不同地區主栽烤煙品種的力學與打葉特性分析

婁元菲，楊雨波，歐明毅，張亞恒，張力元，潘俊閩，張玉海

(1.貴州中煙工業有限責任公司，貴州 貴陽 550009：2.鄭州煙草研究院煙草行業煙草工藝重點實驗室，河南 鄭州 450001)

打葉復烤是卷煙工業生產原料的重要加工過程，其作為卷煙生產的“第一車間”，對原料質量起著至關重要的作用[1-2]。品種是煙葉生產發展和卷煙工業賴以生存的基礎[3]，卷煙生產需要多區域、多品種、多風格的卷煙原料，而不同的烤煙品種對不同生態區域有不同的適應性[4]。近年來，根據卷煙品牌的需求，合理進行烤煙品種布局，充分利用自然資源是提高卷煙煙葉原料和卷煙產品品質與穩定性的重要措施[5]。河南許昌、福建三明、貴州畢節是卷煙原料的重要生產基地，其主栽烤煙品種的物理質量和打葉特性對于穩定片煙質量具有重要影響。筆者等對河南許昌、福建三明、貴州畢節主栽的烤煙品種力學特性和打葉特性進行評價和比較，以期為工業企業合理利用煙葉原料提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

煙葉：分別為中煙100(河南許昌)、翠碧1號(福建三明)和韭菜坪2號(貴州畢節)的C3F煙葉。

儀器與設備：TA.XTPlus質構儀(英國Stable Micro System公司)，QCDS-43葉片檢測機(美國MacTavish)，CJ201葉片振動分選篩(鄭州煙草研究院)，QCST-33葉中含梗測定儀(美國MacTavish)，CA14葉中含梗檢測機(北京長征高科技公司)，DHG-9623A電熱恒溫鼓風干燥箱(上海精宏試驗設備有限公司)，天昌復烤廠6 000 kg/h打葉線，龍巖金葉復烤有限責任公司12 000 kg/h打葉線，畢節復烤廠12 000 kg/h打葉線。

1.2 煙葉力學特性測定

煙葉粘附力、剪切力、拉力、穿透力等力學特性指標按照文獻[6]和[7]中的方法進行測定。煙片結構、葉中含梗率按照文獻[8]規定的方法進行。

結合各產區煙葉原料的物理特性和各復烤廠工藝特點，將3個產區煙葉二潤出口水分設定為18%；河南許昌中煙100一打打輥轉速設定為38HZ，二打打輥轉速設定為33HZ；貴州畢節韭菜坪2號一打打輥轉速設定為31HZ，二打打輥轉速設定為27HZ；福建三明翠碧1號一打打輥轉速設定為45HZ，二打打輥轉速設定為36HZ(表1)。

表1 3個產區主栽品種 C3F煙葉主要打葉參數Table 1 The main processing parameters of C3F tobacco leaves of main cultivars in three producing area

2 結果與分析

2.1 煙葉力學特性

煙葉粘附力主要與其油分相關，油分越充足，粘附力越大，持水能力越強；煙葉剪切力主要與其厚度、疏松程度相關，煙葉越厚、越緊密剪切力越大；煙葉拉力、穿透力主要與其韌性相關，韌性越好拉力、穿透力越大。從圖1可知：河南許昌中煙100煙葉的粘附力、拉力、穿透力略小，剪切力較大，說明河南許昌中煙100身份較厚，煙葉持水能力略欠，煙葉韌性較差；貴州畢節韭菜坪2號煙葉拉力、穿透力、剪切力略小，粘附力略大，說明貴州畢節韭菜坪2號煙葉身份略薄，煙葉持水能力較好，煙葉韌性較差；福建三明翠碧1號煙葉粘附力、拉力、穿透力略大，說明福建三明翠碧1號煙葉身份中等至略厚，煙葉持水能力略強，煙葉韌性較好。

圖1 不同產地煙葉品種的力學特性指標Fig.1 Index of mechanics character of tobacco leaves in three producing area

2.2 煙片結構

從圖2看出，河南許昌中煙100、貴州畢節韭菜坪2號、福建三明翠碧1號打后煙葉大片率(>25.4 mm)、中片率(12.7～25.4 mm)；小片率(6.35～12.7 mm)、碎片率(2.36～6.35 mm)和碎末率(<2.36 mm)的差異。

