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打叶复烤过程化学成分均质化研究
作者：张腾健等
来源：《经营者》2015年第03期
摘 要 本文以烟叶常规化学成分检测为基础，以福建武夷烟叶有限公司2011年～2013年，三年配方打叶复烤加工的烟叶为研究对象，通过“定量控制，均匀混掺”的方法调控物料掺配，确定以烟碱关键指标及其变异系数进行表征与衡量，同时展开配方打叶复烤在线混合均匀性工序贡献率的研究。实验结果表明，原烟从配方开始经过打叶复烤加工环节后，提升了片烟的内在化学成分的均质性，结合在线各环节工序的贡献价值证实了生产线各工序有效利用价值，实现了原料加工的配方精确性、均匀性、稳定性和化学成分的一致性，进而达到片烟综合质量的均质化要求。
关键词 烟叶 打叶复烤 配方打叶 常规化学成分 均质化
打叶复烤加工作为一种先进的原料加工处理工艺技术，指经过烘烤后的烟叶，在加温湿度变化处理后，再经过打叶风分工艺完成梗叶分离，并对分离后的大小叶片、碎片和烟梗分别进行复烤处理，使其含水率达到规定的界限内，最后经过打包装箱、标识、入库，达到规定的作业要求，以利于烟片的长期贮存和醇化等工艺活动，[1]同时使烟叶内在品质得到一定的改善。配方打叶即按照卷烟的工艺配方要求把经过认真严格挑选后烟叶按产地、等级和数量的不同组合为一个配方进行复烤加工的方法。
随着烟草行业大品牌加速形成，为更好地满足特色加工制丝工艺，卷烟工业对打叶复烤企业的要求，已从传统单等级打叶复烤发展成为中式卷烟特色配方打叶，对打叶复烤的生产加工工艺和片烟质量提出了更高的要求。打叶复烤过程烟叶混合性和均匀性是衡量混合效果的重要指标。目前，制丝车间烟丝混合均匀性研究较多，[2]而对于打叶复烤过程片烟混合均匀性相关的研究较少。当前，卷烟工业更加重视卷烟产品的均质化生产，相关研究也较多。[3，4，5]为实现复烤品牌的发展，最大限度的保留烟叶香气量、协调香气质，保证烟叶加工的均匀性、稳定性和化学成分的一致性。因此，打叶复烤过程配方打叶化学成分的均质化工艺技术应运而生。
打叶复烤加工过程中的烟叶混配是实现配方工艺目标的基础，也是实现产品特征与均质化的关键。其中，打叶复烤成品片烟的均质性是提升烟叶品质，适应烟叶精细化加工需要重点考虑的问题，也是打叶复烤企业提高烟叶加工质量的重要研究方向之一。烟叶内在化学成分是烟叶外观质量和感官质量的物质基础和客观表现，是评价烤烟品质的主要指标。新版打叶复烤工艺规范增加了配方打叶烟碱波动程度评价，引入了烟碱波动性的评价方法，明确要求贮叶配叶后产品烟碱变异系数值小于5%、糖碱比变异系数值小于8%的目标，目前在打叶复烤中通常以控制好生产过程中的人工选叶、铺叶摆把、配方立体库、混配、贮叶等关键环节的操作实现配方打叶的均匀性。
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2013年福建武夷烟叶有限公司在6000kg/h基础上新增一条全新的12000kg/h打叶复烤生产线，在铺叶台按等级配比投料，利用铺叶搭配，综合应用原烟自动化配方立体库，结合润叶前预混柜，实现原烟精确式配比投料和充分混合，通过在线近红外化学成分的检测、打叶后贮叶柜等方式加强均匀性调控能力，从而实现打叶复烤后的片烟烟碱含量均匀性控制，确保配方打叶产品质量的均匀性。
肖明礼等认为，优化铺叶台管理，有效利用贮叶柜，对打叶复烤配方打叶片烟产品的稳定性起到积极作用。杜阅光等采用打叶复烤烟叶化学值的变异系数作为均质化控制的评价指标，通过在线检测与打叶复烤设备联动，实现了打叶复烤片烟产品的均质化自动闭环控制。 阴耕云等对打叶复烤过程的投料、成品片烟进行检测分析，以探寻表征烟叶混配均匀性的方法及主要化学指标，对打叶复烤过程中烟叶混配的均质性有了初步研究，但结合打叶复烤环节阐述结合各环节如何实现配方打叶化学成分的均匀性的方法研究鲜有文献报道。
