不同机械调控方法和贮存楼层对片烟养护的影响

郑 好，赵宝良，邓 丹，郭学卫

（1.武汉乐道物流有限公司，武汉 430000；2.武汉东昌仓贮技术有限公司，武汉 430074）

贮存片烟的自然醇化是在适宜的环境条件下经过连续的生物化学反应，烟叶质量得到改善的过程。此过程主要取决于环境温度、相对湿度和空气含氧量［1］。武汉市夏季高温高湿天气对于烟叶的自然醇化带来不利的影响［2，3］，因此开启空调或除湿机进行降温除湿，但温度设定过低（25 ℃左右），烟叶原料会因为进出库所处的环境温度差异过大造成烟叶结露现象，给烟叶带来很大的霉变风险，且对于仓库能耗的消耗巨大。烟叶仓储过程中如何既能保证和改善烟叶的醇化质量还能节能降耗成为烟叶仓储养护所关注的焦点［4，5］。

对于片烟的自然醇化，相对于自然养护法，低排放机械调控法的烟叶外观质量、感官质量评价更优，更有利于烟叶化学品质的转化和烟叶内含物的醇化，且可实现烟叶仓贮养护期间的“防虫防霉＋养护调质＋节能减排”三大功能，目前该技术已在湖北、广东、河北、上海、浙江等地得到了很好的应用和推广，形成了养护规范和体系［6，7］。因此，基于行业标准YC/T 300—2018《片烟贮存养护自然醇化法》中以密封垛位为养护单元的低排放机械调控贮存养护技术［8］，采用3 种机械调控方法（整仓除湿、1 次/周密封烟垛除湿、1 次/2 周密封烟垛除湿）在武汉乐道物流有限公司仓库养护不同楼层的片烟原料，以期探索更好的烟叶醇化路径、提升烟叶醇化质量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2018 年云南曲靖144 等级片烟和2018 年贵州毕节446 等级片烟。

1.2 试验设计

试验于 2019 年 12 月至 2021 年 10 月在武汉乐道物流有限公司B 栋仓库实施。采取分区设计，以3种机械调控方法为主区：整仓除湿、1 次/周密封烟垛除湿、1 次/2 周密封烟垛除湿，分别标记为 T0、T1、T2；以 4 个楼层为副区：B 栋的 1、2、3、4 楼。每个处理设置2 次重复，每次重复设置2 个垛位（长×宽×高=9.6 m×1.5 m×3.0 m），每个垛位堆放72 箱片烟。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 醇化环境记录 仓间温湿度：在每个仓间中部安装温湿度计；垛内温湿度：在机械调控烟垛垛中距地20 cm 左右的位置设置温湿度自动检测装置；箱温：在垛位两角和垛位中部（过道左手第1 排、第4排、第6 排）各层烟箱设置自动箱温检测探杆，每垛共12 个。

1.3.2 水分检测 对每个处理烟垛，每次选取垛头靠近过道右侧并放置箱温检测探杆的第1、4 层高的2 个烟箱，采用“五点取样法”在每个烟箱的表层和中心各取1 份样品，将4 份样品混匀后检测水分。在垛位码放前完成初始水分检测，之后每4 个月检测1次，共完成6 次检测。

1.3.3 化学成分检测 检测指标包含：pH、烟碱、总氮、总糖、还原糖、氯、钾。对每个处理烟垛每次选择垛头近走道右侧4 层高烟箱，采用“五点取样法”在烟箱的表层取1 份样品。在垛位码放前进行初始化学成分检测，之后每4 个月进行一次检测，共完成5次化学成分检测。

1.3.4 感官评吸评价 评价指标包含：香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、刺激味、余味。由湖北中烟技术中心的5 名评吸专家于2021 年8 月进行感官评吸。

1.4 数据处理

采用Excel 2019 和SPSS 21.0 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 温度变化对比

2.1.1 仓间、垛内、箱芯温度变化对比 从图1 可以看出，整体上，3 种温度的变化趋势基本一致。月平均温度低于27 ℃，符合烟叶的养护要求。3 种温度的变化差异表现为在1—2 月和8—12 月，箱芯＞垛内＞仓间，箱芯温度比垛内、仓间温度分别平均高1.05、2.29 ℃；在 2 月和 7—8 月，仓间≈ 垛内≈ 箱芯；在3—6 月，箱芯＜垛内＜仓间，箱芯温度比垛内、仓间温度分别平均低0.63、1.86 ℃。说明相比仓间和垛内，箱芯能在1 年中更长的时间内维持较高的温度。

