烤房内不同位置温湿度差异对烟叶干燥进程及质量的影响

烤房内不同位置温湿度差异对烟叶干燥进程及质量的影响
作者：田金艳唐经祥王振华罗先学徐经年戴曦田辉郭飞汪升友朱俊俊
来源：《安徽农业科学》2023年第20期
摘要為了研究密集烤房内不同位置对烟叶烘烤过程中水分变化的影响，以K326为试验材料，对烘烤过程中的温湿度及叶片水分变化进行动态监测，并对烤后烟叶的外观质量、常规化学成分、感官质量等进行测定分析。

结果表明，气流上升式密集烤房中，底层近加热室2 m位置烟叶烘烤过程失水最快，顶层近大门2 m位置烟叶烘烤过程失水最慢。

对于中部叶，失水干燥慢的处理烤后烟叶外观质量较好、嗅香明显、化学成分协调，感官评吸质量好，特征风格突出，工业可用性显著增强。

关键词烟草；烘烤位置；温湿度；失水速率；烘烤质量
中图分类号 TS44 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2023）20-0170-06
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.20.041
Effect of Temperature and Humidity on Drying Process and Quality of Tobacco Leaves of Different Positions in Baking Barn
TIAN Jin-yan1，TANG Jing-xiang2，WANG Zhen-hua1 et al
（1. Zhangjiajie Branch Company，Hunan Tobacco Company，Zhangjiajie，Hunan 427000;2.Tobacco Research Institute，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031）
Abstract In order to study the effect of different baking positions of intensive baking room on the moisture change of tobacco leaves during curing，the variety K326 was used as the tested material. The temperature and humidity and leaf moisture change during baking were monitored dynamically，and the appearance quality，conventional chemical composition and sensory quality of tobacco leaves after baking were measured and analyzed. The results showed that the loss of water was the fastest in the bottom layer，which was 2 meters from the heating room，and the slowest in the top layer，which was 2 meters from the door. For the middle leaf，the leaves treated with slow water loss and drying had better appearance quality，obvious smell，coordinated chemical composition，good sensory evaluation quality，prominent characteristics and style，and significantly enhanced industrial usability.
Key words Tobacco;Baking positions;Temperature and humidity;Water loss rate;Baking quality
水分是物质代谢的基础，烟叶大田生长发育不仅需要水分参与［1］，烟叶的调制过程也需要充分把握水分变化规律，保障失水量和失水速率与生理变化和物理变化的协调统一［2-5］。

现阶段，密集烤房大力推广的同时，加强工艺的创新，实现精益烘烤，提升烟叶品质，促进烟叶增产增收［6］。

密集烤房不同温湿工艺影响烤后烟叶的品质［7-8］，李卫芳等［9-10］研究表明，鲜烟叶含水量在85%左右，变黄中后期及定色中后期烟叶失水速率最快；赵铭钦等［11］研究表明，慢速升温定色的处理烟叶失水速度慢、失水量小。

王正刚等［12］研究表明，采用低温低湿烘烤工艺有利于较好控制不同烤房位置烟叶失水量和失水速度。

烘烤过程中烟叶外观质量、内在化学成分以及感官评吸质量与烟叶的水分变化紧密相关，水分的调控是否合理关系到烟叶烘烤的成败［3-4，11，13-15］，也决定烤后烟叶的品质。

因此，研究密集烤房内不同烘烤位置的烟叶失水特性对实现精益烘烤、提升烟叶品质具有重要意义。

为此，笔者以K326品种为试验材料，以湖南产区中部烟叶为研究对象，通过研究密集烤房内不同烘烤位置下温湿度及烟叶水分变化规律，分析烟叶在烘烤过程中水分变化规律以及烤后烟叶的品质差异，旨在为烟叶烘烤的精益生产提供理论支持并为中部烟叶烘烤工艺进一步优化提供依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为K326品种，选取成熟期长势一致、正常成熟落黄的中部烟叶进行，田间栽培管理措施按当地优质烟生产管理方法。

烤房均为国烟办综［2009］418号文件烤房建盖，为气流上升式密集烤房。

测试仪器：济南仁硕电子科技有限公司生产的COS-03-X USB 型温湿度记录仪、南京驰原系统工程有限公司生产的CYH-218A 悬臂梁传感器。

1.2 试验设计
2020年设置下、中、上位置共8个测试点，分别为1～8号点，测试点示意见图1，于测试点安装重量传感器、温湿度自动记录系统。

重量传感器上方记录四杆烟叶重量，分别记录烟叶烘烤过程中烟叶重量及温湿度的变化。

2021年通过初步试验结果在试验烤房内设置3个测试点，分别安置于底层近加热室2 m （下）、中层中间（中）、顶层近大门2 m位置（上），分别为处理T1、处理T2、处理T3。

