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摘要 [目的]了解不同类别烟梗的吸湿性能。[方法]实验室模拟烟梗预处理工艺过程，对不同地区、部位、年份、尺寸的烟梗进行吸湿性能分析，并根据分析结果将吸湿性能相近的烟梗组合进行生产验证。[结果]不同地区烟梗吸湿性能存在差异，根据洗梗前后含水率增量分布情况，可将24个不同地区划分为3个组，形成不同的烟梗配方。中上部烟梗的吸湿性能相对接近，下部烟梗吸湿性能强于中上部。烟梗贮存年限越长，含水率增量越大。不同直径烟梗吸湿性能差异显著，粗梗的含水率增量明显低于细梗。生产验证结果表明，原配方烟梗的含水率标准偏差达到0.68%，出丝率为87.03%，新配方含水率标准偏差0.27%，出丝率为88.49%，烟梗的水分均匀性得到提高，过程工艺损耗减少。[结论]该研究可为烟梗的分组加工和配方设计提供一定的参考依据。
关键词 烟梗；吸湿性能；预处理；验证
中图分类号 TS452 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）18-0101-03
Abstract [Objective] In order to understand the moisture absorption properties of different categories tobacco stems.[Method] The pretreatment process of tobacco stems was simulated by laboratory，moisture absorption performances of different areas，location，year，size of tobacco stems were analyzed，and according to the analysis results，the combination of tobacco stems with similar moisture absorption performance was verified by production.[Result] The results showed that there are differences in moisture absorption performance of tobacco stems in different areas.According to the increment distribution of moisture content before and after the stem washing，24 different areas can be divided into 3 groups to form different tobacco stem formulas.Water absorption of the middle and upper tobacco stems was relatively close，and the moisture absorption of the lower stems was stronger than that of the middle and upper parts.The longer the storage life of tobacco stem，the greater the moisture content increment.The moisture absorption of tobacco stems with different diameters was significantly different，and the moisture content increment of rough stems was lower than that of fine stems.The production verification results showed that the standard deviation of water content of original formula tobacco stem reached 0.68%，the cut yield was 87.03% and the standard deviation of moisture content of new formula tobacco stem was 0.27%，the cut yield was 88.49%，the moisture uniformity of tobacco stems was improved，the loss in the process was reduced.[Conclusion] The study can provide a certain reference basis for processing and formula design of tobacco stems.
Key words Tobacco stem；Moisture absorption property；Pretreatment；Confirmation
煙梗作為卷烟生产的重要辅助原料之一，具有显著降低卷烟成本、改善卷烟燃烧性、降低卷烟焦油含量的作用，卷烟工业对其使用比例呈逐年上升趋势[1-6]。不同类别烟梗的理化特性和加工特性存在显著差异[7-9]，从而对烟梗后期工艺加工产生一定影响，造成生产过程中出现烟梗润不透、切梗丝质量差、含水率波动大等问题，严重影响梗丝加工质量。目前的烟梗工艺加工方式单一且固定不变，另外，烟梗的配方模式兼顾感官质量而缺乏对其物理性能的考虑，进而影响梗丝的膨胀质量和利用率等[10]；与此同时，国内对于不同类别烟梗的吸湿性能系统性分析相关报道较少。因此，笔者针对库存烟梗从地区、部位、年份、尺寸4个方面进行吸湿性能分析，并对某卷烟厂库存烟梗进行初步分组应用效果验证，旨在为烟梗的分组加工和配方设计提供一定的参考依据。 1 材料与方法
