农业发酵环节雪茄烟叶加湿回潮技术初探※
2022-11-15虞昕磊袁跃斌饶雄飞李志豪文光红刘圣高
●虞昕磊 袁跃斌 饶雄飞 李志豪 文光红 刘圣高※※
(1.湖北省烟草公司宜昌市公司烟叶科技中心 湖北 宜昌 443000;2.湖北省烟草科学研究院 湖北 武汉 430000;3.湖北省烟草公司宜昌市公司五峰营销部马里兰试验站 湖北 宜昌 443000)
雪茄烟发酵可为烟草带来独特的雪茄风味和芳香气味,并使烟叶的颜色变得均匀。发酵烟堆垛芯温度的上升主要取决于烟叶含水量[1]和烟堆高度,合适的烟叶含水量是雪茄烟发酵的基础。刚晾制结束的雪茄烟叶含水量仅为18%~20%,不能满足发酵对烟叶水分的要求,需采取一定的措施提高烟叶含水量。因此,生产上针对不同类型(茄衣、茄芯)、不同叶位、不同体量的雪茄烟叶,选择相对应的、高效的加湿回潮方式尤为重要。
1 湖北雪茄产区主要的烟叶回潮方式
1.1 自然回潮
恩施来凤和宜昌五峰的雪茄烟田多处于中高海拔山区(800 m以上),全年降雨多,雾气大。雨天或空气湿度大的阴天,将烟把垂挂在晾架上,打开晾房门窗,使烟叶吸收空气中的水分自然回潮。此法烟叶回潮时间由外界环境湿度高低决定,且烟叶受潮不均匀,底层和门窗处烟叶先回潮,扎把外层烟叶先回潮。
1.2 借露回潮
将烟把垂挂在可移动晾架上,于清晨或傍晚将烟架置于露天空地,借助空气中的露水润化烟叶,期间需反复翻面,使内外层烟叶受潮均匀。空气相对湿度小、干燥有风的天气,不宜采用此法。
1.3 人工喷雾回潮
目前,湖北产区对于大批量茄芯烟叶的回潮多采用人工喷雾加湿方式。将烟把朝下,薄薄一层平铺在塑料膜布上,用喷雾器向烟叶喷施过滤水或纯净水。加湿后的烟叶转移至水分平衡间(配备有加湿器可提高房间空气湿度)松散堆放12 h以上,目的是使烟叶表面的水滴被吸收,促进叶片之间的水分流通进而达到平衡。该加湿方式不受外界环境影响,且操作简便,但喷雾不均匀,烟把外层烟叶易凝结明水,而内层烟叶湿不透,烟叶回潮后含水量均匀度差。
1.4 “浸柄”回潮
在湖北产区,针对含水量偏低、叶组织较厚密的茄芯中上部叶,一般会在喷雾加湿的基础上增加“浸柄”操作。将烟把柄部浸润于过滤水或纯净水中1~3 s,立即提起后将烟把垂挂于移动晾架上,再对烟叶表面进行适当喷湿,处理完成后将烟架转移至水分平衡间。该加湿方式通过使烟叶柄部主叶脉先吸水后逐渐转移水分至叶面,达到快速回潮烟叶的目的。但是“浸柄”操作力度应适当,切忌简单粗暴,否则容易加湿过头,堆酵时形成糟糠叶。
1.5 雾化回潮
雾化回潮机在湖北各产区的加湿室、回潮房内较为常见,其原理是借助机器水箱内的纯净水或过滤水,通过超声波产生雾化水汽,利用雾气润化加湿烟叶。通常情况下,回潮机产生的雾化水汽是低温的,相较于热蒸汽,烟叶的吸湿速度慢且不均匀,不适合雪茄烟冬季发酵的加湿作业。
1.6 热蒸汽回潮
热蒸汽回潮技术多见于工业企业(如三峡卷烟厂)的雪茄生产车间,现十堰丹江口产区也已采用。热蒸汽回潮是指锅炉产生的热蒸汽通过管道输入烟叶加湿室,使加湿室内的烟叶借助热蒸汽逐渐回潮。该加湿方式操作便捷,将烟叶垂挂或堆放于加湿间内吸湿蒸汽即可,烟叶回潮速度快且均匀,回潮烟叶含水率可控。但锅炉等蒸汽装置的燃耗较高,多用于茄衣、茄套烟叶(外观品质要求较高)的回潮处理。
