烟叶烘烤过程干燥模型的建立与评价

2015—2016年,以湖南省桂阳烟区烤烟品种K326、云烟87、云烟85中部叶为试验材料进行烘烤试验,选取Newton/Lewis、Henderson and Papis、Wang and Singh、Logarithmic、Page 5种干燥模型,通过回归分析法对烘烤过程中水分比进行模型拟合,并研究烘烤过程中烟叶水分变化与干燥速率。结果表明:2015年烤烟中部叶烘烤过程中的水分比均呈下降趋势,烟叶干燥速率随烟叶干基含水率的下降而下降;Wang and Singh模型可较好地描述并拟合烤烟中部叶烘烤过程中的水分比变化,K326、云烟87、云烟85的模型拟合决定系数R~2分别为0.995 9、0.987 8、0.989 2;采用线性回归法,以2016年烤烟中部叶水分比实测值和Wang and Singh模型理论预测值对模型进行验证,线性回归决定系数R~2分别为0.969 4、0.971 5、0.965 8。Wang and Singh模型在常规烘烤条件下具有较好的验证效果,可为湖南桂阳烟区不同品种中部叶烘烤过程中水分变化提供描述和预测。     

基于叶片保水力的烟叶烘烤水分干燥模型构建

[目的]研究不同烟区、品种及部位烟叶保水力与水分干燥模型参数的关系,为烟叶烘烤提供简易、精准的水分预测方法并为烟草精准烘烤提供理论依据.[方法]以江西和湖南烟区烤烟品种K326和云烟87不同部位烟叶为试验材料,采用称重法测定烟叶保水力,结合水分干燥原理及水分干燥模型对烘烤过程中烟叶水分变化进行拟合求解,并对烟叶保水力与模型参数进行回归分析.[结果]不同部位间烟叶保水力随烟叶部位的升高而增加,不同品种间K326保水力均大于云烟87;除湖南烟区K326上部叶保水力大于江西烟区外,不同烟区间江西烟区烟叶保水力均大于湖南烟区.不同烟区、品种及部位烟叶Wang and Singh模型拟合决定系数R2均大于0.95,且模型干燥参数a与烟叶保水力呈正相关,与干燥参数b呈负相关.烟叶保水力与模型干燥参数a、b之间线性回归结果显示:烟叶保水力与模型参数a、b显著水平P均小于0.05,且线性拟合决定系数R2均大于0.95.[结论]常规烘烤过程中烟叶水分比变化符合Wang and Singh模型,且烟叶保水力与干燥模型参数a、b存在极显著相关,可依据烟叶保水力精准估算模型参数预测烟叶烘烤过程中水分变化.     

烟叶叶脉水分迁移干燥特性分析

[目的]探究烘烤过程中烟叶叶脉水分迁移干燥特性,为优化烘烤工艺提供理论依据.[方法]以K326中部叶为试验材料,研究采后烟叶主脉和支脉维管束示踪染液分布、水分迁移速率,以及烘烤过程中烟叶失水状况和形态变化.[结果]烟叶叶脉水分迁移由叶基主脉维管束出发,优先向最近支脉迁移,最终到达叶尖部;烟叶主脉维管束水分迁移速率由叶基向叶尖呈逐渐减小趋势,距离叶基越近的支脉维管束水分迁移速率越大,支脉维管束水分迁移速率大于主脉维管束水分迁移速率.烘烤过程中,烟叶由叶基至叶尖水含率基本呈减小趋势;烟叶主脉直径收缩率逐渐增大,烘烤至42℃前,靠近叶基部主脉直径收缩率较大,42℃后,靠近叶尖部主脉直径收缩率较大,叶基部与叶中部间的主脉直径收缩率最小.[结论]烟叶叶脉水分迁移影响烘烤过程中烟叶各部分水分及主脉形态变化,叶脉水分迁移特性与烘烤过程烟叶失水特性间的关系可为烟叶水分散失的调控及烘烤工艺优化提供参考.     

烤烟上部叶带茎烘烤水分状态及形态变化分析

[目的]探讨带茎烘烤烟叶失水干燥特性,为优化烤烟烘烤工艺提供参考依据.[方法]测定带茎烘烤过程烟叶叶片和主脉的水分含量、状态及形态收缩率,与不带茎烟叶进行比较,并将烟叶水分指标与形态指标进行相关性分析.[结果]带茎烘烤烟叶的整叶、叶片及主脉水含率均高于不带茎烟叶;带茎烟叶水分迁移表现为茎秆中的自由水向主脉和叶片迁移,使带茎烟叶叶片和主脉自由水含量和所占比例均高于不带茎烟叶.干叶前带茎烟叶叶片厚度收缩率显著小于不带茎烟叶叶片(P<0.05,下同),干叶后带茎烟叶叶片厚度收缩率显著大于不带茎烟叶叶片;烘烤过程带茎烟叶主脉直径收缩率显著小于不带茎烟叶;烘烤过程烟叶叶片和主脉自由水含量与其水含率呈极显著正相关(P<0.01).[结论]烟叶形态收缩与自由水含量及其水含率密切相关,可根据烟叶形态收缩判断烘烤过程烟叶水分含量和状态.     

