值均屬于上一個(gè)檔次（如葉片結(jié)構(gòu)得分7.0，則認(rèn)為是疏松檔次），具體評(píng)價(jià)方法見表2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019 繪制柱狀圖，使用Matlab R2021a繪圖，采用IBM Statistics SPSS 24.0進(jìn)行方差分析和聚類分析，使用最小顯著差數(shù)法（LSD）進(jìn)行數(shù)據(jù)間差異的顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤房垂直和水平方向溫濕度差異

2.1.1 垂直方向溫濕度差異

以烤房同一平面最上層（C-1/2/3/4/5/6）、中層（B-1/2/3/4/5/6）和最下層（A-1/2/3/4/5/6）各6 個(gè)溫濕度傳感器的均值分別作為烤房上層、中層和下層的整體平均溫度和平均相對(duì)濕度，對(duì)烤房垂直方向各階段的溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行分析。由圖2可知，氣流上升式烤房烘烤各階段垂直方向的溫濕度均存在顯著差異，下層溫度最高、相對(duì)濕度最低，中層溫度和相對(duì)濕度次之，上層溫度最低、相對(duì)濕度最高?？傮w來看，溫濕度差異在變黃前期至定色前期差異逐漸增大，定色前期溫差最大達(dá)到2.9 ℃，最大相對(duì)濕度差達(dá)到15.8個(gè)百分點(diǎn)，在定色前期至干筋后期溫濕度差異逐漸減小。

2.1.2 水平方向溫濕度差異

以烤房?jī)?nèi)距離熱源最近（A/B/C-1/2）、中間（A/B/C-3/4）和最遠(yuǎn)（A/B/C-5/6）的3 個(gè)豎直面各6 個(gè)溫濕度傳感器的均值分別作為烤房前端、中端和后端的整體平均溫濕度，對(duì)烤房水平方向各階段的溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行分析。由圖3可以看出，在烘烤的各個(gè)階段，烤房在水平方向上的溫度和相對(duì)濕度在變黃前期至變黃后期均沒有顯著性差異；在定色前期、定色中期烤房前端與中端的溫度沒有顯著性差異，但與后端的溫度存在顯著性差異；在干筋前期烤房中端與后端的溫度沒有顯著性差異，但與前端的溫度存在顯著性差異，干筋后期烤房前、中、后3段的溫度兩兩之間存在顯著性差異；在定色前期、定色中期和干筋后期烤房前端與中端的相對(duì)濕度沒有顯著差異，但與后端存在顯著性差異；定色后期、干筋前期的相對(duì)濕度不存在顯著性差異?？傮w來看，水平方向上溫度和相對(duì)濕度的差異主要表現(xiàn)在定色前期至干筋后期。

圖3 不同烘烤階段烤房水平方向溫度和相對(duì)濕度分布差異Fig.3 Differences of temperature and relative humidity in horizontal direction at different curing stages

2.2 烤房?jī)?nèi)溫濕度場(chǎng)差異分析

2.2.1 溫度和相對(duì)濕度分布情況分析

結(jié)合當(dāng)?shù)乜痉扛蓾袂蛟谘b煙室內(nèi)的懸掛位置，以A-1、A-2同一時(shí)間溫度和相對(duì)濕度均值為烤房標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行工藝參數(shù)。烤房?jī)?nèi)8 個(gè)烘烤階段的18 個(gè)區(qū)位的溫度和相對(duì)濕度均值分別與烤房標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行工藝參數(shù)做差值計(jì)算，得出的差值分別如表3、表4 所示，并將差值利用Matlab R2021a 按照整個(gè)烤房區(qū)位劃分進(jìn)行繪圖展示。如圖4、圖5 所示，氣流上升式烤房各個(gè)區(qū)位之間的溫度和相對(duì)濕度在烘烤各個(gè)階段均具有較大的顏色差異，且垂直方向較水平方向顏色差異大。

表3 不同烘烤階段不同區(qū)位的溫度均值與標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)的差值Tab.3 Differences between the average temperature and the standard process parameters in different locations during different curing stages （℃）

圖4 不同時(shí)期烤房?jī)?nèi)溫度分布Fig.4 Temperature distribution in a curing barn at different curing stages

圖5 不同時(shí)期烤房?jī)?nèi)相對(duì)濕度分布Fig.5 Relative humidity distribution in a curing barn at different curing stages