对各处理烤后烟叶进行质量分析。

烟叶烘烤按照当地中温中湿工艺要求执行。

1.3 测定项目与方法
1.3.1 温湿度。

在烤房测试点测定温度和湿度，每5 min自动记录一次。

1.3.2 烟叶含水量。

在烤房每个测量点选择3竿有代表性的烟叶，用传感器进行重量测量，置于烤房测试点上，自动记录重量变化，根据数据计算烟叶含水率及失水率。

烟叶的含水率=（鲜重-干重）/鲜重，烘烤中失水率=（鲜烟叶含水率-某时刻烟叶含水率）/鲜烟叶含水率，失水速率=（鲜烟叶含水率-某时刻烟叶含水率）/（鲜烟叶含水率×烘烤时间）［16-17］。

1.3.3 外观质量。

烘烤结束后取上、中、下层代表性区域C3F进行分析。

各初烤烟叶样品出炕后根据GB 2635—1992烤烟分级标准，评价其颜色、成熟度、结构、身份、油分、色度等外观质量指标（表1）。

烟叶外观质量评价采用《中国烟草种植区划》［18］建立的烟叶外观质量评价体系，以颜色、成熟度、结构，身份、油分、色度的权重分别为0.30、0.25、0.15、0.12、0.10和0.08计算烟叶外观质量总分。

1.3.4 化学成分测定。

按行业标准YC/T 159～162—2002以及行业标准测试方法，采用流动分析仪测定烤后烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾离子和氯离子含量。

1.3.5 感官品质鉴定。

把各处理烘烤后的烟叶交给安徽中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家进行感官评价打分，参照《YC/T 138—1998烟草及烟草制品·感官评价方法》［19］，对烟支劲头、浓度、香气质、香气量、余味、甜感、杂气和刺激性进行赋分评价，取其平均值。

以香气质、香气量、杂气、刺激性、余味的权重分别为0.30、0.30、0.08、0.15、0.17计算感官质量总分［18］。

1.4 数据处理用Excel 2010进行数据统计，利用origin 2018进行作图分析。

2 结果与分析
2.1 不同位置烘烤过程的温湿度变化
由图2可知，随着烘烤时间的延长，密集烤房不同位置温度逐渐上升，烘烤结束后下降。

变黄期间烤房各处理间6号点温度最高，最低的为1号点；各层差异明显，下层温度始终高于中层，中层温度始终高于上层。

定色期各处理趋势一致。

随着烘烤时间增加，超过96 h后，各处理差异不明显。

由图3可知，随着烘烤时间的延长，密集烤房不同位置湿度逐渐下降，各湿度变化趋势与上述温度变化趋势相反。

烘烤96 h内，烤房内不同位置差异明显，其中湿度最大的为上层，最小的为下层。

下层靠近加热室位置的6号点湿度低于7号点、8号点；中层中间位置的4号点明显低于5号点，上层3个点的湿度在72 h内交替处于较低水平。

随着烘烤时间的增加，超过96 h后，各处理差异不明显，湿度相对一致。

2.2 不同位置烘烤过程的水分变化
通过计算， K326品种鲜烟叶含水量在70%～80%。

随着烘烤的进行，烟叶失水速率呈“慢—快—慢”的变化趋势，水分含量逐渐减小，烘烤72 h内烟叶含水量下降较快。

各处理间差异也较明显，同一含水量下，下层靠近加热室2 m位置的6号点达到该含水量时所用烘烤时间最短，烟叶烘干最快，中层中间位置的1号点所用烘烤时间最短，上层靠近大門2 m位置的1号点所用时间最短，3号点所用时间最长（图4）。

失水率随烘烤时间的增加不断增大，72 h内失水速率最大。

一般认为，在烟叶烘烤时，在失水率达40%时，烟叶变黄阶段结束，下层靠近加热室位置的6号点达到该含水量时所用烘烤时间最短，烟叶烘干最快，中层中间位置的4号点所用烘烤时间最短，上层靠近加热室2 m 位置1号点所用时间最短，3号点时间最长。

在烟叶叶片全干时，失水率75%左右，定色阶段完成；各测试点烟叶失水快慢与变黄阶段规律一致（图5）。

从表2可以看出，各处理间分别达到20%、30%、40%、50%失水率时，下、中、上层烘干最快的位置分别为6号点、4号点、1号点。

由上述结果可以得到，烤房下、中、上3个位置中的6号点、4号点、3号点，即底层近加热室2m（下）、中层中间（中）、顶层近大门2 m（上）位置，烟叶失水速率分别为最快、中等、最慢。

