东南多雨烟区烤烟散叶插签烘烤技术探讨

2014-12-14李立新黄锡春高方圆曹林玉刘敏华

江西农业大学学报 2014年5期

李立新，黄锡春，高方圆，刘勇，曹林玉，刘敏华

(1.江西省烟叶科学研究所，江西南昌 330025;2.江西省赣州市烟草公司信丰分公司，江西信丰 341100)

烘烤是烤烟生产的关键环节［1］，且受各种因素的控制［2］。随着我国社会经济形势的发展，密集烘烤逐步从国外引进、落地并发展，散叶烘烤等技术也随之引进消化。1958 年美国成功研究了“烟叶堆积烘烤”新工艺由于它改变了传统绑竿方式而采用烟夹装烟，受到世界各烟草生产国的重视，自20 世纪印年代以来，堆积式烤房在美国、巴西、加拿大、日本等国烤烟生产中得以大量推广应用［3］。2001 年，黑龙江省引进巴西的散叶烘烤设备，开发研究了适合当地条件的散叶烤房及配套烘烤技术［4］。2003 年贵州遵义研制成功了“散叶堆积式烤房”并在生产中对配套烘烤技术进行试验研究和推广应用［5］。2006 年湖南农业大学对散叶烘烤密集烤房装烟室的温湿度状况及气流规律进行了系统的研究［6］。目前，国内散叶烘烤技术按装烟方式划分为4 类，即箱式散叶装烟、散叶烟筐装烟、散叶插签装烟和散叶堆积装烟式［7-9］，综合比较以散叶插签装烟方式应用面更广，该项技术在西南烟区和北方烟区整体效果较好［10-14］。目前，国内大多烟区均在示范推广散叶烘烤技术，烘烤工艺主要参照贵州省烟草科学研究院牵头制订的散叶烘烤技术规程［15］执行。江西省地处我国东南多雨地带，天气状况和烟叶烘烤特性与其他烟区差异较大，适合多雨生态条件下的散叶烘烤技术有待研究，散叶烘烤应用效果还有待发掘。本研究结合本省推广气流下降式密集烤房的现状和生态特点，在散叶插签烘烤的基础上围绕烘烤工艺等方面开展了系列对比试验和系统调查，旨在为制定本省散叶插签烘烤技术体系，提高烟叶集约生产水平提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试条件

试验在江西省信丰县进行。参试气流下降式密集烤房2 座，2010 年建造，装烟室内空8 m×2.7 m×3.5 m，可装烟3～4 层［16］。耐腐蚀金属炉膛、散热器，散煤立式炉膛，炉体内径70 cm，下设炉条和灰炕。散热器采用3-3-4 换热管横列结构。配套7 号风机，风筒直径70 cm，内置电动机直联结构，转速1 440 r/min时风量15 000 m3/h 以上，配套4/6 极三相变极调速电动机。参试烟农种植面积6.67×104m2，供试品种为云烟87，所属烟田田间管理规范，烟叶发育正常，长势均衡一致、少病、分层落黄明显。试验期间其中4×104m2用于散叶插签装烟，其余用于挂杆烘烤。

1.2 试验设计

散叶烘烤在省内尚处于起步阶段，试验之初制定方案过程中吸取周边多雨烟区的教训，存在下部叶装烟3 层风险性较大的顾虑，故烘烤工艺对比试验中烘烤下部叶时装烟2 层，烘烤中部和上部叶时装烟3 层，同时开展下部叶不同装烟层数对比试验。

表1 烘烤工艺对比试验处理设置Tab.1 The treatment set of the baking process

1.2.1 散叶插签烘烤不同烘烤工艺对比试验按烟叶着生部位不同进行了2 次对比试验，下部和中上部叶按烘烤工艺不同各设2 个处理，烘烤下部叶时装烟2 层，进行中上部叶对比试验时装烟3 层，每层装烟1 500 kg，处理设置见表1。

