涂布液浓度对再造烟叶内在感官质量的影响

李海龙冯涛王志鹏袁珏吴建霖陈宇超周俊王小升李忠任

(1.中烟施伟策(云南)再造烟叶有限公司，云南 玉溪 653100;2.云南中烟工业有限责任公司，云南 昆明 650106)

引言

再造烟叶不仅在降焦减害、提高烟草原料利用率方面发挥了主要作用，而且具有可加工性优良和产品内在品质、风格可塑性强的特点，在中式卷烟中应用越来越广泛[1]。近年来随着中式卷烟产品质量的不断提升，对再造烟叶产品加工工艺和品质提出了更高要求。戴路等研究发现，不同的加工工艺对再造烟叶的感官质量有着直接的影响[2]。在再造烟叶生产过程中，涂布率是影响再造烟叶品质的重要指标，涂布率及其稳定性对再造烟叶的化学指标、物理指标、烟气指标及卷烟感官品质存在直接影响[3]。

李永生等关于改善再造烟叶涂布率及其稳定性的研究表明，影响涂布率的影响因素中工艺参数由大到小的顺序为涂布液浓度>接触时间>涂布辊压>涂布液温度[4]。在生产过程中发现接触时间、涂布辊压、涂布液温度较容易控制，并且可控制在一个相对稳定的工艺控制范围内，但涂布液浓度波动较大，由于薄片生产企业大多都采用浸渍式涂布方式，罗浪漫等对再造烟叶生产中回流涂布液悬浮物富集机理进行了分析[5],随涂布液运行时间变化，在片基通过涂布液后回流的涂布液中累积了大量从片基脱落的碳酸钙、细小纤维[6]，涂布液黏度和含渣量一直在升高，导致涂布液浓度也随之一直升高，在实际生产过程中因浓度变化必将影响再造烟叶产品内在感官质量，本研究将探索涂布液浓度合理的工艺控制范围，保障再造烟叶产品内在感官质量，为再造烟叶实际生产控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

实验所需片基、涂布液均由中烟施伟策(云南)再造烟叶有限公司提供。主要仪器设备：FUTURA-II连续流动分析仪,法国Alliance-Futura/Proxima产;ZDYQ-100定量圆形取样器;DHG-90706电热恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;BSA224S-CW型电子天平,赛多利斯科学仪器有限公司;ZQ-15A切纸刀,长春市纸张试验机厂;GLY-A2咖啡机,北京高乐雅咖啡有限公司;QS-5A/308V 50HZ(切丝宽度：1mm)烟叶切丝机,捷利器材;HWS恒温恒湿箱,上海精宏实验设备有限公司。

1.2 实验条件

在片基定量、涂布率、涂布液接触时间、涂布液温度等参数固定的条件下单因素研究不同涂布液浓度对再造烟叶理化指标、内在感官评吸的影响。生产条件：车速145m·min-1,片基定量50±1.5g·m-2，涂布率47.0±2.0%，供液量8000kg·h-1,涂布液温度49.5±2.0℃，辊压2.5～3.5bar。

1.3 实验方法

1.3.1 实验样品准备

浓度的测定方法较多，如折光法、密度法、绝干法、波美度法等,但在实际生产过程中，这些方法都很难做到实时在线监控，实际生产中技术员经过长期数据分析发现生产线科里奥利流量计浓度导值和实际浓度之间存在线性关系，关系式为Y=0.0086X+0.0293，回归系数为0.9987，因此本研究使用生产线科里奥利流量计浓度导值作为研究数据，使用uniformance生产数据采集软件对生产线浓度数据采集，通过Excel对数据进行统计，在浓度数据最大值和最小值之间选取本次实验的6个梯度浓度值，在生产线取6个浓度值下分别对应的片基和涂布产品各1个样品共6组样品作为本次实验样品，将6组样品在温度(22±1)℃、湿度(60±2)%恒温恒湿箱中平衡48h后，保存于密封袋中备用。

1.3.2 样品物理指标检测方法

1.3.2.1 定量测定

将6组样品在温度20±2℃湿度60%±2%环境条件下平衡48h[7]，按照GB/T 451.2-2002《纸和纸板定量的测定》测定片基、成品定量[8]。

1.3.2.2 涂布率测定

根据上述定量测定结果计算涂布率，涂布率计算公式：

式中，w2为再造烟叶成品绝干定量，g·m-2；w1为片基绝干定量，g·m-2；Y为涂布率，%。

1.3.2.3 热水可溶物检测方法

由前人研究发现，使用咖啡机冲洗法优于索式提取法，更符合生产实际检测[9]，本实验选用咖啡机冲洗法来检测涂布产品的热水可溶物。依据中烟施伟策(云南)再造烟叶有限公司企业标准Q/CTS 001-2015《造纸法再造烟叶》中热水可溶物的检测方法,取6组样品中的涂布产品各20g左右，分别粉碎,分别称取粉末5.00±0.005g,分别使用咖啡机以不低于85℃的热水冲洗,单次热水冲洗量为400mL，冲洗3次至滤煮出水澄清，冲洗完毕将样品置于100±1℃烘箱烘干至恒重。

1.3.3 样品化学指标检测方法

将6组样品中涂布产品进行常规化学值检测，采用连续流动分析仪，按照YC/T 159-2002《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》[10]，YC/T 468-2013《烟草及烟草制品总植物碱的测定》[11]。