2021年由筛选出3个处理的试验结果进一步验证了上年结果。

由图6可知，在烘烤0～48 h，叶片总水分含量下降缓慢，其中处理T1（下部）失水速率相对最快；在烘烤48～96 h（定色期），叶片总水分含量快速下降。

随烘烤时间的增加，达到同一含水量和失水率，处理T1所用时间最短，其次是处理T2，最慢的是处理T3。

从表3可以看出，各处理间分别达到20%、30%、40%、50%失水率时，处理T1所用时间均最短，其次是处理T2，时间最长的是处理T3。

通过对各处理下的温、湿度同步观测可知，温、湿度的变化规律与各处理烘烤时间长短一一对应。

温度和相对湿度极大影响了烟叶的失水速率和水分含量，烘烤前期，不同处理的烟叶水分含量相差较小，中、后期则相差较大，烘烤过程中处理T1的温度高于处理T2，最低的为处理T3；湿度趋势则相反，处理T1湿度最低，其次是处理T2，最高为处理T3，较低相对湿度烘烤失水快，烟叶水分含量小（图7）。

1.2 试验设计
2020年设置下、中、上位置共8个测试点，分别为1～8号点，测试点示意见图1，于测试点安装重量传感器、温湿度自动记录系统。

重量传感器上方记录四杆烟叶重量，分别记录烟叶烘烤过程中烟叶重量及温湿度的变化。

2021年通过初步试验结果在试验烤房内设置3个测试点，分别安置于底层近加热室2 m （下）、中层中间（中）、顶层近大门2 m位置（上），分别为处理T1、处理T2、处理T3。

对各处理烤后烟叶进行质量分析。

烟叶烘烤按照当地中温中湿工艺要求执行。

1.3 测定项目与方法
1.3.1 温湿度。

在烤房测试点测定温度和湿度，每5 min自动记录一次。

1.3.2 烟叶含水量。

在烤房每个测量点选择3竿有代表性的烟叶，用传感器进行重量测量，置于烤房测试点上，自动记录重量变化，根据数据计算烟叶含水率及失水率。

烟叶的含水率=（鲜重-干重）/鲜重，烘烤中失水率=（鲜烟叶含水率-某时刻烟叶含水率）/鲜烟叶含水率，失水速率=（鲜烟叶含水率-某时刻烟叶含水率）/（鲜烟叶含水率×烘烤时间）［16-17］。

1.3.3 外观质量。

烘烤结束后取上、中、下层代表性区域C3F进行分析。

各初烤烟叶样品出炕后根据GB 2635—1992烤烟分级标准，评价其颜色、成熟度、结构、身份、油分、色度等外观质量指标（表1）。

烟叶外观质量评价采用《中国烟草种植区划》［18］建立的烟叶外观质量评价体系，以颜色、成熟度、结构，身份、油分、色度的权重分別为0.30、0.25、0.15、0.12、0.10和0.08计算烟叶外观质量总分。

1.3.4 化学成分测定。

按行业标准YC/T 159～162—2002以及行业标准测试方法，采用流动分析仪测定烤后烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾离子和氯离子含量。

1.3.5 感官品质鉴定。

把各处理烘烤后的烟叶交给安徽中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家进行感官评价打分，参照《YC/T 138—1998烟草及烟草制品·感官评价方法》［19］，对烟支劲头、浓度、香气质、香气量、余味、甜感、杂气和刺激性进行赋分评价，取其平均值。