1.1 材料
安徽中烟库存期3年的烟梗；KBF型恒温恒湿箱，德国Binder；振动筛分仪AS200，德国莱驰；烘箱，德国Binder；表盘式游标卡尺，世达SATA；电子秤（感量0.01 g），瑞士Mettler公司；秒表；托盘天平；密封袋；梗丝生产线，云南昆明船舶设备有限公司。
1.2 方法
对安徽中烟库存期3年的烟梗进行取样，每个样品3 kg，放入恒温恒湿间（温度22 ℃、相对湿度60%）平衡72 h以上，然后实验室模拟梗线预处理工艺加工过程，根据实际生产线参数设置，固定洗梗温度、时间、水流速3个参数进行试验。用托盘天平称取50 g平衡后的烟梗样品，在洗梗温度60 ℃，洗梗时间20 s，水流速0.5 m/s工艺条件下进行洗梗，洗后的烟梗滤水40 s，敞口放入温度35 ℃，相对湿度65%的恒温恒湿箱中，贮存4 h后，分别检测洗梗前原梗和贮存后烟梗含水率。选取2个地区平衡后烟梗用筛网进行筛分，分别筛出直径≥3 mm、≥2～3 mm以及2 mm以下烟梗，共6组烟梗样品，然后进行洗梗、贮存模拟试验，条件同上，分别检测洗梗前原梗和贮存后烟梗含水率。
采用烘箱法测定烟梗含水率[11]，对洗梗前后烟梗含水率增量进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同地区烟梗吸湿性能分析
对安徽中烟库存的2008年54个等级烟梗进行了吸湿性能模拟试验，检测结果见表1，并进行了不同地区烟梗吸湿性能分布分析，结果见图1。另外，鉴于下部烟梗采购量少且使用价值较低，在不考虑下部烟梗的情况下，对不同地区中上部烟梗含水率增量均值进行了分析，结果见表2。由图1和表1、2数据看出，不同地区烟梗吸湿性能存在较大差异，最低含水率增量为16.09%，最大20.97%，相差4.88百分点，且同省份不同产地烟梗吸湿性能也略有不同；洗梗前后含水率增量在16%～17%的烟梗等级数为10个，17%～18%为19个，18%～19%为13个，19%以上的12个。在不考虑部位对烟梗的吸湿性能影响的条件下，可将24个地区烟梗大致分为3组，其中云南文山、云南昆明、云南曲靖、贵州六盘水、河南三门峡为一组，贵州毕节、贵州遵义、安徽亳州、河南平顶山、四川凉山、四川攀枝花、四川泸州、重庆彭水、吉林延吉为一组，云南昭通、云南普洱、云南丽江、贵州铜仁、安徽皖南、湖南郴州、湖南长沙、福建三明、福建龙岩、福建南平为一组，为保证在线的烟梗预处理效果和含水率要求，3组烟梗预处理工艺加工条件应设计不同。
2.2 不同部位烟梗吸湿性能分析
选取云南曲靖、安徽皖南、四川凉山3个地区2008年上部、中部、下部烟梗进行吸湿性能模拟试验，检测结果见图2。由图2可以看出，在试验条件下，上部、中部烟梗的吸湿性能略有差异但不显著，含水率增量最大相差0.44百分点，下部烟梗含水率增量明显高于中上部，最大相差达到1.96百分点，不同地区表现趋势基本相同。
2.3 不同年份烟梗吸湿性能分析
对云南昆明、安徽皖南、福建龙岩3个地区2006、2007、2008年中部烟梗进行吸湿性能模拟试验，检测结果见图3。由图3可以看出，在试验条件下，库存期3年内，随着烟梗存放时间的延长，洗梗前后烟梗含水率增量呈上升趋势，间隔1年含水率增量最大相差1.04百分点，间隔2年含水率增量最大相差1.67百分点，不同地区表现趋势基本相同。造成其原因可能有2个方面：一是烟梗在醇化过程中本身发生的物理化学变化；另一方面是保管条件不佳造成烟梗的组织结构及色泽等发生明显变化。
2.4 不同尺寸烟梗吸湿性能分析
选取2008年贵州毕节中部、云南昆明中部2个等级烟梗，分别采用振动筛分仪筛分出直径≥3 mm、≥2～3 mm及2 mm以下烟梗，并分别进行了吸湿性能模拟试验，检测结果见表3。由表3可以看出，在试验条件下，不同直径烟梗含水率增量差异较大，烟梗直径由小变大，含水率增量减少，粗梗的含水率增量明显低于细梗，其中云南毕节地区烟梗含水率增量最大相差6.60百分点，云南昆明地区烟梗含水率增量最大相差7.05百分点。说明烟梗粗细不均匀对后期工艺加工含水率控制不利，需提高烟梗尺寸的均匀性。
2.5 生产验证
根据以上不同种类烟梗吸湿性能分析结果，对某卷烟厂库存的38个等级烟梗进行了直观分析，如图4所示。然后從图4中选取含水率增量为17%～18%组中6种不同烟梗形成某一新配方，与原配方烟梗对照样进行对比，梗线工艺参数按照卷烟厂技术标准执行，分析切梗丝后含水率、含水率标准偏差和梗丝出丝率情况，结果见表4。由表4 可以看出，与对照样相比，新配方烟梗标准偏差下降至0.27%，出丝率提高了1.46百分点，新配方烟梗含水率均匀性得到提高，过程工艺损耗降低。
3 結论与讨论
（1）在该试验条件下，从洗梗前后烟梗含水率增量来看，烟梗因地区、部位、年份、尺寸吸湿性能差异显著，根据含水率增量分布情况，可将24个不同地区划分为3个组，形成不同的烟梗配方。烟梗部位不同吸湿性能略有差异，尤其下部烟梗吸湿性能强于中上部。烟梗贮存年限越长，含水率增量越大。不同直径烟梗吸湿性能差异显著，粗梗的含水率增量明显低于细梗。
（2）生产验证结果表明，原配方烟梗的含水率标准偏差达到0.68%，出丝率为87.03%；新配方含水率标准偏差0.27%，出丝率为88.49%。由此可见，烟梗的水分均匀性得到提高，过程工艺损耗减少，说明该方法的应用可显著提高梗丝质量，提升经济效益。
（3）鉴于烟梗受地区、部位、年份、尺寸对吸湿性能的影响，一方面要加强烟梗采购质量，建立烟梗采购质量标准，提高烟梗尺寸均匀度，同时密切跟踪烟梗入库后保管质量；另一方面应根据不同配方烟梗的吸湿性能设定不同的工艺加工条件，而不是单一的工艺条件。下一步将系统考虑将烟梗的常规化学指标纳入烟梗的分组加工。
参考文献
[1] 国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社，2003：22-31.