不同烘烤階段的各個(gè)區(qū)位環(huán)境溫度參數(shù)的方差分析結(jié)果表明，烤房?jī)?nèi)不同區(qū)位間平均溫度存在顯著性差異。由表3可知，18個(gè)區(qū)位的溫度與標(biāo)準(zhǔn)工藝平均溫度的差值在變黃初期至干筋后期8個(gè)烘烤階段的分布區(qū)間依次為-1.85～0.75 ℃、-1.00～0.50 ℃、-2.20～0.30 ℃、-3.80～0.30 ℃、-3.50～0.30 ℃、-2.75～0.25 ℃、-2.40～0.20 ℃和-2.00～0.30 ℃，從變黃中期至干筋后期平均溫度的差值區(qū)間范圍呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。各個(gè)烘烤階段不同區(qū)位之間的平均溫度最大差值均大于等于1.50 ℃，且在定色前期存在最大差值4.10 ℃，具體是A-2/4與C-5區(qū)位之間。

不同烘烤階段的各個(gè)區(qū)位環(huán)境相對(duì)濕度參數(shù)的方差分析結(jié)果表明，在烘烤過程中除干筋后期外，烤房?jī)?nèi)各個(gè)區(qū)位在其他烘烤階段的環(huán)境相對(duì)濕度存在顯著性差異。由表4可知，18個(gè)區(qū)位的平均相對(duì)濕度與標(biāo)準(zhǔn)工藝平均相對(duì)濕度的差值在變黃初期至干筋后期8個(gè)烘烤階段的分布區(qū)間依次為-3.70%～5.20%、-2.35%～4.25%、-1.70%～13.40%、-1.70%～21.80%、-0.95%～16.55%、-0.65%～9.95%、-0.45%～5.85% 和-0.25%～2.15%，從變黃中期至干筋后期平均相對(duì)濕度的差值區(qū)間范圍呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。變黃后期至定色后期的平均相對(duì)濕度差值均在10個(gè)百分點(diǎn)以上，且在定色前期存在最大差值23.50%，具體是A-2與C-5區(qū)位之間。

2.2.2 溫度和相對(duì)濕度系統(tǒng)聚類分析

以烘烤各個(gè)階段的溫度和相對(duì)濕度為變量，根據(jù)烘烤階段排序并將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。如圖6 和圖7 所示，根據(jù)環(huán)境溫濕度可將烤房裝煙室的18 個(gè)區(qū)位劃分為3 類區(qū)域，第I類屬于高溫低濕區(qū)，在烘烤過程中同一時(shí)間點(diǎn)此區(qū)域溫度高、濕度低，包括A-1/2/3/4/5/6 和B-1/2/3/4 區(qū)位；第Ⅱ類屬于中溫中濕區(qū)，在烘烤過程中同一時(shí)間點(diǎn)此區(qū)域溫濕度中等，包括B-5/6區(qū)位；第Ⅲ類屬于低溫高濕區(qū)，在烘烤過程中同一時(shí)間點(diǎn)此區(qū)域溫度低、濕度高，包括C-1/2/3/4/5/6區(qū)位。

圖6 烤房不同區(qū)位在烘烤過程中環(huán)境溫濕度的聚類分析樹狀圖Fig.6 Cluster analysis on temperature and humidity in different locations of curing barn during curing

圖7 烤房不同區(qū)位在烘烤過程中環(huán)境溫濕度的聚類分析示意圖Fig.7 Cluster analysis diagram of temperature and humidity in different locations of curing barn during curing

2.2.3 烘烤工藝曲線與工藝執(zhí)行指標(biāo)分析

對(duì)系統(tǒng)聚類的3 類區(qū)域的8 爐次烘烤工藝曲線與工藝執(zhí)行指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖8 和表5 所示?？梢钥闯觯琁類區(qū)域各烘烤階段的烘烤工藝平均溫度整體處于35.3～65.1 ℃范圍，在相同烘烤時(shí)間點(diǎn)最高；平均相對(duì)濕度處于21.9%～96.7%范圍，在相同烘烤時(shí)間點(diǎn)最低；工藝執(zhí)行升溫和穩(wěn)溫最早，變黃前期至變黃中期各階段持續(xù)時(shí)間最短，變黃后期至干筋后期各階段持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。Ⅲ類區(qū)域各烘烤階段的烘烤工藝平均溫度整體處于34.1～63.1 ℃范圍，在相同烘烤時(shí)間點(diǎn)最低；平均相對(duì)濕度處于24.7%～99.9%范圍，在相同烘烤時(shí)間點(diǎn)最高；工藝執(zhí)行升溫和穩(wěn)溫較I類晚，變黃前期至變黃中期各階段持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，變黃后期至干筋后期各階段持續(xù)時(shí)間最短。Ⅱ類區(qū)域各烘烤階段的烘烤工藝平均溫度、平均相對(duì)濕度和階段持續(xù)時(shí)長(zhǎng)均處于I類和Ⅱ類區(qū)域之間?？傮w來講，I類區(qū)域變黃期短且濕度低，干筋期長(zhǎng)；Ⅱ類區(qū)域變黃期較長(zhǎng)且濕度中等，干筋期較短；Ⅲ類區(qū)域變黃期長(zhǎng)且濕度高，干筋期短，對(duì)煙葉內(nèi)含物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化有著較好的促進(jìn)作用。