2.2.1 煙葉大中片率 河南許昌中煙100大中片率最低，為84.48%；貴州畢節韭菜坪2號大中片率次之，為86.48%；福建三明翠碧1號大中片率最高，為86.83%。各產地主栽品種煙葉相比，福建三明翠碧1號煙葉在較高打輥轉速情況下耐打性較好，而河南許昌中煙100和貴州畢節韭菜坪2號的耐打性較差，說明在煙葉粘附力基本相同的情況下，煙葉的拉力和穿透力越大煙葉的韌性就越好，煙葉的耐打性也越好。河南許昌中煙100和貴州畢節韭菜坪2號相比，河南許昌中煙100大片率和大中片率略低，中片率略高；貴州畢節韭菜坪2號大片率和大中片率略高，中片率略低。這主要是由于煙葉的粘附力和剪切力差異造成的，煙葉粘附力越大，煙葉持水能力越強，打葉過程中的造碎越小；煙葉剪切力越小，煙葉身份越薄，煙葉在一打的風分效率越高，進入后續階段打葉的煙葉原料越少，打葉過程中的造碎越小。

圖2 不同產地煙葉的煙片結構Fig.2 Structure of tobacco leaves in three producing area

2.2.2 煙葉小碎片(末)率 河南許昌中煙100的小碎片(末)率最高，為15.51%；貴州畢節韭菜坪2號小碎片(末)率次之，為13.52%；福建三明翠碧1號小碎片(末)率最低，為13.17%。其中小片率、碎末率較其他2個品種煙葉明顯偏低。3個產地主栽品種煙葉相比，福建三明翠碧1號煙葉耐打性較好，河南許昌中煙100和貴州畢節韭菜坪2號煙葉耐打性較差，這主要是由煙葉的韌性差異造成。河南許昌中煙100和貴州畢節韭菜坪2號相比，韭菜坪2號煙葉的小片率較低、碎片率明顯偏低，這主要是由兩者剪切力和粘附力差異造成的，剪切力越大打輥轉速越高，造碎越大；粘附力越大，煙葉油分越充足，煙葉的吸水性和持水性越好，造碎越小。

2.3 葉中含梗率

由圖3可知，貴州畢節韭菜坪2號葉中含梗率最高，河南許昌中煙100次之，福建三明翠碧1號葉中含梗率最低。這主要是由三者打棍轉速差異造成的，福建三明翠碧1號煙葉韌性較好，打輥轉速較高，打后煙片葉中含梗率最低；河南許昌中煙100煙葉韌性較差，剪切力較大，打輥轉速居中，打后煙片葉中含梗率次之；貴州畢節韭菜坪2號煙葉韌性較差，剪切力較小，打輥轉速最小，打后煙片葉中含梗率最高。

圖3 不同產地煙葉的含梗率Fig.3 Stem percentage of tobacco leaves in three producing area

3 結論

煙葉原料打葉特性是其自身物理特性的綜合反映，在打葉復烤加工過程中僅考慮煙葉原料厚度和拉力并不能為打葉參數設定提供充分依據。粘附力是反映煙葉吸水和持水能力的重要指標，可為打葉水分的設定提供依據；剪切力是反映煙葉厚度的重要指標，可為打葉與風分參數的設定提供依據；拉力、穿透力是反映煙葉韌性的重要指標，可為打葉參數的設定提供依據。研究結果表明，河南許昌中煙100煙葉的粘附力、拉力、穿透力略小，剪切力較大，煙葉韌性較差，身份較厚，打葉打輥轉速中等偏高，打葉耐打性較差，煙葉造碎較為明顯，打后煙片葉中含梗率略高。貴州畢節韭菜坪2號煙葉拉力、穿透力、剪切力略小，粘附力略大，煙葉韌性較差，油分略多，打葉打棍轉速中等偏低，打葉耐打性較差，煙葉造碎略為明顯，打后煙片葉中含梗率較高。福建三明翠碧1號煙葉粘附力、拉力、穿透力略大，煙葉韌性較好，打葉打輥轉速較高，打葉耐打性較好，煙葉造碎較小，打后煙片葉中含梗率較低。