以香气质、香气量、杂气、刺激性、余味的权重分别为0.30、0.30、0.08、0.15、0.17计算感官质量总分［18］。

1.4 数据处理用Excel 2010进行数据统计，利用origin 2018进行作图分析。

2 结果与分析
2.1 不同位置烘烤过程的温湿度变化
由图2可知，随着烘烤时间的延长，密集烤房不同位置温度逐渐上升，烘烤结束后下降。

变黄期间烤房各处理间6号点温度最高，最低的为1号点；各层差异明显，下层温度始终高于中层，中层温度始终高于上层。

定色期各处理趋势一致。

随着烘烤时间增加，超过96 h后，各处理差异不明显。

由图3可知，随着烘烤时间的延长，密集烤房不同位置湿度逐渐下降，各湿度变化趋势与上述温度变化趋势相反。

烘烤96 h内，烤房内不同位置差异明显，其中湿度最大的为上层，最小的为下层。

下层靠近加热室位置的6号点湿度低于7号点、8号点；中层中间位置的4号点明显低于5号点，上层3个点的湿度在72 h内交替处于较低水平。

随着烘烤时间的增加，超过96 h后，各处理差异不明显，湿度相对一致。

2.2 不同位置烘烤过程的水分变化
通过计算， K326品种鲜烟叶含水量在70%～80%。

随着烘烤的进行，烟叶失水速率呈“慢—快—慢”的变化趋势，水分含量逐渐减小，烘烤72 h内烟叶含水量下降较快。

各处理间差异也较明显，同一含水量下，下层靠近加热室2 m位置的6号点达到该含水量时所用烘烤时间最
短，烟叶烘干最快，中层中间位置的1号点所用烘烤时间最短，上层靠近大门2 m位置的1号点所用时间最短，3号点所用时间最长（图4）。

失水率随烘烤时间的增加不断增大，72 h内失水速率最大。

一般认为，在烟叶烘烤时，在失水率达40%时，烟叶变黄阶段结束，下层靠近加热室位置的6号点达到该含水量时所用烘烤时间最短，烟叶烘干最快，中层中间位置的4号点所用烘烤时间最短，上层靠近加热室2 m 位置1号点所用时间最短，3号点时间最长。

在烟叶叶片全干时，失水率75%左右，定色阶段完成；各测试点烟叶失水快慢与变黄阶段规律一致（图5）。

从表2可以看出，各处理间分别达到20%、30%、40%、50%失水率时，下、中、上层烘干最快的位置分别为6号点、4号点、1号点。

由上述结果可以得到，烤房下、中、上3个位置中的6号点、4号点、3号点，即底层近加热室2m（下）、中层中间（中）、顶层近大门2 m（上）位置，烟叶失水速率分别为最快、中等、最慢。

2021年由筛选出3个处理的试验结果进一步验证了上年结果。

由图6可知，在烘烤0～48 h，叶片总水分含量下降缓慢，其中处理T1（下部）失水速率相对最快；在烘烤48～96 h（定色期），叶片总水分含量快速下降。

随烘烤时间的增加，达到同一含水量和失水率，处理T1所用时间最短，其次是处理T2，最慢的是处理T3。

从表3可以看出，各处理间分别达到20%、30%、40%、50%失水率时，处理T1所用时间均最短，其次是处理T2，时间最长的是处理T3。

通过对各处理下的温、湿度同步观测可知，温、湿度的变化规律与各处理烘烤时间长短一一对应。

温度和相对湿度极大影响了烟叶的失水速率和水分含量，烘烤前期，不同处理的烟叶水分含量相差较小，中、后期则相差较大，烘烤过程中处理T1的温度高于处理T2，最低的为处理T3；湿度趋势则相反，处理T1湿度最低，其次是处理T2，最高为处理T3，较低相对湿度烘烤失水快，烟叶水分含量小（图7）。

1.2 试验设计
2020年设置下、中、上位置共8个测试点，分别为1～8号点，测试点示意见图1，于测试点安装重量传感器、温湿度自动记录系统。

重量传感器上方记录四杆烟叶重量，分别记录烟叶烘烤过程中烟叶重量及温湿度的变化。

2021年通过初步试验结果在试验烤房内设置3个测试点，分别安置于底层近加热室2 m （下）、中层中间（中）、顶层近大门2 m位置（上），分别为处理T1、处理T2、处理T3。

对各处理烤后烟叶进行质量分析。

烟叶烘烤按照当地中温中湿工艺要求执行。

1.3 测定项目与方法
1.3.1 温湿度。

在烤房测试点测定温度和湿度，每5 min自动记录一次。

1.3.2 烟叶含水量。

在烤房每个测量点选择3竿有代表性的烟叶，用传感器进行重量测量，置于烤房测试点上，自动记录重量变化，根据数据计算烟叶含水率及失水率。

烟叶的含水率=（鲜重-干重）/鲜重，烘烤中失水率=（鲜烟叶含水率-某时刻烟叶含水率）/鲜烟叶含水率，失水速率=（鲜烟叶含水率-某时刻烟叶含水率）/（鲜烟叶含水率×烘烤时间）［16-17］。

1.3.3 外观质量。

烘烤结束后取上、中、下层代表性区域C3F进行分析。

各初烤烟叶样品出炕后根据GB 2635—1992烤烟分级标准，评价其颜色、成熟度、结构、身份、油分、色度等外观质量指标（表1）。

烟叶外观质量评价采用《中国烟草种植区划》［18］建立的烟叶外观质量评价体系，以颜色、成熟度、结构，身份、油分、色度的权重分别为0.30、0.25、0.15、0.12、0.10和0.08计算烟叶外观质量总分。