1.2.2 下部叶不同装烟层数对比试验下部叶烘烤阶段，在单层装烟量均为1 500 kg/层的基础上，按装烟层数的不同设2 个处理。烘烤工艺按1.2.1 下部叶烘烤工艺对比试验中处理X2执行，两处理风机运行在干球温度36 ℃及之前使用低档，之后直到停火用高档，停火后风机低速运行。

处理X3:装烟2 层，每层装烟1 500 kg。处理X4:装烟3 层，每层装烟1 500 kg。

1.3 试验实施

1.3.1 试验烤房改造(1)原装烟结构改造为4 层，底层高0.5 m，层距0.8 m。拆除原有挂烟梁，在两边墙体安装5 号角铁做挂烟梁，中间用方钢制作装烟梁和立柱。(2)装烟室两边墙体增设插签固定条，采用镀锌方管制作，在高于每层装烟梁0.3～0.4 m 处，将固定条固定在墙面。为便于调节高度，活动安装固定条。(3)按烤房宽度各层每0.3 m 安放1 根插签方杆，每座烤房81 根。插签方杆采用铝材方管制作，长2.68 m、宽2 cm、高4 cm，其上每隔10 cm 开一个插签孔。插签就地取材用竹质材料制作，总长40 cm。(4)分风隔板外框不锈钢结构，内部竹木结构，分风空隙50%，长1.35 m、宽0.4 m。每座烤房120 块。同时，检修炉膛、换热器、房顶和墙体，加强烤房的密封性。

1.3.2 烟叶采收和装烟配烤采收。严格按照标准采收烟叶，剔除鲜烟素质较差的烟叶。统一采用散叶插签方式装烟，按各项试验设计确定装烟量，装烟时力求均匀。

装烟。先将分风板平放在装烟支架上，把烟叶轻轻抖散，再双手握住距叶尖1/3 处，叶柄向下、叶尖向上堆放于分风板上，以自然堆紧不过度挤压为宜。每隔300 mm、距叶尖由上往下15 cm 平行安装插签方杆，当方杆内装满烟叶后，在固定方杆上每100 mm 插签固定烟叶。插签高度做到与叶片整体长度相匹配，以距叶尖15 cm 为宜。当一块分风板堆满烟叶后，再摆放另一块分风板。每层及方杆之间装满烟叶、不留空隙。插签方法:一般插在方杆洞内，确保插至对面方杆之上，也可在方杆上按预定距离插签，确保插到对面方杆之上，类似把烟叶“抬”或“架”起来。

1.4 观察记载

烘烤过程中记录干球温度、湿球温度和烟叶变黄程度和失水状态等。烘烤后，记载各烤次烟叶总重量，把装烟室各层从装烟室门向内第3 块、第13 块和第23 块分风板上的烟叶作为标记烟叶，单独存放，记录烟叶分级数据和烟叶单叶重，统计烟叶均价、产值等，并选混合样品2 kg 进行综合评价。同时，调查参试烟农挂杆烘烤综合情况，综合比较散叶插签各烤次装烟配烤、下烤清级等环节用工情况和主要经济性状，分析散叶插签烘烤的整体表现。

2 结果与分析

2.1 散叶插签烘烤不同烘烤工艺对比试验主要结果

2.1.1 不同烘烤工艺对烤后烟叶分组的影响两处理烤后烟叶均能顺利出烤，外观表现差异不明显。表2 可知，下部叶正组烟叶处理X1桔黄烟比例高于处理X2，柠檬黄烟叶X2高于X1，正组烟叶X2处理比X1处理高6.33%。副组烟叶中，杂色烟、青黄烟和副组烟叶总量均以X1处理高于X2处理。处理X1有青黄烟叶产生，与烘烤过程前期升温速度偏快有关。中上部叶桔黄烟叶比例以CB2高于CB1，但柠檬黄烟叶CB1高于处理CB2，两处理杂色烟叶比例相当，正组烟叶和副组烟叶比例处理间比较均无明显差异。

中国有2.9亿心血管病患者，住院费用超过705亿元。每5个中国成年人，就有1名心血管病（CVD）患者。城乡居民疾病死亡构成比中，CVD占首位。严峻的防控形势，使得心脑血管疾病成为“健康中国2030”的最大挑战。在全国如此严峻形势之下，我们将透过一系列大数据分析以及立足自身团队进行的人群流行病学调查，评述江西省心血管疾病现况，为江西省心血管疾病防控事业不懈求索。

