当前密集烤房烘烤实际中存在的主要问题及对策

2016-03-21 06:23赖荣洪肖先仪邹恩凯
中国农业文摘-农业工程 2016年6期
关键词:湿球温度烤房密集

赖荣洪,许 威,肖先仪,邹恩凯

(1.江西中烟工业有限责任公司,江西南昌 330096;2.江西省烟草公司赣州市公司,江西赣州 341000)

密集烤房是由普通烤房演变和发展过来的,是烟叶烘烤设备的一次革命。密集烤房具有装烟密度大,强制通风和热风循环的特点[2]。近年来,我省烟区密集烤房烘烤烟叶技术得到大面积推广,推动了我省烟叶质量的提高,促进了烟叶产业的健康持续发展。密集烤房和普通烤房在烤房特点存在较大差异,烘烤工艺技术有所不同,但不少烟农在利用密集烤房烘烤时,还存在简单套用普通烤房烘烤工艺等方面的问题,导致烤坏烟现象仍然较多,影响了密集烤房烘烤效益的充分体现和密集烤房烘烤的深入推广应用。对此,近年来笔者在石城烟叶基地,就密集烤房烤坏烟进行了深入调查研究和有关改进实践,有效地促进了基地不断完善并落实密集烤房烘烤技术措施。

1 密集烤房烘烤烤坏烟现象调查

为了探究密集烤房烤坏烟原因,2014年在石城县选择部分乡镇对密集烤房烘烤的烟叶进行了烤坏烟调查,其调查结果如下。

从表1可知:烤坏烟占抽样烟叶比例达18.7%,按烤坏烟占比排序为:青筋23.9%、光滑烟14.4%、颜色深暗14.2%、褐片13.1%、轻薄10.3%、挂灰烟9.7%为主要烤坏烟,占烤坏烟的85.6%。

其烤坏烟主要可归结为二种:一是烤后烟叶普遍存在颜色较浅、油分较差,平滑、僵硬烟叶多,甚至青杂烟较多;二是烤后烟叶颜色深暗、轻薄、油分较差、杂色面较大。此2种类型的烟叶其共同的特点大多数表现为平滑、僵硬。

2 导致烤坏烟现象的主要原因分析

针对上述烤坏烟现象,我们对有关乡镇2014年度的烘烤方案及实施情况进行了调查,得出多数烟叶烘烤执行的主要技术参数如表2。通过分析这些技术参数、烤坏烟的具体表现等情况,我们认为2014年度石城密集烤房烘烤中主要存在以下几个方面的问题:

表1 2014年密集烤房烤坏烟调查表

表2 2014年密集烤房烘烤主要技术参数

2.1 变黄期时间短,烟叶内在物质降解不充分

烘烤方案中变黄时间下部叶50h,中部叶55h,上部叶57h,变黄时间短,引起光滑叶、青筋烟多或黄烟光滑叶多。

密集烤房由于采用热风循环,上下温差小,变黄时间普遍比普通烤房可缩短4~5h[2],引起淀粉、蛋白质等高分子化合物降解转化不充分,造成烟叶结构差,平滑、僵硬(只有把大分子物质降解转化为小分子物质,烟叶才能柔软、皱缩[5])。

目前,密集烤房光滑烟叶可分为二种:一种是采用高温快速变黄(40~42℃变黄时间长),高分子物质降解不充分,烟叶失水快,易引起烤后烟叶颜色淡,平滑、僵硬烟叶多;另一种是采用低温保湿变黄(温度36~38℃,干湿差1~2℃),由于江西烟叶含水量大,干湿差小,烟叶变黄快,变黄时间可缩短,但烟叶失水程度不够(即硬变黄现象),烤后烟叶亦不卷筒,亦易造成平滑、僵硬,亦属于光滑叶的一种,这种烟叶油分差,颜色深暗,烟叶含糖量普遍偏低,刺激性大,香气质量差。