去基烟叶在密集烘烤过程中的水分变化及其烘烤效果分析

[目的]探索最佳的烟叶烘烤方式和烘烤工艺技术,适应烟叶工场化烘烤的发展趋势。[方法]以烤烟品种K326为供试材料,采用双因素随机区组设计,研究了去基烘烤过程中烟叶失水干燥变化规律、不同烘烤工艺对去基烘烤质量的影响,并对2种烘烤模式的能耗、用工、烘烤时间进行了对比。[结果]试验表明,去基烟叶在烘烤过程中,水分变化趋势表现为前期失水量少、失水速率小,后期失水量多、失水速率大,失水速率大于常规整叶烘烤;去基烟叶在烤后经济效益及烟叶质量方面表现优于常规整叶烘烤;在节能减耗方面,去基烟叶烘烤时间缩短,能耗有所降低,烘烤投资减少。[结论]烟叶去基烘烤模式具有节能环保、降本增效等优势,有较大的推广价值。     

不同带茎方式烟叶烘烤过程水分迁移特性

【目的】探究烘烤过程中带茎烟叶水分迁移特性,为揭示带茎烘烤烟叶干燥机理提供参考。【方法以"云烟87"上部叶为试验材料,利用质外体染色示踪法、阿贝折射仪法及核磁成像技术,研究烘烤过程不同带茎位置和不同带茎长度条件下烟叶水分的迁移、状态和干燥特性。【结果】主脉木质部导管与茎秆形态学下端木质部导管相连接,带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时,有利于茎秆中的自由水经茎秆形态学下端木质部导管进入主脉木质部导管向叶片迁移,进而显著延缓叶片和主脉组织水分散失,随着带茎长度的增加延缓作用更明显。烘烤过程中带茎烟叶主脉木质部导管迁移速率逐渐降低,与鲜烟叶相比,42和54℃主脉水分迁移速率分别减小75%和94%,主脉木质部导管由叶基至叶尖水分迁移速率也呈降低趋势。烟叶位于2cm长的茎秆形态学上端时,烘烤后期主脉部分水分向茎秆迁移,有利于烟叶的干叶和干筋。【结论】带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时,随着带茎长度的增加延缓烟叶干燥的作用增强。     

不同带茎方式烟叶烘烤过程水分迁移特性

【目的】探究烘烤过程中带茎烟叶水分迁移特性，为揭示带茎烘烤烟叶干燥机理提供参考。【方法】以“云烟87”上部叶为试验材料，利用质外体染色示踪法、阿贝折射仪法及核磁成像技术，研究烘烤过程不同带茎位置和不同带茎长度条件下烟叶水分的迁移、状态和干燥特性。【结果】主脉木质部导管与茎秆形态学下端木质部导管相连接，带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时,有利于茎秆中的自由水经茎秆形态学下端木质部导管进入主脉木质部导管向叶片迁移，进而显著延缓叶片和主脉组织水分散失，随着带茎长度的增加延缓作用更明显。烘烤过程中带茎烟叶主脉木质部导管迁移速率逐渐降低，与鲜烟叶相比，42和54 ℃主脉水分迁移速率分别减小75%和94%，主脉木质部导管由叶基至叶尖水分迁移速率也呈降低趋势。烟叶位于2 cm长的茎秆形态学上端时，烘烤后期主脉部分水分向茎秆迁移，有利于烟叶的干叶和干筋。【结论】带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时，随着带茎长度的增加延缓烟叶干燥的作用增强。     

利用低场核磁检测烘烤过程烟叶水分相态变化

研究烟叶烘烤过程中水分相态变化,为烘烤工艺优化提供理论依据.以烤烟上部叶为材料,应用低场核磁共振技术对烘烤过程烟叶水分进行检测,经过1万次和10万次迭代分析,获取烟叶内部水分相态组成及信号幅值变化规律.结果表明:以10万次迭代反演所获取的结合水、半结合水和自由水3种相态表述烟叶叶片水分相态组成较优;烘烤过程中烟叶自由水信号幅值呈逐渐减小趋势,半结合水在38℃时明显增大,之后呈减小趋势,结合水在38℃时明显增大,42~45℃期间逐渐减小,48~54℃期间呈快速增大趋势;烘烤过程烟叶失水干燥表现为自由水流动性较大,首先从烟叶中脱除,半结合水通过转化为自由水散失,结合水不具有流动性,不易被干燥去除.低场核磁共振解析了烘烤过程烟叶水分相态变化规律,提供了一种快速精准检测烘烤过程烟叶中水分相态的方法.     