2.1.2 不同烘烤工艺对烤后烟叶主要经济性状的影响由表3，下部叶均价、单叶质量、上等烟和上中等烟均表现为处理X2＞X1。而中部叶除均价处理X2略低于X1外，其余各性状均以X2处理较高。整体上处理2 烟叶主要经济性状的相对较好，说明散叶插签烘烤中变黄阶段38 ℃稳温时间稍短、湿球控制在35 ℃，40～42 ℃稳温时间较长，湿球35 ℃，定色-干筋阶段湿球温度相对较高有利烟叶经济性状的提高。

表3 不同烘烤工艺烤后烟叶主要经济性状对比Tab.3 Comparing the economic traits of tobacco leaf under different curing technology

2.1.3 不同烘烤工艺对烤后烟叶主要化学成分的影响烤后烟叶样品主要化学成分分析结果见表4，大多数指标均在优质烟叶范围内。下部叶烟碱、总糖、还原糖和总氮比例均以处理X2表现较好。中部叶两处理烟碱含量均偏高，可能与鲜烟素质有关。总糖、还原糖和钾、氯含量CB2更趋近优质烟含量要求范围，糖碱比、氮碱比和K/Cl 比也以CB2更趋协调。总体而言，38 ℃和42 ℃作为烟叶变黄阶段最重要的两个变黄关键点，在散叶插签烘烤中也同样适用。综合本试验烟叶变化过程的协调性看，38 ℃时稳温时间稍短，40～42 ℃适当延长稳温时间，更有利于烟叶变黄和失水的协调性。

表4 不同烘烤工艺烤后烟叶主要化学成分对比Tab.4 Comparing the chemical components of tobacco leaf under different curing technology

表5 下部叶不同装烟层数烘烤成本对比Tab.5 Comparing the baking cost of lower leaves under different loading layers

2.2 下部叶不同装烟层数对比试验主要结果

2.2.1 下部叶不同装烟层数对烘烤燃煤成本的影响由表5 可知，装烟3 层处理装烟量系装烟2 层的1.5 倍，能够有效增加烤房容量。烘烤总时间处理X3长于X4，单位时间耗煤量也以X3处理更高，与其装烟量更多有关。装烟层数不同的两处理间耗煤量差异较大，处理X4每千克干烟耗煤量为1.76 kg，是处理X3的1.368 倍，表明在下部叶烘烤时，装烟3 层更有利于节省燃煤成本。

2.2.2 下部叶不同装烟层数对烤后烟叶外观质量和主要经济性状的影响表6 可知，装烟3 层处理桔黄烟叶比例和正组烟叶比例相比较高，而装烟2 层的处理柠檬黄烟叶、杂色烟叶比例和副组烟率更高，与其装烟量偏少导致通风量偏高内在养分消耗偏多有关。装烟量更高的处理X3烤后烟叶鲜干比低于X4，烤后烟叶均价和上中等烟比例也高于X4处理0.2 元/kg 和1.07%，单叶重和上等烟比例略低于X4。

表6 下部叶不同装烟层数烤后烟叶主要经济性状对比Tab.6 Comparing the economic traits of lower leaves under different loading layers