图1 仓间、垛内、箱芯温度的变化

2.1.2 不同楼层的仓间温度变化对比 从图2 可以看出，4 个楼层的仓间温度均在32 ℃以下，符合烟叶养护要求。4 个楼层仓间温度的变化差异表现为在1—2 月和 12 月，4 楼＜3 楼＜2 楼＜1 楼，4 楼比其余3 个楼层分别平均低0.96、1.27、1.69 ℃；在 3—4 月和8 月，4 楼≈ 3 楼≈ 2 楼≈ 1 楼；在 5—7 月中旬，4 楼＞3楼＞2 楼＞1 楼，4 楼比其余 3 个楼层分别平均高0.83、1.55、2.42 ℃；在 9—11 月，4 楼≈3 楼≈2 楼＞1楼，2～4 楼平均比 1 楼高 1.37 ℃。说明相比 1 楼，其余楼层在1 年内的6 个月内能够维持较高的仓间温度，且4 楼在高温月份能够提供最高的仓间温度。为了防止仓间温度过高，仓间开启了降温设备，因此4 楼在6—9 月的仓间温度维持在 26.24～26.42 ℃。

图2 不同楼层的仓间温度变化

2.1.3 不同楼层的箱芯温度变化对比 从图3 可以看出，4 个楼层箱芯温度均在28 ℃以下，符合烟叶养护要求。4 个楼层箱芯温度的大小差异表现为在1—2 月和 12 月，4 楼＜3 楼＜2 楼＜1 楼，4 楼比其余3 个楼层分别平均低 0.91、1.37、2.18 ℃；在 3 月、4 月和 11 月，4 楼≈ 3 楼≈ 2 楼≈ 1 楼；在 5—7 月，4 楼＞3 楼＞2 楼＞1 楼，4 楼比其余 3 个楼层分别平均高 1.12、1.85、3.23 ℃；在8—10 月，4 楼≈ 3 楼≈ 2 楼＞1 楼，2～4楼平均比1 楼高1.24 ℃。说明相比1 楼，其余楼层在1 年内的7 个月内能够维持较高的箱芯温度，且4 楼在高温月份能够提供最高的箱芯温度。

图3 不同楼层的箱芯温度变化

2.2 相对湿度变化对比

2.2.1 仓间、垛内相对湿度变化对比 从图4 可以看出，整体上，波动幅度表现为仓间＞垛内。仓间相对湿度受季节影响而变化，在6—7 月的高温高湿季节，仓间相对湿度达73%，T1 和T2 让垛内湿度降至55%～60%，符合烟叶养护要求。2 种相对湿度的大小差异表现为在2—9 月，仓间＞垛内，在10—12 月，仓间＜垛内。

图4 仓间、垛内相对湿度变化

2.2.2 不同楼层的仓间相对湿度变化对比 从图5可以看出，整体上，4 个楼层仓间相对湿度的变化趋势基本一致。4 个楼层仓间相对湿度的变化差异表现为在 1—2 月和 11—12 月，4 楼＞3 楼＞2 楼＞1 楼，4 楼比其余3 个楼层分别平均高3.72 个百分点、5.37 个百分点、6.78 个百分点；在 3 月和 10 月，4 楼≈3 楼≈ 2 楼≈ 1 楼；在 4—9 月，4 楼＜3 楼≈ 2 楼≈ 1 楼，4楼比其余3 个楼层平均低6.09 个百分点。因为在高温高湿季节，仓间降温除湿设备的开启，使得4 楼的仓间相对湿度在4—9 月比其他楼层低。由于1—3楼的仓间温度没有达到开启降温除湿设备的要求，使得其在6—7 月的仓间相对湿度偏高。除了降温设备的影响，各楼层的仓间相对湿度差异主要是由各楼层的温差引起的。

图5 不同楼层的仓间相对湿度变化

2.2.3 不同楼层的垛内相对湿度变化对比 从图6可以看出，4 个楼层之间的垛内相对湿度无明显差异。说明对烟垛进行密封通风除湿（T1、T2）可以保证各楼层烟垛的垛内相对湿度一致。

图6 不同楼层的垛内相对湿度变化

2.3 调控方法与楼层对片烟水分变化的影响

从图 7 和图 8 可以看出，3 种调控方法和 4 个楼层的片烟相对含水率变化趋势基本一致，除2 楼外，均在2020 年8 月达到最小值，在2020 年12 月达到最大值，全程烟叶水分变化均在11%～13%，符合烟叶养护要求。片烟相对含水率在高温时段降低，在低温时段上升。这可能是因为在8 月，箱芯温度较高，片烟水分蒸发速度较快，水分通过蒸发而流失一部分；在12 月，箱芯温度比仓间温度低（图1），箱内空气遇冷产生结露，使得片烟吸收了结露产生的水分。各楼层中，2 楼的变化幅度最小，这可能是因为2 楼在12 月的箱芯温度与仓间温度之差较小。

