不同蒸汽注入位置對氣流干燥煙絲品質的影響

劉繼輝，朱勇，申曉峰，徐大勇，華一崑，方志坤，邱昌桂，高輝，何邦華*

1.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司技術中心，昆明市紅錦路367號 650231

2.中國煙草總公司鄭州煙草研究院煙草行業煙草工藝重點實驗室，鄭州高新技術產業開發區楓楊街2號 450001

3.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司昆明卷煙廠，昆明市紅錦路181號 650202

4.云南瑞升煙草技術（集團）有限公司，昆明市高新開發區海源北路1699號650106

不同蒸汽注入位置對氣流干燥煙絲品質的影響

劉繼輝1，朱勇1，申曉峰1，徐大勇2，華一崑1，方志坤3，邱昌桂4，高輝4，何邦華*1

1.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司技術中心，昆明市紅錦路367號 650231

2.中國煙草總公司鄭州煙草研究院煙草行業煙草工藝重點實驗室，鄭州高新技術產業開發區楓楊街2號 450001

3.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司昆明卷煙廠，昆明市紅錦路181號 650202

4.云南瑞升煙草技術（集團）有限公司，昆明市高新開發區海源北路1699號650106

為了解過熱蒸汽干燥機（HDT-FX）蒸汽注入位置對煙絲品質的影響，比較了兩種不同的蒸汽注入位置（膨脹單元Winnover和燃燒爐前的回風管）對加工煙絲的物理指標、常規化學成分、致香成分和感官質量等方面的影響。結果表明：①在膨脹單元注入蒸汽生產的煙絲樣品填充值較高，中絲率和短絲率較高；②在回風管注入蒸汽生產的煙絲樣品總揮發堿增量較大，中性致香成分損失較多；③在膨脹單元注入蒸汽生產的卷煙樣品香氣豐富性較好，清香和甜香凸顯，舒適性提升。

過熱蒸汽干燥機；蒸汽注入位置；煙絲；感官質量；化學成分

隨著中式卷煙特色工藝技術的發展，國內卷煙工業企業逐步采用氣流干燥設備（如HXD，SH9和HDT）和薄板干燥設備進行分組加工。針對氣流干燥工藝參數對設備和煙絲加工質量的影響研究較多［1-8］。通常，氣流干燥設備入口配置有HT回潮隧道、RCC回潮滾筒或內置蒸汽噴射膨脹裝置，用于快速提高煙絲的溫度和含水率。昆明卷煙廠選用德國HAUNI公司生產的HDT-FX型過熱蒸汽干燥機，可選擇在膨脹單元Winnover或回風管注入蒸汽。設備廠家僅提出蒸汽注入位置的更換會對煙絲的填充值產生影響，但是不同蒸汽注入位置對煙絲物理指標、化學成分和感官質量的影響趨勢未見報道。因此，選取昆明卷煙廠某牌號氣流模組煙絲進行試驗，研究兩種不同蒸汽注入位置對煙絲的物理指標、常規化學成分、致香成分和感官質量的影響，旨在為氣流干燥設備選擇合適的加工方式提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

昆明卷煙廠某牌號氣流模組煙絲。

HDT-FX型氣流烘絲機（德國HAUNI公司）；TM710型在線水分儀（美國NDC紅外技術公司）；MP150型紅外測溫儀（美國Raytex公司）；DHG-9070A型電熱鼓風干燥箱（上海一恒科技有限公司）；PL602-S型電子天平（感量：0.0001 g，瑞士Mettler-Toledo公司）；YDZ430型填充值測定儀、YQ-2型煙絲振動分選篩（鄭州煙草研究院）；BRAN-LUEBBE AA3+410連續流動分析儀（德國Seal Analytical公司）；6890N/5975N氣相色譜/質譜聯用儀（GC/MS），使用HP-5MS毛細管色譜柱（美國Agilent公司）；HY-A型振蕩器（金壇市金南儀器廠）；BD 50S消化器（英國Seal Analytical公司）；自制的同時蒸餾萃取裝置；R114旋轉蒸發儀（瑞士Buchi公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