试验还对烤后烟叶主要化学成分进行了分析，发现大多数化学成分指标均达或接近优质烟叶指标，装烟层数对烤后烟叶化学成分的影响不大。

2.3 散叶插签烘烤与挂杆烘烤对比情况

2.3.1 不同装烟方式对装烟量和主要经济性状的影响表7 中的挂杆烘烤下部、中部和上部装烟量分别以340 杆、360 杆和390 杆计算。散叶插签烘烤装烟量下部、中部和上部分别高于挂杆烘烤841，1 296，1 420 kg，增幅达39.0%、40.4%和44.1%。散叶插签烘烤装烟量相对较大，烘烤过程耗时普遍长于挂杆烘烤，每千克干烟耗煤量相对更高。鲜干比方面，对于正常出烤的烟叶，烟叶身份有所降低，散叶插签烘烤三个部位的烟叶鲜干比更高，特别是下部叶烤后烟叶颜色偏淡，鲜干比偏高。均价方面挂杆烘烤以实际收购价格计算，散叶插签烘烤严格按现行42 级制国标分级计算，由于该种装烟方式烟叶烘烤过程中叶尖弯曲，烤后烟叶“看相”差，在现行收购标准下，不能全面体现其在油分、色度等方面的优势，导致其总体均价偏低。在此基础上，综合统计上中等烟比例，挂杆烘烤高于散叶插签烘烤。

表7 不同装烟方式烘烤效果综合比较Tab.7 Comparing the effect of baking under different loading method

2.3.2 不同装烟方式对装烟配烤及下烤清级人工成本的影响表8 中的散叶插签下部、中部和上部装烟量分别按3 037.5，4 456.25，4 320 kg 计算，挂杆烘烤按相同部位散叶插签装烟量折算，每杆鲜烟重分别为6.35，8.90，8.25 kg，且挂杆烘烤装烟配烤工时中包括3 个上烤工时。经比较，两种装烟方式在装烟配烤方面人工成本差异较大，散叶插签装烟配烤及下烤清级人工成本高于挂杆烘烤。

表8 不同装烟方式装烟下烤清级扎把人工成本比较Tab.8 Comparing the labor costs after the end of the baking under different loading method

在装烟配烤方面，按同等装烟量计算，挂杆烘烤装烟配烤耗时要长于散叶插签装烟方式，但装烟配烤人工成本不管是下部叶，还是中部叶和上部叶，都是插签烘烤高于挂杆烘烤。究其原因，挂杆烘烤聘请年长的女工编烟且在烤房外操作，按杆计价，每杆0.7 元，平均每小时编烟8.42 杆，折合每小时5.9元。而散叶插签配烤必需在烤房内操作，聘用青壮年劳动力装烟，按时间计价，每小时9 元。据统计，插签装烟时，装满每个方杆间的烟叶需要7.5 min，其中装烟4～5 min，插签2.5～3 min。

散叶插签方式下烤较慢，每千克干烟叶下烤成本普遍高于挂杆烘烤，是由于该种装烟方式烤后烟叶叶尖倒伏卷曲，下烤过程中不仅要理顺烟叶，还要拔除插签，不但费工费时，且导致烟叶损耗增加。下烤后两种烘烤方式均聘请年长女工清级扎把。挂杆烘烤按杆计价，每杆0.6 元，每小时下竿7.826 竿，折合每小时清级扎把用工单价为4.70 元;而由于散叶烘烤烤后烟叶凋萎倒伏，烤后烟叶缩在一起，分级难度增加，清级扎把用工价格按每小时5.0 元计算。在此基础上，综合分析两种装烤方式下烤和清级用工成本(表8)，发现散叶插签烘烤人工成本更高。总体核算结果是，挂杆烘烤下烤、清级费用散叶插签烘烤下部叶、中部叶和上部叶每公斤干烟分别高于挂杆烘烤0.26 元、0.34 元、0.22 元。

表9 插签烘烤与挂杆烘烤主要化学成分对比(中部叶)Tab.9 Comparing the chemical components of inserted baking and hanging rods baking(middle leaves)

2.3.3 不同装烟方式对烤后烟叶主要化学成分的影响从对两种装烟方式中部叶主要化学成分分析结果看(表9)，散叶插签烘烤和挂杆烘烤烤后中部叶所测定的化学成分指标均在或接近优质烟叶范围内，散叶插签烘烤烤后为烟叶各项指标高于挂杆烘烤，且糖碱比、氮碱比和K/Cl 比等均高于挂杆烘烤，内在化学成份更趋协调。

2.3.4 挂杆烘烤密集烤房散叶插签装烟方式改造成本综合本试验参试烤房改造情况(表10)，试验烤房散叶插签改造成本4 777元，加上分风隔板6 960元的购置成本，每座烤房现有改造成本达11 737元。由于参试烤房已安装与装烟室等宽的保温大门，且未制作回风档板，如果加上两项改造内容，全部改造成本单座烤房应会达到15 000元。