表5 烤房?jī)?nèi)3類區(qū)域的煙葉烘烤工藝分析①Tab.5 Tobacco leaf curing process analysis for areas of three categories in a curing barn

圖8 烤房?jī)?nèi)3類區(qū)域的8爐次烘烤工藝曲線圖Fig.8 Curves of eight-oven curing process in areas of three categories in a curing barn

2.3 烤后煙葉質(zhì)量差異分析

由表6 可知，在鮮煙素質(zhì)一致的條件下，在垂直和水平方向上上等煙比例和烘烤損失均沒有顯著性差異。煙葉在烘烤過程中其內(nèi)含物質(zhì)發(fā)生一系列變化，尤其是糖含量的變化較為顯著?；诖耍攸c(diǎn)分析對(duì)比還原糖、總糖、淀粉和兩糖比值等與糖含量相關(guān)的化學(xué)成分指標(biāo)，以及顏色純正度、光澤度、柔軟度和油潤(rùn)感等與糖含量相關(guān)的外觀評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表6 煙葉烘烤效果分析Tab.6 Curing effects of tobacco leaves in different locations

2.3.1 烤后煙葉主要化學(xué)成分分析

8 個(gè)爐次的垂直方向和水平方向的烤后煙葉主要化學(xué)成分含量如圖9 所示?？梢钥闯?，8 個(gè)爐次烤后煙葉的還原糖含量較為一致且垂直和水平方向上均沒有顯著性差異，大致分別表現(xiàn)為上層＜中層＜下層、前端＞中端＞后端的趨勢(shì)；總糖含量在垂直方向上有2 個(gè)爐次（第一爐和第六爐）存在顯著性差異且均為上層顯著小于中層和下層，垂直和水平方向上大致分別表現(xiàn)為上層＜中層＜下層、前端＞中端＞后端的趨勢(shì)且均沒有顯著性差異；淀粉含量在垂直和水平方向上均沒有顯著性差異，大致分別表現(xiàn)為上層＜中層＜下層、前端＞中端＞后端的趨勢(shì)；兩糖比值在垂直方向上有2 個(gè)爐次（第一爐和第八爐）存在顯著性差異且均為上層顯著大于中層和下層，垂直和水平方向上大致分別表現(xiàn)為上層＞中層＞下層、前端＜中端＜后端的趨勢(shì)且均沒有顯著性差異。

圖9 烤房?jī)?nèi)不同方向的烤后煙葉樣品主要化學(xué)成分差異分析Fig.9 Differences in main chemical components in tobacco samples after curing at different locations in a curing barn

2.3.2 烤后煙葉外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

8 個(gè)爐次的垂直和水平方向上的烤后煙葉外觀評(píng)價(jià)指標(biāo)得分如圖10 所示。可以看出，顏色純正度得分在垂直方向上有1 個(gè)爐次（第二爐）表現(xiàn)為中層顯著高于上層，在水平方向上有3個(gè)爐次（第四爐、第五爐和第七爐）存在顯著性差異，大致在垂直和水平方向上均沒有顯著性差異。光澤度得分在水平方向上有1 個(gè)爐次（第四爐）表現(xiàn)為后端顯著低于前端與中端，大致在垂直和水平方向上均沒有顯著性差異。柔軟度得分在垂直方向上有1 個(gè)爐次（第六爐）表現(xiàn)為中層顯著低于上層，大致在垂直和水平方向上均沒有顯著性差異。油潤(rùn)感得分在垂直方向上有2 個(gè)爐次（第六爐和第八爐）、水平方向上有1 個(gè)爐次（第二爐）存在顯著性差異，大致在垂直和水平方向上均沒有顯著性差異?？傮w來講，烤后煙葉外觀質(zhì)量差異不顯著，具有較好的均質(zhì)性。

圖10 烤房?jī)?nèi)不同方向的烤后煙葉樣品外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)差異分析Fig.10 Differences in appearance quality evaluation of tobacco samples after curing at different locations in a curing barn