HDT-FX過熱蒸汽干燥機正常運轉條件下，當選擇在回風管注入蒸汽時，Winnover膨脹單元耙釘內的蒸汽被關閉，燃燒爐前的回風管內蒸汽開啟；當選擇在Winnover膨脹單元注入蒸汽時，蒸汽從Winnover膨脹單元的中空耙釘內噴出，燃燒爐前的回風管內蒸汽關閉。試驗樣品分2批進行試驗，一批在Winnover膨脹單元注入蒸汽，得到樣品1（下同）；另一批在回風管注入蒸汽，得到樣品2（下同）。兩批試驗其他參數設定相同：工藝氣流溫度為（150±5）℃，蒸汽流量為（730±20）kg/h，工藝流量為（6500±500）kg/h，入口含水率為（19.1±0.3）%，出口含水率為（13.0±0.3）%。試驗過程在保證烘絲機出口煙絲含水率前提下采用自動反饋控制，通過調節工藝流量控制烘絲機出口煙絲含水率。

1.2.2 取樣方法

每批試驗穩定運行10 min后，在葉絲干燥設備入口、出口處每間隔5 min各取樣500 g，共取樣5次，樣品均勻混合后做好標識待檢。

1.2.3 物理指標測定

按照標準YC/T 31—1996，YC/T 152—2001，YC/T 178—2003規定的方法檢測烘絲機入口、出口煙絲的含水率、烘絲機出口煙絲填充值和煙絲結構。

1.2.4 常規化學成分分析

按照標準YC/T 159—2002，YC/T 160—2002，YC/T 161—2002，YC/T 162—2002和YC/T 217—2007規定的方法分別測定樣品中的總糖及還原糖、煙堿、總氮、氯和鉀含量。

1.2.5 致香成分分析

樣品前處理：將煙絲用粉碎機粉碎，過40目篩，所得煙末在溫度22℃，濕度60%的條件下平衡24 h，準確稱取平衡后的煙末樣品25.0 g，放入同時蒸餾萃取裝置中，采用二氯甲烷作為溶劑對煙末進行動態萃取2 h，所得提取物經無水硫酸鈉干燥后，于旋轉蒸發儀中濃縮至1.0 mL，加入50 μL乙酸苯甲酯（0.1 mol/L）的無水乙醇溶液，搖勻，采用GC/MS進行分析。分析條件為：

1.2.6 感官質量評價

在烘絲機出口按對應的時間間隔取樣3次，混合均勻后，用“四分法”縮減至1個樣品，將樣品貯存于溫度22℃、濕度60%條件下平衡48 h，采用同一卷煙材料卷制成評吸樣品。

感官評吸小組由14位評吸專家組成，選擇樣品1作為對照樣，采用對比評吸法，對樣品2的香氣特性（香氣質、香氣量、雜氣、透發性）、煙氣特性（勁頭、濃度、細膩性、順暢度）和口感特性（刺激性、津潤感、甜度、余味）變化方向和變化程度進行衡量。計分共5檔：-2，-1，0，+1，+2（其中“+”、“-”表示各項評吸指標的變化方向；“0”、“1”、“2”表示各項評吸指標的變化程度。）

2 結果與討論

2.1 物理指標

從兩次試驗烘絲后的煙絲結構及填充值的檢測結果（表1）可以看出，樣品1的填充值較高，達5.4 g/cm3。說明蒸汽注入Winnover膨脹單元，通過中空耙釘向煙絲瞬間噴射大量蒸汽的方式對煙絲填充值的改善作用優于向回風管道注入蒸汽。設備內置Winnover膨脹單元后，HDT氣流烘絲工序前不需要再配置回潮設備。同時，樣品1的中絲率和短絲率較高，但整絲率稍低，碎絲率偏高；樣品2的長絲率和整絲率較高。兩次試驗的出口含水率結果表明，烘絲機出口煙絲含水率及其標準偏差無明顯差異，均符合工藝要求。由于HDT氣流烘絲的煙絲纏繞主要出現在干燥管后段及旋風落料器中［9］，在烘絲機出口現場觀察，兩種蒸汽注入位置對煙絲結團無顯著影響。

