基于烤烟分级因素的工业分选因素创建及应用

2023-10-30卫盼盼马建勋安银立窦家宇杜家亮吴晓梅

湖北畜牧兽医 2023年6期

卫盼盼，马建勋，安银立，窦家宇，杜家亮，吴晓梅

（华环国际烟草有限公司，安徽凤阳 233121）

随着烟草行业大力推广专业化分级散叶收购模式，中国烤烟收购等级纯度不断提升［1-3］，等级合格率趋于稳定，但工商交接的原烟中仍存在一定比例的混青杂、混部位、混等级现象［4］，单批次原料纯净度不高，不同产地的原烟等级纯度参差不齐，制约了大品牌、大市场对烟叶原料的更高要求。为了实现卷烟配方技术升级和原料使用价值提升，充分利用原料资源［5，6］，工业企业普遍在复烤企业中实施烟叶工业分选［7］（也称“二次分选”“二次分级”），即通过对烟叶外观、品质的精细分类实现烟叶内在质量的精准划分，进一步提高等级纯净度，以满足卷烟配方的均质化、纯净化需求［8］。原料的精细化分类给复烤企业的分选能力带来了很大的挑战。复烤企业一般通过改善分选硬件设施、加强人员培训、严格的现场管理等［9，10］方式来提升工业分选能力，有关分选方法的研究较少［11］。虽然以理论培训与实物观摩相结合的形式对分选工开展了岗前培训，且分选人员全部持证上岗，但实际的分选生产过程并未达到预期效果。采用理论与实际相结合的方式，寻找制约分选质量和分选效率提升的主要因素，探索建立一套符合复烤企业实际的工业分级方法，旨在从技术层面解决分选困难，以实现分选质量与产量双提升，缓解复烤企业分选与打叶复烤进度不匹配问题。

1 材料与方法

1.1 试验材料

福建产区C2F 单等级初烤烟，品种为云烟87。

1.2 试验方法

对正常工业分选后各类别烤烟质量及分选效率采取抽样调查的方法，对措施落实效果进行跟踪验证。

1.3 检测项目

检测项目包括分选质量、分选效率。分选质量包括分选合格率、类别间外观质量差异和化学成分。抽检人员要求具有烟叶评级员二级及以上水平。

分选合格率：随机抽取某类别烟叶50 片，合格叶片占总抽检数的比例即为分选合格率。

类别间外观质量差异：抽检人员肉眼可观察到某类别烟叶整体表现出来的表面差异。

化学成分：每日上午、下午各类别样品分别取样检测一次，采用近红外模型检测，模型与流动检测偏差在5%以内。

2 烤烟分级因素在工业分选中的应用情况分析

初烤烟叶分级和复烤企业工业分选均采用《烤烟GB2635—92》42 等级划分法，在实际生产中，分级因素应用困难较多，主要原因有以下4 点。

一是分级因素较多。复烤企业分选工流动性较大、文化程度较低，理论知识掌握能力整体较弱，而现行的分组及分级因素多达9 项（分组因素：部位、颜色；分级因素：成熟度、结构、身份、油分、色度、长度及残伤），分选工记忆困难、分选速度慢。

二是烟叶分级与工业分选对象不同。烟叶分级原料是全部位全等级的初烤烟叶，对照等级因素表对每片烟叶进行定级，工业分选对象一般是单等级烟叶，虽然存在混级、混部位现象，但质量整体上较为接近。

三是工业分选与烟叶工商交接目标不同。工商交接注重等级细分、等级质量，工业分选侧重于按卷烟企业实际需求对烟叶的纯度进行再提升。因此，工业分选无法参照9 项分组、分级因素。

四是文字标准较为抽象。《烤烟GB2635—92》42等级标准描述清晰，但分选工普遍缺乏对烟叶质量的全面认识，对分级因素含义及各档次文字描述理解不足，难以形成固定的识别能力，容易造成标准偏移。

3 试验过程

根据分选工年龄结构、知识水平及理解能力，筛选关键分选因素、重组工业分选因素及建立快速分选方法等3步，探索形成适合分选工的快速分选方法。

3.1 化繁为简，筛选关键分级因素

对选后各类别烟叶外观质量、感官质量及化学成分进行综合鉴定，为降低分选工记忆难度，提炼得到4 个主要因素：部位、叶片柔软度、颜色鲜亮度、叶面均匀度，分选工不必参照9 个分级因素，摒弃国家标准中身份、颜色、长度、残伤等不适用于工业分选的外观特征指标。

3.2 深入浅出，重组分级因素，构建分选因素

分选操作中，分选工对分级因素及各档次区别难以用文字准确表达，无法形成感性认识，但是用生活中的物品举例说明后，能迅速达成共识，提高识别的一致性稳定性。因此，将分级因素和各档次的差异转化成分选工易于识别和掌握的信息，固化形成工业分选因素，便于指导生产。分级因素在工业分选中的档次划分及外观判定如下。

3.2.1 部位（A）部位理论定义是指叶片在烟株上的着生位置。在工业分选过程中，部位分为明显上部叶、明显下部叶、腰叶及邻近叶片3 类，不同于分级因素中的上部、中部及下部，在烟叶工业分选过程中的应用详见表1。