本研究通过对打叶复烤各工序间烟叶化学成分的检测分析，从烟碱、糖碱比变异系数的对比分析，探寻表征烟叶混配过程主要化学指标及均匀性贡献率的方法，对配方打叶复烤过程中烟叶混配的均质性进行初步研究，力求在打叶复烤环节实现与大品牌发展相适应的均质化。 一、材料与方法 （一）材料
烟叶样品来源：福建南平地区3年在线配方打叶复烤烟样。 （二）仪器
生产加工设备：福建武夷烟叶有限公司6000kg/h和12000kg/h生产线。检测分析仪器：电热鼓风干燥箱（南通嘉程仪器有限公司）；FOSS 9103型旋风磨（丹麦FOSS公司）；BP121S型电子天平（梅特勒—托利多仪器有限公司）；SKALAR化学流动分析仪（荷兰skalar公司）；Antaris-Ⅱ型傅里叶近红外光谱仪（赛默飞世尔科技有限公司）。 （三）实验方法
（1）在线取样。根据生产加工作业单，对备料区的烟叶分别取样，待生产运行稳定后，对生产过程的立体库、预混柜、一二润、贮柜和成品片烟等关键工序跟踪取样，以生产班别为单位，每班取2次，每次约500g，做好标记。
（2）样品的制备。将各工序跟踪采集的烟叶样品分切烟叶去梗，分别置于（50±1）℃烘箱中干燥约2h后取出，冷却至室温，用旋风磨磨成粉末，混匀，后装入密封袋。
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（3）常规化学成分的检测方法。检测依据：水溶性糖的测定：YC/T159—2002；总植物碱的测定：YC/T160—2002；总氮的测定：YC/T161—2002；氯的测定：YC/T162—2002；钾的测定：YC/T173—2003。
（4）评价指标。对所取的烟叶样品检测结果进行计算，通过计算其变异系数及贡献率，然后以化学检测指标对生产混配过程进行量化评价。其中，样品变异系数计算公式如下：标准偏差S=变异系数100%。变异系数下降度T：T=[（CV1-CV2）/CV1]×100%。贡献率θ：θi=（Ti/（Ti+Tj））×100%。式中：x1—样品检测值，x*—样品平均值，n—样品量，S—样品标准偏差；CV1—相应工序来料烟叶烟碱含量变异系数，CV2—相应工序产品烟叶烟碱含量变异系数，i，j—分级、打叶复烤工序。 二、结果与分析
（一）片烟化学成分均匀性的评价指标
从化学成分所反映烟叶的重要性、稳定性综合考虑，烟碱作为片烟内在化学成分之间的差异影响，可作为配方打叶内在化学成分均质性的评价指标，同时，糖碱比变异系数作为重要的烟草质量综合性判定化学指标，用来表征片烟产品化学成分均匀性（下表1）。
由化学成分均匀性评价方法可得，片烟样品糖碱比变异系数值CV（SQH2）的评价模型为：当8%≤SQH2≤15%为较差；SQH2>15%为差；5%≤SQH2≤8%均匀性表现较好；当SQH2 （二）打叶复烤过程各环节烟叶烟碱、糖碱比变异系数变化的对比影响 根据新旧生产线打叶复烤过程4个关键工序均匀性，可得：
（1）其中，2011年～2012年，润叶、打叶、复烤和成品片烟4个关键工序间烟碱平均变异系数为：12.64%、7.40%、5.27%和3.94%。
（2）2013年，润叶、打叶、复烤和成品片烟4个关键工序间烟碱平均变异系数为：8.17%、5.08%、4.07%和2.76%。
（3）配方打叶过程中糖碱比变异系数由2011年～2012年的6.25%降至2013年4.07%，下降了2.18%。综合可知，2013年生产线前段新增原烟配方立体库配比投料工序和润叶前预混贮柜的关键工序，润叶、打叶、复烤和成品4个工序间烟碱变异系数分别下降了4.47%、2.32%、1.2%和1.18%，烟碱变异系数均有不同程度降低，说明通过原烟配方立体库配比投料和润叶前预混贮柜的作用，提高原烟混合的均匀性指标。
（三）新线打叶复烤过程不同工序在降低烟叶烟碱变异系数中的作用 2013年打叶复烤过程各个加工批次烟叶烟碱的分析结果，就各个工序而言：