表1 烘后煙絲物理指標檢測結果及出口含水率數據

2.2 常規化學成分

兩種不同蒸汽注入位置加工前后煙絲常規化學成分分析結果見表2。從表2可知，樣品1與樣品2的總糖和還原糖含量與烘絲前相比均有小幅下降，樣品2的下降幅度較大；總揮發酸含量與烘絲前相比均有明顯升高。樣品1與樣品2的變化差異主要體現在總植物堿和總揮發堿上，樣品1的總揮發堿較烘絲前減少了21.1%，而樣品2則增加了5.3%。煙草中總揮發堿的含量直接影響卷煙的口感特性，總揮發堿含量高則煙氣刺激性強，煙味苦而辛辣［10］。因此，不同蒸汽注入位置可能影響氣流干燥煙絲的口感特性，如刺激性、余味等；選擇在Winnover膨脹單元注入蒸汽更有利于降低氣流干燥煙絲的刺激性、提升口腔的舒適性。

表2 不同蒸汽注入位置加工前后煙絲常規化學成分（%）

表3 不同蒸汽注入位置加工前后煙絲致香物質

2.3 致香物質

將兩次試驗烘絲后及烘絲前的煙絲樣品進行致香成分分析，共檢測出76種物質，均為煙草本身含有的致香成分，將其按官能團進行分類，結果見表3。以烘絲前樣品致香物質為對照，計算其相應的變化率。從表3可知，除酸類和雜環類物質，樣品1與樣品2的其他幾類致香物質總量變化趨勢相反，樣品1的幾類致香物質含量均不同程度地增加，尤其是酸類、酯類及醇類的含量顯著增加，而樣品2僅有酸類顯著增加，雜環類少量增加，其余幾類致香物質含量均少量降低。

根據中性致香成分檢測結果，并結合相關文獻［11-12］報道，選擇了3種美拉德反應產物、3種類西柏烷降解產物、4種苯丙氨酸降解產物、10種類胡蘿卜素降解產物和1種葉綠素降解產物作為分析對象。不同蒸汽注入位置干燥后煙絲主要致香前體物降解產物含量的變化趨勢見表4。由表4可知，樣品1除美拉德反應產物和苯丙氨酸降解產物有微弱降低外，其余類別降解產物均不同程度升高；樣品2所有類別的降解產物總量均有不同程度的降低，在20種降解產物中，僅有β-紫羅蘭酮高于樣品1。此外，對烤煙香味貢獻較大的物質如糠醛、糠醇、5-甲基糠醛、苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛、大馬酮、二氫獼猴桃內酯、巨豆三烯酮、新植二烯等，樣品2比樣品1的損失量大。致香成分的兩種分類方式均顯示樣品2致香成分含量較樣品1偏低。造成上述致香成分含量差異的原因可能是，選擇在回風管注入蒸汽時，一方面煙絲未經膨脹單元的增溫增濕過程，樣品2的入口溫度和含水率較低；另一方面蒸汽與高溫氣體混合后，回風管內的工藝氣體溫度升高，傳熱傳質效率提高，樣品2的出口溫度高于樣品1。因此，樣品2的加工強度更大一些。同時，過高的溫度也造成部分揮發性致香成分大量散失，從而使樣品的風格特征發生改變。