烟叶虽已变黄,由于变黄时间短,高分子物质没有充分转化为低分子物质,烤后烟叶不卷筒、皱缩,形成平滑、僵硬烟叶多。这主要原因是叶绿素分解与高子化合物分解不完全同步,有许多以叶黄素、淀粉、蛋白质为代表的高分子化合物大多数还未分解,如:叶绿素降解达85%以上,淀粉分解转化只有60%左右,蛋白质分解转化只有25%左右[5],[1],[7]。普通烤房变黄时间普遍比密集烤房变黄时间长4~5h,所以在变黄期普通烤房烟叶勾尖卷边、皱缩程度都比密集烤房好。

2.2 38℃稳温时间短,烟叶失水和变黄不协调

烘烤方案中38℃前(含38℃稳温)时间下部叶29h,中部叶32h,上部叶31h,时间偏短,引起变黄与失水不协调,造成烟叶皱缩程度差,不卷筒。

烟叶烘烤的关键就是要求协调好烟叶失水和变黄的关系。目前,在密集烤房烘烤中,变黄期的变黄要求与普通烤房一样,即:要求38℃稳温阶段,烟叶变黄达7~8成黄,叶片变软,42℃烟叶变黄达9成黄,主脉变软[2-3]。然而,由于密集烤房采用风机强制通风、热风循环,烟叶各阶段失水速度加快,按这个要求密集烤房与普通烤房在38℃稳温时间差不多,但密集烤房失水量较普通烤房要大得多,必然造成密集烤房变黄期失水过快,变黄程度不足,从而引起烟叶内在物质转化不充分。因此,为了密集烤房变黄与失水协调,必须把主要变黄时间放在38℃阶段上,41~42℃变黄时间要适当缩短。据黄永成[4]等研究表明,在低温中湿变黄条件下烤后烟叶物理性状较好,烟碱、总氮、淀粉、硝酸盐和亚硝酸盐含量较低;总糖、还原糖、钾、游离氨基酸、石油醚提取物、总酚、绿原酸和芸香苷含量较高;糖碱比相对较高。

2.3 烟叶变黄期只注重干球温度的调节,而不注重湿球温度的调控

目前密集烤房与普通烤房对不同部位、不同含水量的烟叶采取同样的烘烤方法,即采取调高、调低温度的方法来适应不同烟叶的烘烤。如,对含水量大的下部烟叶、黑暴烟等采取较高的温度完成变黄,一般把主要变黄温度放到40~42℃温度段进行,而对含水量少的烟叶降低温度、提高湿度进行烘烤。这对于普通烤房来说,是可行的,但对于密集烤房来说却不行,在38℃前的失水量不足,亦会导致不同烤坏烟的产生。为了适应不同烟叶的烘烤要求,密集烤房的烘烤方法在变黄期主要采取调整湿球温度的办法,使烟叶既达变黄,又达失水变软状态的要求。即:对于含水量大、黑暴烟、病叶、黄烟等,采取调低湿球温度,拉大干湿球温度差、延长38℃稳温时间的办法进行烘烤,一般调低湿球温度1℃,可延长38℃稳温时间5~6h,且烤后烟叶身份较好,油分较足[8]。

普通烤房烟叶烘烤变黄期失水要求主要强调42℃时要使主脉变软,由于普通烤房在烟叶烘烤过程中,在变黄期、定色期呼吸作用较平缓,而密集烤房的烟叶在38℃前呼吸作用缓慢,同普通烤房相近,然而,由于密集烤房热风内循环,把湿热空气又抽回到烤房内,到了42℃时密集烤房的烟叶呼吸作用达到最高峰,且比普通烤房增加将近一倍的强度[6]。为此,若密集烤房烘烤在38℃前失水不足,升至40℃后,尤其在42℃稳温时间长的话,就易引起呼吸消耗过度,造成糖分的过度消耗[8],这是因为呼吸作用要消耗大量的糖类物质,从而导致烤后烟叶身份薄、颜色淡、油分差,杂色烟叶比例增加,香气物质减少。