[2] 陈良元.卷烟加工工艺[M].郑州：河南科学技术出版社，2003：138-156.
[3] SMITH E T.Method for utilizing tobacco stems in smoking products：4076030 [P].1978-02-28.
[4] DAVIS D L，NIELSEN M T.Tobacco：Production，chemistry and technology[M].London：WileyBlackwell，1999：265-284.
[5] 李学军，王永金，刘尚友，等.烟梗处理技术综述[J].轻工科技，2012（11）：24-25.
[6] 吴文强，朱列书，易克，等.梗丝在线膨胀技术与设备研究进展[J].农产品加工，2011（11）：105-108.
[7] 朱东风，姜均停，侯平贤.烟梗初步分组加工的测试与分析[J].中国高新技术企业，2012（20）：94-95.
[8] 李晓，纪晓楠，姚二民，等.不同地区烟梗吸湿性能对加工分组的影响[J].烟草科技，2014（6）：5-7，25.
[9] 汤朝起，盛科，金永明，等.不同产地不同部位烤烟烟梗品质评价[C]//上海市烟草系统2011年度优秀学术论文集（工程技术类）.上海：上海市烟草学会，2012：14-16.
[10] 岳先领，陈光辉，安毅，等.烟梗分组在线加工的初步研究[J].湖南文理学院学报（自然科学版），2014，26（1）：86-88.
[11] 国家烟草质量监督检验中心.烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法：YC/T 31—1996 [S].北京：中国标准出版社，1996.
关键词 烟梗；吸湿性能；预处理；验证
中图分类号 TS452 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）18-0101-03
Abstract [Objective] In order to understand the moisture absorption properties of different categories tobacco stems.[Method] The pretreatment process of tobacco stems was simulated by laboratory，moisture absorption performances of different areas，location，year，size of tobacco stems were analyzed，and according to the analysis results，the combination of tobacco stems with similar moisture absorption performance was verified by production.[Result] The results showed that there are differences in moisture absorption performance of tobacco stems in different areas.According to the increment distribution of moisture content before and after the stem washing，24 different areas can be divided into 3 groups to form different tobacco stem formulas.Water absorption of the middle and upper tobacco stems was relatively close，and the moisture absorption of the lower stems was stronger than that of the middle and upper parts.The longer the storage life of tobacco stem，the greater the moisture content increment.The moisture absorption of tobacco stems with different diameters was significantly different，and the moisture content increment of rough stems was lower than that of fine stems.The production verification results showed that the standard deviation of water content of original formula tobacco stem reached 0.68%，the cut yield was 87.03% and the standard deviation of moisture content of new formula tobacco stem was 0.27%，the cut yield was 88.49%，the moisture uniformity of tobacco stems was improved，the loss in the process was reduced.[Conclusion] The study can provide a certain reference basis for processing and formula design of tobacco stems.