2.4 感官質量

以樣品1為對照，樣品2的感官質量評價結果如圖1所示。由圖1可知，樣品2在勁頭、濃度和順暢度等煙氣特性方面較樣品1有所改善，但香氣的質感和量略顯不足，刺激性略大；樣品1的清香和甜香較為突出，余味干凈。

結合樣品的常規化學、致香成分分析結果可知，樣品1中的葉綠素降解產物和類胡蘿卜素降解產物含量較高，新植二烯、茄酮、巨豆三烯酮、大馬酮和金合歡基丙酮等均具有清香或甜香的香氣特征［13-15］，清香和甜香更為突出，香氣的豐富性和層次感增加；樣品2的總揮發堿含量較高，致香成分損失較多，香氣單調而刺激性偏大，余味發苦。

表4 不同蒸汽注入位置加工前后中性致香成分

圖1 不同蒸汽注入位置加工后葉絲感官質量對比

3 結論

不同蒸汽注入位置對烘后煙絲的物理指標、化學成分和感官質量均有一定的影響：①在Winnover膨脹單元注入蒸汽干燥后，煙絲的填充值較高，但整絲率稍低、碎絲率偏高；在回風管注入蒸汽干燥后，煙絲的長絲率和整絲率較高；②不同蒸汽注入位置對干燥后煙絲中總揮發堿含量影響差異顯著，在Winnover膨脹單元注入蒸汽干燥后煙絲中總揮發堿含量明顯減少；③在Winnover膨脹單元注入蒸汽干燥后煙絲中各類致香物質均增加，而在回風管注入蒸汽干燥后煙絲中除酸類和雜環類物質外，其余致香物質的量均不同程度減少；④在Winnover膨脹單元注入蒸汽干燥后，樣品的清香和甜香較為突出、余味干凈；在回風管注入蒸汽干燥后樣品的煙氣特性得到改善，但香氣質和香氣量略顯不足，刺激性較大。

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Effects of Steam Inlet Position on Quality of Pneumatically Dried Cut Tobacco

LIU Jihui1，ZHU Yong1，SHEN Xiaofeng1，XU Dayong2，HUA Yikun1，FANG Zhikun3，QIU Changgui4，GAO Hui4，and HE Banghua*1
1.Technology Center，HongyunHonghe Tobacco（Group）Co.，Ltd.，Kunming 650231，China
2.Key Laboratory of Tobacco Processing Technology of CNTC，Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC，Zhengzhou 450001，China
3.Kunming Cigarette Factory，HongyunHonghe Tobacco（Group）Co.，Ltd.，Kunming 650202，China
4.Yunnan Reascend Tobacco Technology（Group）Co.，Ltd.，Kunming 650106，China

In order to investigate the effects of steam inlet position in superheated steam drier HDT-FX on the quality of dried cut tobacco，two positions（expansion unit Winnover and the recirculated air duct to the combustion chamber）were tested and the physical indexes，routine chemical components，aroma components and sensory quality of dried cut tobacco were compared.The results showed that：1）the filling value of and the proportions of middle and short strands in dried cut tobacco were higher when steam was introduced into the expansion unit；2）the total volatile bases’increment increased，while more neutral aroma components decreased in dried cut tobacco when steam was introduced into the recirculated air duct；3）the cigarette made of cut tobacco dried by steam introduced into the expansion unit featured better aroma abundance，enhanced fresh aroma and sweet aroma，and improved comfortableness.

Superheated steam drier；Steam inlet position；Cut tobacco；Sensory quality；Chemical component

TS432，TS411.1

B

1002-0861（2014）11-0010-05

紅云紅河集團科技項目“葉絲干燥技術在‘云煙’品牌中的應用研究”（HYHH2012GY08）。

劉繼輝（1983—），碩士，工程師，主要從事煙草生物技術及卷煙工藝等研究。E-mail：bobbyrna@sina.cn；*

何邦華E-mail：hehua76@126.com

2014-05-14

責任編輯：周雅寧E-mail：zyn0626@126.com

電話：0371-67672778