表1 部位在烟叶工业分选过程中的应用

3.2.2 叶片柔软度（B）叶片结构是指烟叶细胞发育及其排列的疏密程度，是烟叶细胞连接构造的形态。油分为烟叶组织细胞内含有的一种柔软半液体或液体物质，反映烟叶外观油润、丰满、枯燥的程度，并非烟叶内含油量的多少，是人们眼看、手摸油润或枯燥的感觉。工业分选中的叶片柔软度是对叶片结构及油分外观表现的综合描述，用叶片柔软度来替代叶片结构及油分，更贴近分选工的知识层面和理解能力，在烟叶工业分选过程中的应用详见表2。

表2 叶片柔软度在烟叶工业分选过程中的应用

3.2.3 颜色鲜亮度（C）饱和程度指颜色的浓淡状态。光泽强度指视觉对颜色的反映强弱程度。工业分选中的颜色鲜亮度指国标分级品质因素“色度”包含的均匀程度、饱和程度和光泽强度3 个因子中的2个——饱和程度和光泽强度，该指标也包含了油分的外观反映。其在烟叶工业分选过程中的应用详见表3。

表3 颜色鲜亮度的理论定义及在烟叶工业分选过程中的应用

3.2.4 叶面均匀度（D）工业分选中的叶面均匀度为国标分级因素“色度”中的“均匀程度”，描述烟叶表面颜色均匀一致的状态。该指标包含了烟叶表面是否干净的外观表现，也包含了油分的外观反映，其在烟叶工业分选过程中的应用详见表4。

表4 叶面均匀度在烟叶工业分选过程中的应用

3.3 建立快速分选方法

对国标分级因素进行筛选重组再造，形成适用于生产的工业分选因素指导分选生产。首先，明确各类别标准样品外观质量特征，清晰界定不同类别烟叶的外观界限；然后，模拟分选流程，分解分选步骤，运用工业分选因素建立快速分选方法，最后，在分选过程中持续优化。快速分选方法见图1。

图1 基于工业分选因素的快速分选方法

4 结果与分析

4.1 分选质量

分选初期发现，相邻类别间外观质量存在界限不清晰的现象，无法通过眼观迅速判断整架烟叶所属类别，且夹杂的不合格烟叶较为混乱，混部位、混组别、混级等各类型叶片均有。运用快速分选方法后烟叶分选外观质量提升趋势明显，类别间界限不清→界限清晰，不合格烟叶混跨级烟→混邻级烟→混界限烟。

4.1.1 分选合格率定期对工业分选后的主要类别烟叶进行抽检，从图2 和图3 可以看出，快速分选法实施前C2F-2 合格率最低，仅为68%（图2a），C2F-3最低为76%（图3a），且波动较大。实施后C2F-2 合格率稳定在80%以上（图2b），C2F-3 合格率大部分时间稳定在80%以上（图3b），保证了分选后烟叶质量的合格稳定。

图2 运用快速分选法前、后烟叶主类别C2F-2 合格率对比

图3 运用快速分选法前、后烟叶主类别C2F-3 合格率对比

4.1.2 类别间外观质量从图4 烟叶分选后各类别的图片可以看出，运用快速分选方法分选后烟叶类别间外观质量梯度明显，在关键外观质量指标（叶片柔软度、颜色鲜亮度和叶面均匀度）上存在明显梯度差。

图4 烟叶分选后各类别图片

4.1.3 化学成分规律由图5 可知，烟叶分选后主类别每日的C2F-3 类别烟碱值整体高于C2F-2 类别，快速分选法实施后，符合该规律的样品占比达96%，明显高于实施前的80%。

图5 运用快速分选法前、后烟叶主类别烟碱值

4.2 分选速率提升

运用快速分选方法前后，实际生产的分选效率见图6。从图6 可以看出，运用快速分选方法烟叶分选速率由分选初期的2 担/（人·d）逐渐增至5 担/（人·d），同时合格率未出现明显下降，说明该方法在稳定质量的同时提升了产量。对关键因素的筛选提取及抽象标准具体化取得了预期成效，在一定程度上解决了分选效率低的问题。

图6 运用快速分选法前、后烟叶的分选速率

5 讨论

根据分选工知识结构，将9 个分级及分组因素进行筛选和重组，创建了4 个工业分选因素：部位、叶片柔软度、颜色鲜亮度及叶面均匀度，从理论和数量上降低分选工记忆难度。利用浅显易懂的语言，结合日常生活物品，将4 个分选因素的不同档次具体化、形象化，降低分选工理解难度。对照工业分选需求，模拟分选操作，对4 个分选因素进行排序，建立了快速分选方法。

生产应用试验表明，工业分选因素及快速分选方法的使用提升了分选质量，提高了分选效率。分选合格率提升且均稳定在80%以上；类别间外观质量梯度明显，远观即可判定分选后类别；化学成分结果表明，等级质量高的烟叶类别烟碱值大于等级质量低的烟碱值所占比例高达96%；分选速率提升明显，为复烤企业工业分选提质增效提供了技术支持。