同时,密集烤房烟叶烘烤在干球温度41~42℃稳温阶段,湿球温度不能过高,否则易造成叶基部烤薄,而使烟叶颜色基尖差加大。普通烤房一般此阶段湿球温度控制在37~38℃,密集烤湿球温度要控制在35~37℃。此阶段正是烟叶叶基部变黄的时候,亦是密集烤房呼吸作用最强烈的时候,由于烟叶叶尖、叶中部已失水变软,呼吸作用较小,而叶基部烟叶含水量仍然较高,若烤房湿度偏大,呼吸作用强烈,造成烟叶叶基部物质消耗较大而变薄、颜色变淡。据崔国民等研究表明,烟叶变黄后,周围空气的相对湿度降到 67%以下(含67%),其黄色性质,在较长时间内保持不变,或者说变化量非常小[10]。

总之,密集烤房要特别强调38℃稳温段的失水和变黄要求,否则,烤后烟叶会出现身份薄、颜色淡,杂色烟、糟片烟增大,或者带青、带光滑,烤坏烟现象大大增加。

2.4 烟叶烘烤各阶段温湿度的把握,没有根据装烟量、含水量进行适当调整

装烟量、含水量的多少,牵涉烟叶失水速度的快慢,因为在烘烤中,影响烟叶失水快慢主要有:装烟量、含水量、风机风量、温度及干湿球差大小等,目前,大家对装烟量、含水量对烟叶烘烤的影响认识不清,不管装多少烟叶温度、干湿球差及烘烤时间等都相同把握,这样就造成装烟少、含水量少时烟叶干燥过快而烤后青烟、光滑叶多;而装烟多、烟叶含水量大时烟叶干燥过慢而烤后杂色烟、糟片烟增多。

2.5 烟叶烘烤各阶段风机档位的开启,没有考虑装烟量、烟叶含水量等因素

风机高低档的开启,对烟叶失水速度影响很大,目前,风机开启一般要求为:变黄期低档,40~47℃高档,47~55℃高低档交替使用,55℃后以低档为主;这种调节措施对于一般装烟量、含水量正常的烟叶来讲,还是切实可行,但是,对于装烟量少或装烟量太多的话就易烤坏,装烟量少、含水量少时烟叶干燥过快而产生青烟、光滑叶多;装烟量多、烟叶含水量大时烟叶干燥过慢而产生杂色烟、糟片烟增多。这往往亦是造成我国密集烤房装烟量不足的主要因素,烟农不愿多装烟,怕烤坏。

2.6 定色前期时间偏短,易引起叶基部或主脉二侧光滑

由于烟叶叶基部较青,含水量较大,烟叶变黄、失水都较难,若定色前期时间偏短,往往易引起叶基部或主脉二侧光滑。这是因为:一是淀粉、蛋白质等高分子物质有很大一部分还未分解转化,需要在定色前期完成;二是叶基部及主脉二侧在变黄期难于达到充分凋萎,定色前期需要延长时间,使叶基部及主脉二侧失水变软。一般来讲高分子化合分解越充分、失水凋萎程度好,烟叶皱缩程度就越好,烟叶烤后的外观表现就表现为“皱缩” 、“柔软”;否则,烤后烟叶表现为平滑或僵硬,这些烟叶的淀粉、蛋白质含量往往都会偏高[5]。

3 改进烟叶密集烤房烘烤的具体对策

针对上述问题,提出以下解决方法:

3.1 准确把握烟叶变黄期时间,确保烟叶烤熟

变黄时间是指42℃前的烘烤时间,变黄时间的长短与采摘成熟、部位有很大的关系。通过近几年试验证明,按照江西省烟叶成熟采摘要求,K326、云烟87品种一般下部烟叶早采的变黄时间要55~60h;中部烟叶一般60~63h左右;上部烟叶65~67h较为适宜。对采摘过青的烟叶变黄时间可以延长2~5h,采摘过熟叶变黄时间要缩短2~5h,但不能变动大,否则,易造成烟叶烤制后熟不够或变黄过度。