3 討論

烘烤過程中烤房?jī)?nèi)不同區(qū)位間溫濕度的分布情況和動(dòng)態(tài)變化是煙葉烘烤環(huán)境的綜合反映，同樣是烘烤技術(shù)的重要參數(shù)?；诳痉?jī)?nèi)18個(gè)溫濕度傳感器采集的烘烤過程溫濕度數(shù)據(jù)，明確了氣流上升式烤房的溫濕度場(chǎng)分布情況，發(fā)現(xiàn)空氣溫度分布規(guī)律為下層最高、中層次之、上層最低，垂直方向較水平方向差異大，這與王傳義等［23］、李晗［24］的研究結(jié)果相似?？痉?jī)?nèi)區(qū)位可較好地分為高溫低濕區(qū)、中溫中濕區(qū)和低溫高濕區(qū)3大類。其中，高溫低濕區(qū)包含的區(qū)位較多，可能是由于熱空氣主動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)耦合氣流上升式烤房結(jié)構(gòu)，使得氣流強(qiáng)制向上運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致中層部分區(qū)位環(huán)境溫濕度和下層相似。本研究中還發(fā)現(xiàn)，烤房?jī)?nèi)環(huán)境溫濕度差異最大的時(shí)期主要集中在變黃后期至定色前期且存在最大平均溫差（4.1 ℃），這可能是該時(shí)期煙葉變黃基本結(jié)束，加熱室燒火較大，冷空氣大量進(jìn)入加熱室，烤房大量排濕使煙葉快速干燥，高溫區(qū)煙葉塌架變軟，葉間縫隙變大使空氣流動(dòng)更加流暢迅速，而低溫區(qū)煙葉仍處于塌架變軟的過程中，熱空氣流動(dòng)較為緩慢，從而造成兩個(gè)區(qū)位的溫差較大。因此，可將成熟度高、葉片含水率低、身份指標(biāo)稍薄的鮮煙葉放置在高溫低濕區(qū)烘烤；成熟度適中、葉片含水率中等、身份中等的鮮煙葉放置在中溫中濕區(qū)烘烤；成熟度稍欠、葉片含水率稍高、身份稍厚的鮮煙葉放置在低溫高濕區(qū)烘烤。

對(duì)烤后煙葉質(zhì)量分析發(fā)現(xiàn)，在鮮煙素質(zhì)一致的條件下，烤房不同區(qū)位烤后煙葉的烘烤損失、上等煙比例、外觀品質(zhì)和主要化學(xué)成分無顯著性差異，這與李晗［24］、賀慶祥［17］的研究結(jié)果一致，說明隨著煙葉生產(chǎn)技術(shù)的提升，鮮煙素質(zhì)優(yōu)良，烤后煙葉質(zhì)量可以很好地達(dá)到均勻一致，實(shí)現(xiàn)“同層同質(zhì)”向“同炕同質(zhì)”的跨越式發(fā)展。此外，烤后煙葉總糖、還原糖含量下層＞中層＞上層，這與賀慶祥［17］研究得出的總糖含量上層＞中層＞下層的結(jié)果相悖，這可能與試驗(yàn)產(chǎn)區(qū)氣候、煙葉品種差異會(huì)對(duì)煙葉烘烤質(zhì)量產(chǎn)生影響有關(guān)。“同炕同質(zhì)”的烘烤模式能夠較好地實(shí)現(xiàn)高精度智能化烘烤，在線監(jiān)測(cè)設(shè)備僅需對(duì)烤房?jī)?nèi)小范圍的煙葉進(jìn)行監(jiān)測(cè)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整炕煙葉的狀況判斷，為烘烤過程自動(dòng)化、智能化提供數(shù)據(jù)支撐，然而針對(duì)同一爐次不同素質(zhì)煙葉的烘烤效果和精準(zhǔn)化智能烘烤的匹配性有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

（1）通過收集烤房?jī)?nèi)多區(qū)位環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，從垂直和水平方向?qū)饬魃仙娇痉窟M(jìn)行了溫濕度分布規(guī)律分析，得出垂直和水平方向上的溫濕度均有顯著性差異且垂直方向較水平方向差異大；不同烘烤階段溫濕度變化規(guī)律為變黃前期至變黃中期差異小，變黃后期至定色前期差異增大，定色中期至干筋后期差異減小。

（2）對(duì)烘烤過程溫濕度時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，可將烤房18 個(gè)區(qū)位較好地分為3 類，即高溫低濕區(qū)、中溫中濕區(qū)和低溫高濕區(qū)。

（3）在鮮煙素質(zhì)一致的條件下，烤后煙葉樣品的烘烤損失、上等煙比例、主要化學(xué)成分和外觀評(píng)價(jià)得分整體上均沒有顯著性差異；總糖、還原糖和淀粉含量在垂直方向有上層＜中層＜下層的趨勢(shì)，水平方向有前端＞中端＞后端的趨勢(shì)，兩糖比值分布規(guī)律與之相反；垂直方向下層煙葉存在顏色純正度、柔軟度和油潤(rùn)感得分較高的趨勢(shì)，水平方向中端煙葉存在顏色純正度、光澤度、柔軟度和油潤(rùn)感得分較高的趨勢(shì)。