打葉復烤一潤加水方式對片煙水分的影響

龔 霜，任明超，王代蔚，劉知一，陳筑楓，穆安勇，楊 洋

（1.貴州中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心，貴州貴陽 550000；2.貴州煙葉復烤有限責任公司黔西南復烤廠，貴州興義 562400；3.貴州中煙工業(yè)有限責任公司原料供應(yīng)中心，貴州貴陽 550000）

潤葉工序是打葉復烤關(guān)鍵工序之一，其主要目的是對初烤煙葉增溫增濕，以增加其韌性和耐加工性，為后續(xù)加工提供符合來料標準的煙葉，從而提高打葉質(zhì)量[1]。研究發(fā)現(xiàn)，煙葉溫度及含水率與打葉質(zhì)量存在顯著的相關(guān)性[2]，適當提高煙葉“潤透率”有利于提高打葉質(zhì)量[3]。在生產(chǎn)過程中，潤葉工序包含2 次潤葉，即一潤和二潤。煙葉經(jīng)過2 次潤葉之后的水分、溫度會顯著影響葉含梗率、大中片率及碎片率，且第1 次潤葉對品質(zhì)形成的作用遠大于第2 次潤葉[4]。然而，若在潤葉工段一味提高加水量，煙葉含水率雖會顯著提高，但如果水分不能充分滲透進煙葉，水分又會很快散失，不利于提高打葉質(zhì)量且大大增加生產(chǎn)能耗。若能降低煙葉在潤葉工段的水分散失率，即提高煙葉的保潤能力，不僅能提高打葉質(zhì)量，同時也能降低生產(chǎn)能耗。由于一潤對后續(xù)打葉質(zhì)量影響較大，且一潤工段中加水又分為進口加水及出口加水，因此探索一潤加水方式對提高后續(xù)打葉質(zhì)量尤為重要。

目前，針對一潤進、出口加水量比例對煙葉含水率、水分散失率及水分均勻性的影響鮮有研究，以一潤進、出口加水量作為處理因素，在總加水量不變的情況下，通過調(diào)節(jié)一潤進、出口加水量比例，來對潤葉后煙葉含水率、水分散失率及水分均勻性進行研究，同時探索一潤進、出口加水量比例對煙葉內(nèi)在化學成分和色素的影響，在保證煙葉質(zhì)量的情況下，找出較佳的一潤進、出口加水比例，為后續(xù)提高打葉復烤質(zhì)量提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設(shè)備

（1）試驗樣品。2020 年貴州（黔西南）B2F 等級煙葉，待潤葉設(shè)備穩(wěn)定運行后，在一次潤葉及二次潤葉出口跟蹤連續(xù)隨機取樣3 次，每次間隔3 min。在一潤及二潤出口取樣煙葉為對應(yīng)煙葉，2 次出口取樣時間節(jié)點相差約12 min，所取樣品用于內(nèi)在化學成分及色素含量的檢測。檢測樣品在40 ℃條件下烘烤2 h，粉碎過篩，經(jīng)溫度22±1 ℃，相對濕度60%±2%平衡48 h 后分成2 份，1 份用于常規(guī)化學成分檢測，另1 份用于色素含量測定。

（2）儀器。MCT360-T 型近紅外煙草水分分析儀，美國Process Sensors 公司產(chǎn)品；Alliance HPLC E2695 型高效液相色譜儀、2998 PDA 型檢測器，美國Waters 公司產(chǎn)品；Futura 型8 通道連續(xù)流動化學分析儀，法國Alliance 公司產(chǎn)品；旋風式樣品磨CT293，丹麥Foss 公司產(chǎn)品；FED115 型烘箱，德國Binder 公司產(chǎn)品。

（3）設(shè)備。黔西南打葉復烤線，流量12 000 kg/h。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計

在一次潤葉總加水量不變的條件下，設(shè)置一潤進口及一潤出口不同加水量的試驗。根據(jù)實際生產(chǎn)情況，共設(shè)計了有6 個梯度（R1～R6），其中R1 處理為CK，其進口加水占比為0%。R2～R6 處理的進口加水占比設(shè)置為20%～60%，每梯度間相差10%，一次潤葉總加水量為115 L。二次潤葉加水量為103.6 L，均為出口加水且在試驗過程中保持不變。一、二潤出口時間相隔約12 min，煙葉不進潤葉柜。

一潤進出口加水量及進口加水占比見表1。

1.2.2 煙葉含水率及水分散失率的測定

在一潤及二潤出口用近紅外水分儀檢測煙葉含水率，1 min 一次，連續(xù)檢測20 次。煙葉水分散失率以一潤與二潤出口煙葉含水率差值來表征，即計算煙葉水分散失率公式為：

1.2.3 常規(guī)化學成分含量測定

檢測樣品分別采用YC/T 159—2002、YC/T 161—2002、YC/T 162—2011、YC/T 217—2007、YC/T 468—2013 的方法測定煙葉的總糖、還原糖、總植物堿、總氮、氯和鉀的含量[5-9]。

1.2.4 色素含量測定

檢測樣品采用YC/T 382—2010[10]方法測定煙葉色素含量。

1.3 統(tǒng)計分析與數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2018 和SPSS 21.0 進行數(shù)據(jù)處理，對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同加水方式對煙葉含水率及水分散失率的影響