1.3.4 化学成分测定。

按行业标准YC/T 159～162—2002以及行业标准测试方法，采用流动分析仪测定烤后烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾离子和氯离子含量。

1.3.5 感官品质鉴定。

把各处理烘烤后的烟叶交给安徽中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家进行感官评价打分，参照《YC/T 138—1998煙草及烟草制品·感官评价方法》［19］，对烟支劲头、浓度、香气质、香气量、余味、甜感、杂气和刺激性进行赋分评价，取其平均值。

以香气质、香气量、杂气、刺激性、余味的权重分别为0.30、0.30、0.08、0.15、0.17计算感官质量总分［18］。

1.4 数据处理用Excel 2010进行数据统计，利用origin 2018进行作图分析。

2 结果与分析
2.1 不同位置烘烤过程的温湿度变化
由图2可知，随着烘烤时间的延长，密集烤房不同位置温度逐渐上升，烘烤结束后下降。

变黄期间烤房各处理间6号点温度最高，最低的为1号点；各层差异明显，下层温度始终高于中层，中层温度始终高于上层。

定色期各处理趋势一致。

随着烘烤时间增加，超过96 h后，各处理差异不明显。

由图3可知，随着烘烤时间的延长，密集烤房不同位置湿度逐渐下降，各湿度变化趋势与上述温度变化趋势相反。

烘烤96 h内，烤房内不同位置差异明显，其中湿度最大的为上层，最小的为下层。

下层靠近加热室位置的6号点湿度低于7号点、8号点；中层中间位置的4号点明显低于5号点，上层3个点的湿度在72 h内交替处于较低水平。

随着烘烤时间的增加，超过96 h后，各处理差异不明显，湿度相对一致。

2.2 不同位置烘烤过程的水分变化
通过计算， K326品种鲜烟叶含水量在70%～80%。

随着烘烤的进行，烟叶失水速率呈“慢—快—慢”的变化趋势，水分含量逐渐减小，烘烤72 h内烟叶含水量下降较快。

各处理间差异也较明显，同一含水量下，下层靠近加热室2 m位置的6号点达到该含水量时所用烘烤时间最短，烟叶烘干最快，中层中间位置的1号点所用烘烤时间最短，上层靠近大门2 m位置的1号点所用时间最短，3号点所用时间最长（图4）。

失水率随烘烤时间的增加不断增大，72 h内失水速率最大。

一般认为，在烟叶烘烤时，在失水率达40%时，烟叶变黄阶段结束，下层靠近加热室位置的6号点达到该含水量时所用烘烤时间最短，烟叶烘干最快，中层中间位置的4号点所用烘烤时间最短，上层靠近加热室2 m 位置1号点所用时间最短，3号点时间最长。

在烟叶叶片全干时，失水率75%左右，定色阶段完成；各测试点烟叶失水快慢与变黄阶段规律一致（图5）。

从表2可以看出，各处理间分别达到20%、30%、40%、50%失水率时，下、中、上层烘干最快的位置分别为6号点、4号点、1号点。

由上述结果可以得到，烤房下、中、上3个位置中的6号点、4号点、3号点，即底层近加热室2m（下）、中层中间（中）、顶层近大门2 m（上）位置，烟叶失水速率分别为最快、中等、最慢。

2021年由筛选出3个处理的试验结果进一步验证了上年结果。

由图6可知，在烘烤0～48 h，叶片总水分含量下降缓慢，其中处理T1（下部）失水速率相对最快；在烘烤48～96 h（定色期），叶片总水分含量快速下降。

随烘烤时间的增加，达到同一含水量和失水率，处理T1所用时间最短，其次是处理T2，最慢的是处理T3。

从表3可以看出，各处理间分别达到
20%、30%、40%、50%失水率时，处理T1所用时间均最短，其次是处理T2，时间最长的是处理T3。

通过对各处理下的温、湿度同步观测可知，温、湿度的变化规律与各处理烘烤时间长短一一对应。

温度和相对湿度极大影响了烟叶的失水速率和水分含量，烘烤前期，不同处理的烟叶水分含量相差较小，中、后期则相差较大，烘烤过程中处理T1的温度高于处理T2，最低的为处理T3；湿度趋势则相反，处理T1湿度最低，其次是处理T2，最高为处理T3，较低相对湿度烘烤失水快，烟叶水分含量小（图7）。