1.7 真空回潮结合热风润叶
三峡卷烟厂雪茄车间引进了真空回潮机,操作方法是将茄芯散叶装框推进回潮机箱,箱内真空度设置在100 KPa、箱内温度设置在70℃,同时以近30℃的水汽作为加湿辅助。烟叶在真空回潮机内经短时处理后,立即转入热风润叶传送带上,利用带水汽的热风帮助烟叶进一步润化。该处理方式短时高效,回潮后烟叶水分均匀、起始温度高,且烟叶加湿目标含水率可控。该方式设备要求高、能耗大,更适用于工业生产车间或大体量产区发酵工厂。
2 不同回潮方式对雪茄烟叶的加湿效果
2.1 加湿效率
宜昌五峰产区以晾制后茄芯中部叶为试验对象,比较了人工喷雾回潮、自然回潮[(室内温度(20±2)℃、空气湿度(85±2)%]、借露回潮[(室外夜间温度(16±2)℃,空气湿度(95±2)%]三种方式的加湿效率。发现处理同等重量(400 kg)烟叶时,人工喷雾用工最少,仅4人,耗时约6 h,烟叶加湿后松散堆积外裹塑料膜平衡水分即可;自然回潮和借露回潮均需要烟叶挂杆,各平均用工7~8人,耗时6 h以上,且回潮期间还需人工反复翻叶以保证润叶均匀。三者相比,人工喷雾方式用工耗时最少。恩施来凤产区比较了人工喷雾、热蒸汽、雾化回潮三种方式的加湿效率,结果表明,处理6000 kg茄芯烟叶情况下,热蒸汽回潮用工最多,为34人,人工喷雾用工最少,为22人;雾化回潮耗时最长,为16.7 h,热蒸汽回潮耗时为14.5 h,人工喷雾最短,为10.2 h;加湿效率依次为:人工喷雾回潮>热蒸汽回潮>雾化回潮[2]。另外,十堰丹江口产区也在反复生产试验论证的基础上,最终确定以“称重人工喷雾加湿法”来处理茄芯烟叶回潮作业。综上,人工喷雾加湿是目前农业发酵环节处理大批量茄芯烟叶回潮作业最省工快速的方式。
2.2 加湿均匀性
宜昌五峰产区经不同回潮方式处理满24 h后,烟叶平均含水率依次为:人工喷雾回潮(34.0%±3.3%)>借露回潮(30.6%±1.8%)>自然回潮(26.3%±1.1%)>回潮前(22.6%±0.9%)(图1)。人工喷雾对烟叶的加湿作用最明显,但烟叶间水分偏差较大,加湿均匀度较低;借露回潮和自然回潮对烟叶的加湿作用稍弱,但烟叶间水分偏差较小,加湿均匀度较高。来凤产区的试验结果表明:人工喷雾回潮的茄芯烟叶,3次取样烟叶含水量均存在极显著差异[2],而雾化回潮和热蒸汽回潮3次取样烟叶含水量无显著差异,证实了人工喷雾回潮均匀性较差的结论,而热蒸汽回潮均匀性最好,其次是雾化回潮。丹江口产区在人工喷雾方式的基础上增加“称重法”,即回潮前先计算出特定重量烟叶加湿到目标含水率时所需的用水量,通过控制用水量来提高加湿均匀度。但在烟叶量较大的情况下,人工加湿均匀性仍无法显著提升。综上得出,人工喷雾回潮方式虽省工缩时,但加湿均匀性相对较差,目前生产上仅推荐用于茄芯烟叶。对于外观品质要求较高的茄衣烟叶,采用加湿均匀度高、操作相对“温柔”的热蒸汽润叶方式更为合适。