不同處理的一潤和二潤出口煙葉含水率及水分散失率見表2，不同處理的一潤和二潤出口煙葉含水率及水分散失率見圖1。

由表2、圖1 可知，在總加水量不變的情況下，隨一潤進口加水占比上升，二潤出口煙葉含水率顯著提高，水分散失率顯著降低，而一潤出口煙葉含水率無顯著變化；在一潤出口處，R3 處理的煙葉含水率顯著高于R1、R2、R5 及R6 處理的煙葉含水率，與R4 處理的煙葉含水率無顯著變化；在二潤出口處，R6 處理的煙葉含水率顯著高于其他處理，R6處理的煙葉含水率較R4、R5 處理分別提高了0.7%和0.5%，較R3 處理提高了1.6%，較R1、R2 處理提高了2.7%；R4、R5 處理之間無顯著差異，但較R3 處理顯著提高了約1%，較R1 和R2 處理顯著提高了約2%；R1、R2 處理顯著低于R3 處理且2 個處理間無顯著差異。

圖1 不同處理的一潤和二潤出口煙葉含水率及水分散失率

表2 不同處理的一潤和二潤出口煙葉含水率及水分散失率/%

同時，在線性回歸分析中，一潤進口加水占比雖與一潤出口煙葉含水率無顯著相關(guān)性，但與二潤出口煙葉含水率呈顯著正相關(guān)（R2=0.889，F(xiàn)=32.08，p=0.005*）。

從水分散失率來看，R6 處理的水分散失率最低且顯著低于R1、R2、R3 和R4 處理，但與R5 處理無顯著差異。R5 處理與R4 處理無顯著差異，但顯著高于R1、R2 和R3 處理。R1、R2、R3 處理之間無顯著差異。在線性回歸分析中，一潤進口加水占比與水分散失率差值呈顯著負相關(guān)（R2=0.831，F(xiàn)=19.62，p=0.011*）。由此可見，總加水量不變的情況下，二潤出口煙葉含水率隨一潤進口加水占比增加顯著上升，而水分散失率隨一潤進口加水占比增加顯著下降。

2.2 一潤進口加水占比對煙葉水分均勻性的影響

不同處理的煙葉含水率標準偏差見表3。

表3 不同處理的煙葉含水率標準偏差/%

由表3 和圖2 可知，當總加水量不變時，隨一潤進口加水占比上升，一、二潤出口煙葉含水率RSD 均有不同程度的減小，其中R1 處理的一、二潤出口煙葉含水率RSD 最大，而R6 處理的一、二潤出口煙葉含水率RSD 最小，且較R1 處理分別減小了35.88%和34.09%。在線性回歸分析中，一潤進口加水占比與一潤出口煙葉含水率RSD 呈顯著負相關(guān)（R2=0.864，F(xiàn)=25.36，p=0.007*），同時與二潤出口煙葉含水率RSD 呈顯著負相關(guān)（R2=0.896，F(xiàn)=34.59，p=0.004*），即當一、二潤出口煙葉含水率RSD 隨一潤進口加水占比上升而減小。由此可見，在總加水量不變的情況下，一潤進口加水占比越高，越有利于煙葉水分控制，煙葉水分均勻性越高。

2.3 一潤進口加水占比對煙葉常規(guī)化學成分及色素含量的影響

不同處理的煙葉常規(guī)化學成分和色素含量見表4。

表4 不同處理的煙葉常規(guī)化學成分和色素含量

通過方差分析可得，一潤進口加水占比對煙葉化學成分及色素含量基本無顯著差異。從總糖及還原糖上來看，R1 處理煙葉總糖含量顯著高于R2、R4 處理，且R1 處理還原糖含量顯著高于R4 處理，但其余無顯著差異。R1、R2 處理煙葉總植物堿顯著低于R3 處理，R4 處理煙葉葉黃素含量顯著高于R6處理，但其余處理均無顯著差異。此外，各處理煙葉之間的總氮、氯、鉀及β -胡蘿卜素含量無顯著差異。由此可見，一潤進口加水占比對煙葉化學成分及色素含量的并無顯著影響。

3 結(jié)論

當一潤進口加水量占比增加時，水分在煙葉上停留時間增加，且由于溫度升高，葉片表面氣孔打開，水分能夠更好地滲透進葉片。相反，若是一潤出口加水量占比大，水分在煙葉表面停留時間下降，雖一潤出口水分可能會增加，但由于水分來不及被煙葉吸收，因此部分水分會很快散失。因此，在一潤工段總加水量不變的情況下，進口加水占比越高，煙葉水分散失率越小，煙葉潤透率越高。這就可以解釋試驗數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。在一潤工段總加水量不變的情況下，隨著進口加水占比的增加，煙葉在二潤出口含水率由16.62%升高到了17.07%，且二者之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.943。同時，煙葉散失率由0.7%減小到了0.17%，與進口加水占比呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.911。除此之外，因為水分停留在煙葉表面時間長，煙葉有更加充足的時間在一潤滾筒內(nèi)與水分接觸，均勻性也更高，水分控制更穩(wěn)定。在試驗中，一、二潤出口含水率RSD 隨一潤進口加水占比增加，分別減小了35.88%和34.09%，且兩者均勻一潤進口加水占比呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.929 和0.947。

有前人研究發(fā)現(xiàn)，不同的潤葉方式會對煙葉內(nèi)多酚、色素等產(chǎn)生影響，但對常規(guī)化學成分影響較小[11]。但在試驗中，在一潤工段總加水量不變的情況下，進、出口加水比例調(diào)整不會對煙葉內(nèi)在化學成分、色素含量產(chǎn)生顯著影響。

綜上所述，在試驗范圍內(nèi)，一潤進入口加水比例采用6∶4 為最佳，煙葉在二潤出口的含水率最高，水分散失率，水分均勻性最好，同時未對煙葉內(nèi)在化學成分、色素含量產(chǎn)生影響，這樣能為后續(xù)打葉工段提供更優(yōu)質(zhì)的煙葉，以提高打葉質(zhì)量。