3.2 把烟叶主要变黄期放在38℃稳温阶段,确保烟叶变黄变软

密集烤房烘烤中,一般叶尖变黄时间12~16h即可,主要变黄时间要放在38℃,40~42℃稳温阶段时间控制在8~16h即可。在变黄时间不变的条件下,一般要求38℃前的变黄烘烤时间(含38℃稳温时间),下部烟叶要达40~45h,中部烟叶烘烤时间45~50h,上部烟叶要达50~55h。为确保烟叶变黄达8~9成黄,烟叶失水变软,二者缺一不可[8]。若烟叶变黄快,失水不足,采取风机开高档、干湿球差拉大1~2℃,使烟叶失水达要求后再升温至下一阶段;若变黄慢,失水快,可缩小干湿球差、风机开启低档或适当停开、延长时间确保烟叶变黄后再升温至下一阶段。

3.3 准确把握各阶段温湿度,确保烟叶变黄和失水协调

烟叶变黄主要把握烟叶变黄时间的长短,即:对于采摘成熟度差的烟叶适当拉长变黄时间,采摘成熟较好的烟叶变黄时间适当缩短即可。

烟叶干燥:在变黄期,采取调整湿球温度高低及风机开启档位的方法来调节烟叶干燥速度,一是调整干湿球差,38℃温度段干湿球差控制2~4℃,41~42℃温度段湿球控制在35~37℃,对于装烟多、含水分大的烟叶干湿差要大,装烟少、含水分小的烟叶干湿差小。因此,一般装烟量相近的条件下,从下部叶到上部叶,因烟叶含水量逐渐缩小,干湿差亦要逐渐缩小,才能实现黄软同步的要求;二是通过风机高低档的调节,实现变黄和干燥的同步;在定色期和干筋期,一般湿球保持不变,即干球在42~45℃升温段,湿球保持37℃,干球在45~48℃稳温阶段湿球保持38℃,干球在48~52℃升温阶段湿球保持39℃,干球在52~54℃稳温阶段湿球保持40℃,干球在55~68℃时湿球保持41~42℃即可;若装烟少,采取调低干球温度1~3℃、风机多开低档的办法,使烟叶失水不会过快,若装烟多,采取调高干球温度1~3℃、风机多开高档的办法,使烟叶烘烤时间不会过长。

3.4 根据烟叶装烟量、含水量调整各阶段风机开启档位

风机使用主要分高档、高低档交替、低档。风机高低档的使用是由装烟密度、烟叶含水量、风机风量大小决定。装烟量大(大于4000kg)时,变黄前期低档,中期(38~40℃)高低档交替使用,40~47℃高档,47~55℃采用高低档,55℃以后低档;装烟量小(小于3000kg)时,各阶段使用低档为主、在40~47℃时采用高低档交替使用即可。

3.5 适当延长45-48℃,确保烟叶后熟

要求下部烟叶在干球45~46℃,稳温时间达10~15h,中上部烟叶在干球46~48h稳温时间达20~25h,确保高温层烟叶叶干1/2~2/3;低温层烟叶勾尖卷边,充分凋萎。