图1 不同回潮方式处理茄芯中部叶的最终含水率
2.3 加湿环境的温湿度条件
无论采用何种回潮方式,其首要作用都是先提高“加湿小环境”的相对湿度。为进一步解析“不同回潮环境下茄芯烟叶的吸湿性”,宜昌产区利用恒温恒湿箱模拟回潮小环境,采用不同温湿度条件组合(在10℃和20℃环境温度基础上设置70%、80%、90%三个相对湿度(RH)参数,6个处理)对晾制后茄芯中部叶(每个处理6把烟,共180片叶)进行24 h回潮试验。在相同温湿度环境下,茄芯上、中、下部位烟叶吸湿规律一致。上部叶持水性较差,更易失水;下部叶吸水性较好,更易吸水(图2)。70%、80%RH湿度环境,烟叶不吸水,且明显散失水分。70%RH处理24 h后,烟叶含水率降幅在5.1%~8.2%,80%RH处理24 h后,烟叶含水率降幅在2.1%~5.2%。低湿度条件下,环境温度越高,烟叶失水程度越大。90%RH环境,烟叶呈现吸湿性。处理结束,烟叶含水率升幅在5.0%~7.8%。高湿度条件下,环境温度越高,烟叶吸湿效果越好。试验结果表明,90%RH以上的高湿环境是雪茄烟叶回潮作业的必要条件,面对湖北产区雪茄烟冬季发酵现状,尽可能提升回潮环境温度(至少20℃以上),才能保证烟叶回潮作业取得良好工效。初烤烟叶的回潮试验也得出相似结论:30℃、相对湿度90%条件下,烟叶吸湿速度最快、效果最明显,建议烟叶回潮环境温度应低于40℃,回潮环境湿度应高于90%,否则烟叶难于吸水回潮[3]。以上模拟试验观测到的烟叶回潮吸湿表现,推测与烟叶表层组织吸收水分快、散失水分也快,而叶表层水分渗透到叶内层的速度慢、叶内层组织持水性较好、不易散失水分的特性有关[4-5]。综上,农业发酵环节中相对高温(20~40℃)高湿(90%以上)的作业环境是保证雪茄烟叶加湿回潮工效的必要条件。
图2 不同温湿度条件下回潮处理茄芯烟叶的含水率变化
3 建议
加湿回潮是雪茄烟叶发酵的起始步骤,回潮烟叶的水分均匀度对后续发酵质量影响较大[6]。通过探讨不同雪茄烟叶回潮方式的加湿工效和优缺点,浅略思考并建议如下:自然回潮和借露回潮方式需要产区具备常年低温高湿的气候环境,受特定地理因素制约,不适宜在湖北产区推广应用。人工喷雾方式均匀性差的主要原因是扎把烟叶内外层的接触面不同,以及人为操作误差。若要消除这两个因素,可考虑散叶加湿结合“称重法”控制加湿用水量,以及改良喷雾装置增大烟叶与水雾的接触面等措施来提高。在尚未显著改善人工喷雾方式均匀度的情况下,生产上仅推荐其用于茄芯烟叶的回潮。雾化回潮机产生的是冷雾化水汽(水汽温度低于10℃),不适宜在冬季发酵时期用于烟叶回潮,但可推荐用于夏季发酵环节回潮烟叶。另外,“浸柄”操作与雾化回潮搭配应用,或可起到减工增效的作用。
热蒸汽回潮是目前生产上认可度最高的雪茄烟叶回潮方式。热蒸汽(热蒸汽顺着管道通入回潮室,可将回潮室温度提升至25℃以上)润化烟叶均匀度高、效果好,且热蒸汽能显著提升烟叶堆码发酵的起始温度,可在一定程度上缩短发酵用时,促进发酵完全。因此,该方式可用于农业发酵环节茄衣烟叶,或下部一级(X1)茄芯(可作茄衣、茄套使用)的回潮。