图7 3 种调控方法的片烟相对含水率变化

图8 不同楼层的片烟相对含水率变化

2.4 调控方法与楼层对片烟化学成分变化的影响

从表1 可以看出，3 种调控方法对各化学成分无显著影响。在醇化16 个月后，部分试验组的氯、钾含量增加，这可能是因为在烟叶醇化16 个月后，其他化学成分减少，导致氯或钾的占比变大。因此通过升降幅度无法分析各处理对氯和钾的影响。楼层对总氮、总糖、还原糖、钾的升降幅度无显著影响。楼层对pH 的升降幅度有显著影响，1～4 楼的pH 平均降幅分别为4.92%、4.81%、5.43%、5.72%，4 楼和3楼对pH 的降幅显著大于2 楼和1 楼。楼层对烟碱的降低幅度有显著影响，但没有表现为4 楼的影响最大，这可能是因为烟碱对楼层的温差反应没有pH 敏感或是其他因素的影响。

表1 3 种调控方法对不同楼层片烟化学成分升降幅度的影响 （单位：%）

2.5 调控方法与楼层对片烟感官质量评价影响

从表2 可以看出，3 种调控方法对各感官质量均无显著影响，但T1 和T2 的杂气要略轻于T0。楼层对部分感官质量有显著影响。整体上，4 楼的各项指标要优于其他楼层，具体表现为香气质显著好于1～3 楼；香气量略好于1～3 楼；刺激味略少于 1～3 楼、余味略优于1～3 楼。

表2 3 种调控方法对不同楼层片烟感官质量的影响

2.6 不同调控方法的能耗对比

从表3 可以看出，虽然T1 和T2 的单台设备功率约为 T0 的 3.5 倍，但 T1 和 T2 所需设备数量、每月运行次数、单次运行时长都小于T0。在5—10 月T0 运行总能耗远高于T1 和T2。由于T2 的调控频率是T1的 1/2，T1 运行 1 年总能耗是 T2 的 2 倍。

表3 不同调控方法的能耗对比

3 小结与讨论

不同楼层间的仓间温度、箱芯温度、仓间相对湿度有明显差异且随月份表现出规律性变化。箱芯温度是烟叶醇化的主要环境因素，相比外部环境温度，箱芯在1 年中较长时间（7 个月）维持较高温度且仓间空调的开启让箱芯温度维持在28 ℃以下。同时，4 楼的箱芯温度比 3 楼、2 楼、1 楼分别平均高 0.91、1.37、2.18 ℃，且符合片烟养护要求，为加速烟叶醇化进程奠定了基础。不同楼层间仓间相对湿度有明显差异且随月份表现出规律性变化，3 种调控方法均能保障片烟醇化环境的相对湿度维持在65%以下，但T1 和T2 更能维持各楼层垛内相对湿度的稳定和一致。

片烟的相对含水率并没有表现出随仓间湿度的增加而增加的现象［9，10］，这是因为本试验的烟箱都带有内衬薄膜，箱内片烟的相对含水率受仓间及垛内相对湿度的影响较小，且在降温过程中，由于箱芯温度高于外界温度，箱内水汽湿热扩散会较多聚集在烟箱薄层贴近内衬薄膜部位，片烟的相对含水率会有适当上升，且箱芯温度越高于外界环境，箱内烟叶含水率上升现象越明显。3 种调控方法下箱芯温度和片烟含水率基本一致，因此对各化学成分和感官质量无显著影响。由于氯和钾含量变异系数大、不同部位间烟叶氯含量差异显著［11，12］、氯和钾在醇化过程中的含量微量降低，且本试验的取样样品为混打烟叶，因此部分氯和钾的含量不降反升。

楼层对各化学成分的影响主要表现在对pH 有显著的降低作用。烟叶pH 表达烟叶有机和无机组分的酸碱平衡状态，能够反映烟气强度（含氮碱类）和刺激性，也可间接反映烟气的芳香性［13］。同时，评吸结果表明，4 楼的香气质、香气量、刺激味、余味优于其他楼层。在3 种方法均能保障片烟正常养护且醇化效果基本一致的前提下，1 次/2 周密封烟垛除湿的能耗最低且工作量最少，便于应用推广。本试验为向片烟提质保质、节能减排的高效养护方法转型提供了有效的参考依据。