4 实践效果

以上的技术思路和具体措施在2015年石城基地的烟叶密集烤房烘烤中得到了较好应用,特别是对所制定的“一烤一方案”措施更具针对性和有效性。“一烤一方案”是指每烤烟叶的烘烤方法制定,要依据烟叶装烟量、烟叶含水量、变黄时间、品种、天气、土壤类型、风机电机功率风量等影响烟叶干燥和变黄的相关条件参数后,采用EXCEL电子表格强大的计算功能和简单编程功能设计的一个计算模型,自动计算生成包括烟叶烘烤各阶段温湿度、风机开启档位、烘烤时间等指标,自动形成烟农能简易把握的烘烤方案。2015年经过改进的“一烤一方案”落实后,取得了良好的成效,烟叶质量得到了提升,烟农效益得到了提高(参见表3、表4):烤后的烟叶外观颜色桔黄、鲜亮,正反面色差小,叶尖、叶基颜色差异小,色度整体表现为强;烤坏烟叶的比例比2014年度减少了7.7个百分点;从当年度与对照相比,桔黄烟叶增加4.1个百分点,青杂烟减少2.7个百分点,烟叶收购均价增加0.37元/kg,666.7m2产值增加了34.8元。此外,通过评吸,内在质量更优,表现为香气质更好、较纯正、香气量相对较足,刺激性较小,杂气轻,余味更舒适。

表3 2015年改进的“一烤一方案”密集烤房烤坏烟调查

表4 2015年改进的“一烤一方案”应用效果对比

5 小结

通过对2014年度石城县部分乡镇密集烤房烤坏烟的调查和原因分析,提出了以下五方面的改进措施:一是准确把握烟叶变黄期时间,确保烟叶烤熟;二是要把烟叶主要变黄期放在38℃稳温阶段,确保烟叶变黄变软;三是准确把握各阶段温湿度,确保烟叶变黄和失水协调;四是根据烟叶装烟量、含水量调整各阶段风机开启档位;五是适当延长45~48℃,确保烟叶后熟。这些技术思路和具体措施在2015年石城基地的烟叶密集烤房烘烤中得到了较好应用,取得了良好的成效,烟叶质量得到了提升,烟农效益得到了提高:烤坏烟叶的比例比2014年度减少了7.7个百分点;从当年度与对照相比,桔黄烟叶增加4.1个百分点,青杂烟减少2.7个百分点,烟叶收购均价增加0.37元/kg,666.7m2产值增加了34.8元。此外,通过评吸,内在质量更优,表现为香气质更好、较纯正、香气量相对较足,刺激性较小,杂气轻,余味更舒适。以上这些烘烤改进技术措施,也将对我省乃至全国解决密集烤房烘烤中存在的一些普遍性问题具有一定的指导作用。但烟叶质量是一个综合概念,烟叶烘烤是一项系统工程,只有做到田间长熟、采摘成熟、烘烤烤熟才能生产出优质烟叶。因此,我们还需进一步加强密集烤房烘烤技术的调查研究,采取综合技术手段,不断因地制宜改进技术措施,持续提升密集烤房烘烤质量水平。

[1] 宋朝鹏,武圣江,高远,等.烤烟密集烘烤变黄期类胡萝卜素及其降解香气成分的变化[J].中国农业科学,2010,43(20):4246-4254.

[2] 宫长荣.密集式烘烤[M].北京:中国轻工业出版社,2007.

[3] 宫长荣,陈江华,吴洪田,等.密集烤房[M].北京:科学出版社,2010.

[4] 黄永成.烤烟烟叶在密集烘烤条件下的生理生化特性和香气质量的研究[D].郑州:河南农业大学,2008.

[5] 崔国民.烤熟烤香烟叶烘烤工艺[R].云南省烟草科学研究所.

[6] 赵振山,陈江华,吴洪田,等.密集烤房技术培训教材[R].

[7] 黄勇.烟叶结构与代谢产物差异及光因素影响的研究[D].长沙:湖南农业大学,2007,1-167.

[8] 许威,肖先仪.变黄期时间及温湿度对烟叶质量的影响[J].江西农业学报.2012,24(7):85-89.

[9] 刘惠清译.美国烤烟的烘烤方法[J].烟草科技,1982(4)43.

[10] 崔国民.烤烟烘烤原理与烘烤工艺技术[R].云南省烟叶科学研究所,2006.

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