表10 散叶插签装烟结构改造成本统计表Tab.10 The cost statistics of reform the bulk curing barns structure for loose-leaf loading

3 小结与讨论

综观信丰烘烤季节雨水偏多的条件下烘烤试验结果，合理控制装烟密度、合理控制烘烤操作，散叶插签装烟烘烤方式能够实现烟叶顺利出烤，部分烟叶特别是对于中上部叶烤后质量有所改善，特别是在油份、色泽等方面体现出优势。应用散叶插签装烟方式，烤房容量有效提高，一定程度上能够节省劳动力数量，但实际人工成本高于普通挂竿烘烤。

在本文散叶插签烘烤条件下，装烟3 层不但能够充分利用烤房空间、有效提高烤房容量，有效节省烘烤成本，而且更在烘烤过程中更易于控制温湿度，更有利于烟叶外观质量的形成。在烘烤工艺方面，综合烟叶变化过程的协调性看，在散叶插签条件下，38 ℃时稳温时间适度，40～42 ℃适当延长稳温时间，更有利于烟叶变黄和失水的协调性，更有利于烟叶内在质量的形成。

通过本试验，散叶烘烤整体据有一定的优质潜势，但还有一些问题需要加以解决:

(1)在合理插签保证烟叶不倒伏的前提下，烟叶能实现顺利出烤，中上部叶烤后烟叶质量整体较好，综合性状较好，与前人研究结果相一致［12，14］。但不容忽视的是，各部叶的烤后烟叶鲜干比偏大，特别是下部叶烤后颜色偏淡，身份偏薄，整体质量尚待提高，是进一步开展散叶烘烤亟待解决的重要课题。

(2)本试验表明，散叶插签烘烤装烟过程能够减少人工数量，这与齐飞等［14］研究结果相类似。但总体装烟下烤运行成本有所差异，主要原因在于齐飞等主要针对K326 的上部叶开展对比试验，而本文综合对云烟87 的下部和中上部叶进行分析，且试验过程中不同装烟方式聘用劳动力的素质不同，必然导致用工成本的不同，加之插签过程繁锁，烟叶倒伏、卷曲，清理难度加大，烤后严格按国标进行清理分级，这些都是导致实际人工成本偏高的重要原因。

(3)从烘烤实践看，散叶烘烤合理装烟，保证有序倒伏，烤后烟叶可以与挂杆烘烤相媲美。在散叶插签条件下，如何保证烟叶不倒、直立，关键是要做到均匀装烟、正确插签，确保叶尖有序倒伏。但插签烘烤存在插签用工多、烤后烟叶清理难度加大，实际人工成本偏高，且装烟过程中有掉叶、破损和主脉基部断裂比例高于挂杆烘烤等问题，产量损失增大，不利于该技术的进一步推广。如何在确保烟叶有序倒伏的前提下，实现轻松装烟下烤和减少产量损失等问题，是进行散叶烘烤的又一关键矛盾。

(4)本试验对散叶烘烤工艺进行了初步探讨，效果初步显现。但是江西地处我国东南，烘烤季节特别是烘烤中下部叶片时，雨量大、空气湿度大、烟叶含水量大，其烘烤工艺具有一定的特殊性。理应在本试验基础上，进一步开展散叶烘烤工艺研究，摸索出适合本省生态条件的散叶烘烤工艺，特别是关于不同关键温度点湿球温度的确定。

(5)散叶烘烤烤后烟叶虽然在色度、油分、色泽等方面有所改善，但现有国家烟叶收购标准主要针对挂杆烘烤，没有针对散叶烘烤的收购标准，只能按挂杆烟叶收购标准收购，导致其综合价格偏低。只有针对散叶烘烤烟叶制订收购标准，才能有效反映出其整体质量，促进该项技术的顺利发展。如果实现散叶烘烤条件下，试行不进行清级扎把的整体拍卖收购制度，其人工成本会大幅度降低，理应更有利于该项技术的顺利发展。

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