烘烤过程中烟叶不同叶片结构含水量变化的研究

[目的]研究散叶烘烤过程中烟叶整片叶水分变化、叶片水分变化与主脉水分变化的规律.[方法]烘烤过程中每6h取1次样,编号并剥离主脉,对叶片与主脉分别采用杀青烘干法进行处理.[结果]试验表明,烘烤过程中烟叶叶片、主脉以及整片叶的失水速率表现为先慢后快的趋势,对三者进行回归分析的回归方程：y=-0.033 669 982 ＋0.405 171 159x1＋0.631 660 248x2（R2=0.949 1）.[结论]烘烤过程中叶片水分的变化相比主脉水分的变化对整片叶水分变化的影响较大.     

预凋萎烟叶烘烤过程中水分迁移干燥及形态收缩特性

【目的】研究预凋萎处理烟叶烘烤过程中水分迁移干燥及形态收缩特性,为烘烤工艺优化提供依据。【方法】以烤烟品种K326中部叶为试验材料,烤前对烟叶进行凋萎处理,研究烘烤过程中预凋萎烟叶温度、水分迁移态势、含水率和形态收缩的变化,并利用干燥收缩模型分析烟叶在烘烤过程中的失水收缩行为。【结果】与未进行预凋萎的烟叶相比,变黄期预凋萎烟叶叶温提高0.5~1℃,干筋期叶温、脉温提高0.5~2℃;烘烤过程中预凋萎烟叶主脉水分核磁信号强度明显较弱,主脉水分向叶片迁移效率较高,变黄期主脉的失水比率增大,主脉湿基含水率下降较快;预凋萎烟叶变黄期主脉直径收缩率增幅较大,烘烤过程中烟叶叶片和主脉体积比与水分比呈非线性变化,利用Quadratic收缩模型可以很好地预测烟叶叶片和主脉的失水收缩变化。【结论】与未进行预凋萎的烟叶相比,烘烤过程中预凋萎烟叶主脉水分迁移干燥及形态收缩加快。     

不同干筋温度对翠碧1号烟叶烘烤质量的影响

[目的]研究不同干筋温度对烟叶烤后质量的影响,为确定不同部位烟叶最佳干筋温度提供理论依据。[方法]以翠碧1号品种为材料,通过设置4个不同干筋温度处理,研究不同处理对下、中、上部位烟叶外观及内在品质的影响。[结果]干筋阶段最高干球温湿度对烤后烟叶的外观质量和内在品质有较大影响,中下部烟叶干筋期最高温度64℃,上部叶68℃,烤后烟叶颜色光泽鲜亮,物理特性好,烟叶的外观等级质量较好,化学成分协调性和感官评吸质量改善效果较为突出。[结论]适当降低烟叶干筋期最高温度对提高烤后烟叶工业可用性较为有利。     

不同施镁水平对烤烟干物质积累及烟碱含量的影响

[目的]研究不同施镁水平对烟草生育期干物质积累及烟碱含量的影响。[方法]试验共设4个处理：不施镁肥（对照）;低镁处理（150kg/hm2）;中镁处理（300kg/hm2）;高镁处理（450kg/hm2）,其中镁用量为MgSO4.7H2O肥料量。[结果]不同生育期烟草叶片内镁含量均随着施镁量的增加而提高。在旺长期和成熟期,随着施镁量增加,叶片积累的干物质量越多。随着施镁水平的增加,烟叶中烟碱含量逐步下降,其中对下部叶片烟碱含量影响较小,对中部叶片烟碱影响居中,对上部叶片烟碱影响最大。[结论]该研究为烟叶生产上合理施肥、改善烟株营养状况、提高烟叶的产量和品质提供了科学依据。     