1.3.4 样品内在感官质量评价方法

将6组样品中涂布产品切丝卷制后进行内在感官质量评价，参考YC/T 498-2014烟草薄片(造纸法)感官评价方法并结合企业自身需求制定评价指标，按照中烟施伟策(云南)再造烟叶有限公司内在感官质量评吸方法，组织7人评吸专家参与样品内在感官质量评价，评价结果与标准样品对比差异≤1.0分，认为样品与标准样无明显差异即合格，反之则不合格，统计所有评吸人员评价结果合格率≥70%，认为该样品内在感官质量合格。

1.3.5 浓度与涂布液使用时间关系研究

胡嘉维等研究发现，随着涂布液流动时间的增长，涂布液黏度呈上升趋势[12]，在实际生产中技术员发现随涂布液循环利用时间变化，回流涂布液中细小纤维及碳酸钙的影响，涂布液浓度随之变化，结合前面的检测分析，找出在满足产品质量要求下涂布液合理利用时间。

1.3.6 实际生产论证

通过对不同浓度下的样品进行物理检测、化学检测、内在感官评吸及对涂布液浓度与时间探索得出涂布液浓度工艺控制范围和每罐涂布液使用时间的初步结论，然后对该结论继续实际生产论证。

2 结果与讨论

2.1 浓度数据分析结果

通过uniformance生产数据采集软件对生产线浓度数据采集了4022个样本数据，使用Excel对4022个数据进行统计。

统计分析结果如图1所示，浓度最小值57.3%、最大值66.5%、平均值61.5%，故在57.3%～66.5%选取6个浓度作为本次研究的浓度梯度值，分别为58.0%、60.0%、62.0%、64.0%、65.0%、66.0%，在生产线取这6个浓度值下分别对应的片基和涂布产品各1个样品共6组样品作为本次实验样品。

图1 浓度数据统计结果

2.2 样品物理检测结果分析

通过对上述6个浓度梯度对应的片基、成品进行取样，所取样品物理检测结果如表1所示。

表1 样品物理检测结果

由表1可知，片基定量、成品定量、涂布率在一个相对较小的范围内波动，随浓度的升高热水可溶物在58.0%～64.0%也趋于稳定，在65.0%～66%区间出现下降趋势，热水可溶物中含有大量的致香成分，由此说明在片基定量、成品定量、涂布率在趋于稳定的生产条件下涂布液中的内含物质随浓度的不断升高发生了变化。

2.3 样品化学检测结果分析

对6个浓度样品进行化学检测，结果如表2所示。

表2 样品化学检测结果

由表2可知，总糖、还原糖随浓度的升高呈下降趋势，总植物碱无明显区别。

2.4 内在感官评吸结果分析

对6个不同浓度样品组织7人评委与标准样进行内在感官质量对比评吸，评吸结果如表3所示。

表3 样品内在感官评吸结果

由表3可知，浓度在58.0%～64.0%范围内的样品评吸结果与标准样无差异；浓度为65.0%的6个样品中有2个样品与标准样有明显差异，有4个样品与标准样无差异，合格率71.4%；浓度为65.0%的6个样品均与标准样有明显差异，主要表现为香气短、平淡，烟气质感粗糙，谐调欠，木质杂气显。

2.5 涂布液浓度与运行时间统计分析结果

使用Excel对uniformance采集的数据进行统计分析，结果如图2所示。

图2 涂布液运行时间与浓度关系

由图2可知，涂布液浓度随运行时间的增加呈上升趋势，结合前面2.2～2.4可知，随浓度的升高在65%～66%时热水可溶物出现下降，总糖、还原糖随浓度升高呈下降趋势，58.0%～64.0%浓度的样品感官评吸合格率为100%，65.0%浓度的样品内在感官评吸合格率下降到71.4%，65.0%浓度的样品内在感官评吸合格率0%，所以应该合理控制涂布液循环利用时间，尽可能将浓度控制在65.0%以内，由图2时间、浓度关系图可知，当涂布液运行72min时浓度上升到了65.0%，故每罐涂布液使用时间控制在70min左右为宜。

2.6 实际生产论证

根据上述得出结论，在涂布液浓度范围和每罐涂布液运行时间双重控制下进行生产论证。相同的生产条件制备70min使用量的涂布液，测得该涂布液的初始浓度为57.7%，在70min运行时间内浓度变化范围为57.7%～64.5%，在不同浓度下随机取6个样品组织7人进行内在感官评吸，评吸结果如表4所示。

表4 论证样品内在感官评价结果

由表4可知，通过对涂布液浓度和每罐涂布液运行时间双重控制下，所有样品内在感官评吸合格率为100%，说明该浓度范围和涂布液使用时间参数符合产品质量要求。

3 结论

由于造纸法再造烟叶生产中大多采用浸涂式涂布工艺，涂布液随使用时间的推移单位体积内的内含物质也随之变化，而造纸法再造烟叶涂布液中含有重要的致香成分，由此可见，极易对再造烟叶的内在感官品质造成影响。本研究对再造烟叶涂布工艺中影响涂布率及涂布产品内在感官质量最主要影响因素进行研究，在保证定量、涂布率等主要参数不变的条件下单因素分析不同浓度下再造烟叶产品的物理、化学、内在感官质量变化，找到最优的控制范围，并通过实际生产论证，得到以下结论。

通过本研究表明，表面浓度对再造烟叶产品内在感官质量有直接影响，当浓度超过一定范围值再造烟叶产品内在感官质量呈下降趋势。

通过本研究发现，涂布液随使用时间推移，因受回流涂布液中细小纤维及碳酸钙影响，涂布液浓度呈上升趋势，当浓度超过一定范围则影响产品内在感官质量，为了保证产品质量每罐涂布液使用时间在70min为宜。

实际生产中为保证产品内在感官质量应严格进行涂布液浓度工艺控制，通过本研究表面浓度控制范围在56%～65%为宜。