Key words Tobacco stem；Moisture absorption property；Pretreatment；Confirmation
煙梗作為卷烟生产的重要辅助原料之一，具有显著降低卷烟成本、改善卷烟燃烧性、降低卷烟焦油含量的作用，卷烟工业对其使用比例呈逐年上升趋势[1-6]。不同类别烟梗的理化特性和加工特性存在显著差异[7-9]，从而对烟梗后期工艺加工产生一定影响，造成生产过程中出现烟梗润不透、切梗丝质量差、含水率波动大等问题，严重影响梗丝加工质量。目前的烟梗工艺加工方式单一且固定不变，另外，烟梗的配方模式兼顾感官质量而缺乏对其物理性能的考虑，进而影响梗丝的膨胀质量和利用率等[10]；与此同时，国内对于不同类别烟梗的吸湿性能系统性分析相关报道较少。因此，笔者针对库存烟梗从地区、部位、年份、尺寸4个方面进行吸湿性能分析，并对某卷烟厂库存烟梗进行初步分组应用效果验证，旨在为烟梗的分组加工和配方设计提供一定的参考依据。 1 材料与方法
1.1 材料
安徽中烟库存期3年的烟梗；KBF型恒温恒湿箱，德国Binder；振动筛分仪AS200，德国莱驰；烘箱，德国Binder；表盘式游标卡尺，世达SATA；电子秤（感量0.01 g），瑞士Mettler公司；秒表；托盘天平；密封袋；梗丝生产线，云南昆明船舶设备有限公司。
1.2 方法
对安徽中烟库存期3年的烟梗进行取样，每个样品3 kg，放入恒温恒湿间（温度22 ℃、相对湿度60%）平衡72 h以上，然后实验室模拟梗线预处理工艺加工过程，根据实际生产线参数设置，固定洗梗温度、时间、水流速3个参数进行试验。用托盘天平称取50 g平衡后的烟梗样品，在洗梗温度60 ℃，洗梗时间20 s，水流速0.5 m/s工艺条件下进行洗梗，洗后的烟梗滤水40 s，敞口放入温度35 ℃，相对湿度65%的恒温恒湿箱中，贮存4 h后，分别检测洗梗前原梗和贮存后烟梗含水率。选取2个地区平衡后烟梗用筛网进行筛分，分别筛出直径≥3 mm、≥2～3 mm以及2 mm以下烟梗，共6组烟梗样品，然后进行洗梗、贮存模拟试验，条件同上，分别检测洗梗前原梗和贮存后烟梗含水率。
采用烘箱法测定烟梗含水率[11]，对洗梗前后烟梗含水率增量进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同地区烟梗吸湿性能分析
对安徽中烟库存的2008年54个等级烟梗进行了吸湿性能模拟试验，检测结果见表1，并进行了不同地区烟梗吸湿性能分布分析，结果见图1。另外，鉴于下部烟梗采购量少且使用价值较低，在不考虑下部烟梗的情况下，对不同地区中上部烟梗含水率增量均值进行了分析，结果见表2。由图1和表1、2数据看出，不同地区烟梗吸湿性能存在较大差异，最低含水率增量为16.09%，最大20.97%，相差4.88百分点，且同省份不同产地烟梗吸湿性能也略有不同；洗梗前后含水率增量在16%～17%的烟梗等级数为10个，17%～18%为19个，18%～19%为13个，19%以上的12个。在不考虑部位对烟梗的吸湿性能影响的条件下，可将24个地区烟梗大致分为3组，其中云南文山、云南昆明、云南曲靖、贵州六盘水、河南三门峡为一组，贵州毕节、贵州遵义、安徽亳州、河南平顶山、四川凉山、四川攀枝花、四川泸州、重庆彭水、吉林延吉为一组，云南昭通、云南普洱、云南丽江、贵州铜仁、安徽皖南、湖南郴州、湖南长沙、福建三明、福建龙岩、福建南平为一组，为保证在线的烟梗预处理效果和含水率要求，3组烟梗预处理工艺加工条件应设计不同。
2.2 不同部位烟梗吸湿性能分析
选取云南曲靖、安徽皖南、四川凉山3个地区2008年上部、中部、下部烟梗进行吸湿性能模拟试验，检测结果见图2。由图2可以看出，在试验条件下，上部、中部烟梗的吸湿性能略有差异但不显著，含水率增量最大相差0.44百分点，下部烟梗含水率增量明显高于中上部，最大相差达到1.96百分点，不同地区表现趋势基本相同。
2.3 不同年份烟梗吸湿性能分析