云南KRK26品种不同采收成熟度对烟叶质量的影响

[目的]有效提高云南德宏烤烟KRK26品种的冬春季生产技术水平和烟叶质量。[方法]研究了不同采收成熟度对烟叶鲜干比和叶梗比、烤后烟叶外观质量、烤烟产质量、烟叶化学成分的影响。[结果]下部烟叶的合适成熟度标准为主脉全部变白,支脉1/2变白,茸毛部分脱落,勾尖,叶面黄色明显;中部烟叶成熟度标准为主脉全白发亮,支脉2/3变白,叶面黄色均匀,茎叶角度增大,枯尖、卷边,叶耳绿黄;上部烟叶成熟度标准为主脉全白发亮,支脉2/3变白,叶面有部分成熟斑(黄泡黄中透白),茎叶角度明显增大,枯尖、卷边,叶耳淡黄。[结论]各部位烟叶达到以上成熟度标准时采烤,将有利于KRK26品种烤后烟叶产质量提高,产量可达到2 256.0 kg/hm2,产值可达到62 700.0元/hm2,均价为27.80元/kg。     

不同品种烤烟烟叶烟碱与烟气烟碱的关系研究

[目的]研究烤烟烟叶烟碱与烟气烟碱含量的相关性。[方法]对同一地区生产的11个品种不同等级烤烟烟叶的烟碱含量和烟气烟碱含量进行检测和相关性分析。[结果]不同品种烤烟烟叶的烟碱含量和烟气烟碱含量均表现为上部叶〉中部叶〉下部叶;烟叶烟碱进入烟气中的比例为4．06％～8．64％,呈现出下部叶〉上部叶〉中部叶的规律;南江3号的烟叶烟碱含量显著低于其他品种,但烟叶烟碱进入烟气烟碱的比例显著高于其他品种;K326品种各部位之间烟碱的转化率较为稳定。[结论]烤烟烟叶烟碱含量与烟气烟碱含量具有显著相关性,烟叶烟碱进入烟气烟碱的比例受品种和部位的影响。     

烤烟上部叶4~6片一次性采烤技术在泸州烟区的应用效果

[目的]验证上部叶4~6片一次性采烤技术在泸州烟区的应用效果。[方法]对示范田烤后烟叶分上3片和下3片进行质量评价。[结果]上3片和下3片烟叶外观质量、化学成分和感官质量较好,但下3片烟叶部分质量因素或指标优于上3片。[结论]上部叶4~6片一次性采烤技术在泸州烟区的应用效果较好。     

不同采收成熟度对湘西烟叶质量的影响

[目的]研究不同采收成熟度对湘西烤烟(Nicotiana tabacum L.)烟叶质量的影响,为提高湘西烟叶产量和工业可用性提供科学依据。[方法]供试烤烟品种为K326。试验共设9个小区,每个小区面积99 m2。选取上中下3个部位的烟叶分别挂牌标记。每个部位烟叶都分3种不同的成熟度,每个成熟度3次重复,烟叶采收后采用菲莫烘烤工艺进行烘烤。[结果]不同成熟度烟叶在叶绿素方面表现出一定的规律,欠熟、适熟、过熟烟叶叶绿素相对值含量均表现为下2棚叶腰叶上2棚叶,同部位烟叶叶绿素含量均值变化均为欠熟叶适熟叶过熟叶。从产值及均价来看,下2棚叶按欠熟和适熟标准采收,腰叶按适熟标准采收,能够提高单叶重和收购均价;上2棚叶按过熟标准采收,对单叶重影响不明显,但能显著提高烟叶收购均价,促进烟农增收。从化学成分和评吸质量的分析结果来看,下2棚叶按欠熟标准采收,腰叶按适熟或过熟标准采收,上2棚叶按过熟标准采收,化学成分较协调,烟叶香气质及香气量充足,劲头和刺激性适中,焦香和甜香均有,余味舒适。[结论]从保障烟农收入和满足工业生产原料需求两方面考虑,下2棚叶按欠熟标准采收,腰叶按适熟标准采收,上2棚叶按过熟标准采收,较适合湘西地区烟叶生产,既能有效增加烟农的经济效益,又能使烟叶化学成分更为协调,评吸质量更高,有效提高烟叶品质。     

福建烟区烤烟不同部位品质比较分析

[目的]研究福建烟区不同部位烟叶品质间的差异状况,以期提高福建烤烟的工业可用性。[方法]以烤烟K326为供试品种,于2006年对福建烤烟主产区三明、龙岩和南平上、中、下3个部位烤烟的主要化学成分、物理特征特性和感官质量等进行了比较分析。[结果]3个部位烟叶的单叶重、叶片厚度、密度和单位叶面积重均达到显著性差异;烟叶总氮、总糖和还原糖含量、粗烟碱含量、有机钾指数、施木克值及糖/碱均达到显著性差异;挥发性香气物质总量及香气质、香气量、浓度、刺激性、余味和总分的差异达到显著水平。[结论]福建烟区烤烟的主要化学成分含量适中,比例协调,尤其是多酚类物质和乙醚提取物的含量较高,香气物质含量丰富,工业可用性较强。总体评价以中部叶的品质最好。