对云南昆明、安徽皖南、福建龙岩3个地区2006、2007、2008年中部烟梗进行吸湿性能模拟试验，检测结果见图3。由图3可以看出，在试验条件下，库存期3年内，随着烟梗存放时间的延长，洗梗前后烟梗含水率增量呈上升趋势，间隔1年含水率增量最大相差1.04百分点，间隔2年含水率增量最大相差1.67百分点，不同地区表现趋势基本相同。造成其原因可能有2个方面：一是烟梗在醇化过程中本身发生的物理化学变化；另一方面是保管条件不佳造成烟梗的组织结构及色泽等发生明显变化。
2.4 不同尺寸烟梗吸湿性能分析
选取2008年贵州毕节中部、云南昆明中部2个等级烟梗，分别采用振动筛分仪筛分出直径≥3 mm、≥2～3 mm及2 mm以下烟梗，并分别进行了吸湿性能模拟试验，检测结果见表3。由表3可以看出，在试验条件下，不同直径烟梗含水率增量差异较大，烟梗直径由小变大，含水率增量减少，粗梗的含水率增量明显低于细梗，其中云南毕节地区烟梗含水率增量最大相差6.60百分点，云南昆明地区烟梗含水率增量最大相差7.05百分点。说明烟梗粗细不均匀对后期工艺加工含水率控制不利，需提高烟梗尺寸的均匀性。
2.5 生产验证
根据以上不同种类烟梗吸湿性能分析结果，对某卷烟厂库存的38个等级烟梗进行了直观分析，如图4所示。然后從图4中选取含水率增量为17%～18%组中6种不同烟梗形成某一新配方，与原配方烟梗对照样进行对比，梗线工艺参数按照卷烟厂技术标准执行，分析切梗丝后含水率、含水率标准偏差和梗丝出丝率情况，结果见表4。由表4 可以看出，与对照样相比，新配方烟梗标准偏差下降至0.27%，出丝率提高了1.46百分点，新配方烟梗含水率均匀性得到提高，过程工艺损耗降低。
3 結论与讨论
（1）在该试验条件下，从洗梗前后烟梗含水率增量来看，烟梗因地区、部位、年份、尺寸吸湿性能差异显著，根据含水率增量分布情况，可将24个不同地区划分为3个组，形成不同的烟梗配方。烟梗部位不同吸湿性能略有差异，尤其下部烟梗吸湿性能强于中上部。烟梗贮存年限越长，含水率增量越大。不同直径烟梗吸湿性能差异显著，粗梗的含水率增量明显低于细梗。
（2）生产验证结果表明，原配方烟梗的含水率标准偏差达到0.68%，出丝率为87.03%；新配方含水率标准偏差0.27%，出丝率为88.49%。由此可见，烟梗的水分均匀性得到提高，过程工艺损耗减少，说明该方法的应用可显著提高梗丝质量，提升经济效益。
（3）鉴于烟梗受地区、部位、年份、尺寸对吸湿性能的影响，一方面要加强烟梗采购质量，建立烟梗采购质量标准，提高烟梗尺寸均匀度，同时密切跟踪烟梗入库后保管质量；另一方面应根据不同配方烟梗的吸湿性能设定不同的工艺加工条件，而不是单一的工艺条件。下一步将系统考虑将烟梗的常规化学指标纳入烟梗的分组加工。
参考文献
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[6] 吴文强，朱列书，易克，等.梗丝在线膨胀技术与设备研究进展[J].农产品加工，2011（11）：105-108.
[7] 朱东风，姜均停，侯平贤.烟梗初步分组加工的测试与分析[J].中国高新技术企业，2012（20）：94-95.
[8] 李晓，纪晓楠，姚二民，等.不同地区烟梗吸湿性能对加工分组的影响[J].烟草科技，2014（6）：5-7，25.
[9] 汤朝起，盛科，金永明，等.不同产地不同部位烤烟烟梗品质评价[C]//上海市烟草系统2011年度优秀学术论文集（工程技术类）.上海：上海市烟草学会，2012：14-16.
[10] 岳先领，陈光辉，安毅，等.烟梗分组在线加工的初步研究[J].湖南文理学院学报（自然科学版），2014，26（1）：86-88.
[11] 国家烟草质量监督检验中心.烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法：YC/T 31—1996 [S].北京：中国标准出版社，1996.