不同增温增湿工序处理烟叶化学成分及其均匀性评价指标的筛选

【目的】探明打叶复烤生产过程中增温增湿工序处理烟叶常规化学成分的变化规律,为打叶复烤均质化评价指标的选择提供参考。【方法】采用基于打叶复烤规模化生产的半叶对照法,研究打叶复烤生产过程中真空回潮、润叶和烟片复烤3个增温增湿工序对复烤前后及原烟与复烤烟片烟叶化学成分的影响,筛选烟叶加工过程和成品烟片稳定性的评价指标。【结果】真空回潮、润叶和烟片复烤3个工序对烟叶化学成分均有不同程度的影响。真空回潮加工后,烟叶的烟碱、总糖、还原糖、总糖/烟碱、总氮、pH和淀粉的含量分别降低0.05%、0.16%、1.46%、0.43、0.03%、0.07和0.41%。其中,总糖/烟碱、总氮和淀粉的含量在加工前后差异显著,还原糖含量和pH差异极显著,烟碱和总糖含量在加工前后呈降低趋势但无显著差异。经润叶和烟片复烤工序加工后,烟叶的还原糖含量分别降低0.34%和0.59%,加工前后还原糖含量的差异显著或极显著。复烤烟片各成分含量均较原烟下降,其中,总糖、还原糖、总氮及淀粉含量分别下降0.44%、0.87%、0.10%和0.48%,差异极显著;总糖/烟碱和pH分别下降0.39和0.06,差异显著;烟碱含量下降0.06%,差异不显著。【结论】打叶复烤生产过程中真空回潮、润叶和烟片复烤关键工序对烟叶化学成分具有调控效应,烟碱可作为加工过程及成品烟片的均匀性评价指标。

醇化过程中云南清香型烟叶的化学成分分析

【目的】探究云南清香型烟叶在自然醇化进程中的化学成分变化规律及其品种间差异。【方法】应用近红外光谱分析技术,分别检测K326和红花大金元品种的中部烟叶在打叶复烤后0、12、24、36个月的含氮类化合物、含糖类化合物、石油醚提取物等含量,分析化学成分在时间节点上的变化情况,并结合感官质量评吸和可用性评价的方法进行最佳醇化期判定。【结果】云南清香型烟叶在0、12、24、36个月的醇化时间节点上,K326和红花大金元品种的总氮、烟碱、总挥发碱、总糖、多酚总量及两糖差、糖碱比和pH均逐步降低,且不同品种间的以上指标数值在设定时间点上的降幅均不同。在醇化至36个月时(相对于醇化0个月时),K326品种总氮、烟碱、可挥发性碱含量降幅分别为20.26%、31.68%、30.00%,红花大金元品种分别为15.28%、23.08%、31.58%;K326品种总糖含量和pH降幅分别为3.57%、8.70%,红花大金元品种分别为7.01%、7.33%;石油醚提取物含量和还原糖含量2个品种均较醇化至12个月时提高;两糖差(总糖-还原糖)、糖碱比(总糖/烟碱)和多酚总量2个品种均较醇化至0个月时降低。【结论】云南清香型烟叶在云南醇化时,同一醇化时间点上的不同品种烟叶的化学成分变化规律总体一致,但各指标数值的变化幅度随品种的不同而表现出差异性,通过感官质量评吸和可用性评价验证,红花大金元品种醇化至12个月和24个月时的可用性均较好,K326品种在醇化至24个月时的可用性较好。

GC-MS结合化学计量学方法分析窨制工艺对烟丝致香成分的影响

【目的】研究窨制工艺对烟丝醇化过程和品质的影响。【方法】利用GC-MS和化学计量学方法,分析不同窨制时间和温度下烟丝致香成分的变化。【结果】从烟丝中共分离得到化合物496种,鉴定出香气物质164种。计量学分析表明:不同窨制条件下烟丝的致香成分存在一定的共性和差异。未窨制烟丝(CK)与不同窨制温度处理烟丝的差异化合物有42种,20℃窨制72 h的烟丝中有21种化合物含量较CK显著升高,包括异丙醇、正己醇、巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮B、巨豆三烯酮C、大马酮A、大马酮B、法尼基丙酮、香叶基丙酮、异薄荷酮、紫罗兰酮、denticulatolide、二氢猕猴桃内酯、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯、对乙烯基愈创木酚和肉豆蔻酸等。随着窨制时间的延长,烟丝中异丙醇、薄荷脑、巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮B、异薄荷酮、紫罗兰酮、罗汉柏烯和异松油烯等化合物的含量逐渐升高,且在20℃窨制72 h处理中最高。【结论】20℃下桶储72 h,烟丝香气成分种类较丰富,窨制效果最佳。

烟草香糖料调制生产流程仿真的应用

借助西门子PLANT SIMULATION仿真平台,通过对香糖料调制过程的工艺、物流流程进行分析,建立香糖料调制过程的生产仿真模型。输入香糖料生产订单并模拟生产,得到较准确的订单交付时间,以辅助卷烟生产;通过遗传算法进行优化订单生产顺序,以缩短生产总时间,达到节约资源的目的。

不同宽度烟丝组合对卷烟物理指标及其综合稳定性的影响

【目的】分析不同宽度烟丝组合对卷烟物理指标及其综合稳定性的影响规律,以期为分组加工过程中不同模组叶丝宽度组合的优化提供数据支撑,提升卷烟精细化加工水平。【方法】以进行分组加工(薄板模组和气流模组)的卷烟配方叶组为试验材料,每个模组分别设定3种切丝宽度并进行正交试验设计(2因素3水平),最终共产生9种不同宽度烟丝组合的试验烟支样品。利用方差分析和多重比较对不同试验烟支的各项物理指标(重量、圆周、长度、总通风率、硬度和吸阻)进行差异性分析,并利用主成分分析法对不同试验烟支的物理指标综合稳定性进行了评价,最后利用聚类分析对不同试验烟支物理指标的差异性进行了验证。【结果】(1)不同宽度烟丝组合的烟支各项物理指标均存在显著性差异;(2)随着烟丝宽度的增加,烟支的单支重量、总通风率及其物理指标综合稳定性系数呈逐渐降低的变化趋势;(3)不同宽度烟丝组合的烟支样品可以聚为3类,聚类的分界点主要体现在薄板丝宽度的差异上。【结论】该规格卷烟薄板模组和气流模组的切丝宽度分别为0.95 mm时,组合后的烟支物理指标整体表现相对最优。

基于随机森林回归的制丝过程参数影响权重分析

为提高制丝工艺质量评价中参数赋权分析的科学性和客观性,选取"云烟"某规格一类卷烟制丝过程全批次数据的稳态数据样本,通过Pearson相关性矩阵筛选各工序出口含水率的解释变量,然后利用随机森林回归进行建模分析,采用拟合优度和五折交叉验证的测试集标准化均方误差分别验证模型的拟合效果和外推预测性能,最终根据OOB均方误差的平均递减值进行解释变量影响权重的测度和关键参数的筛选。结果表明:1综合Pearson相关性矩阵和设备控制原理,筛选得到37个解释变量;2制丝过程5个工序随机森林回归模型的拟合优度均大于0.9、五折交叉验证测试集的标准化均方误差均小于1,表明模型的拟合效果和外推预测性能较好;3根据解释变量影响权重的测度分析,筛选得到18个关键参数;4基于全样本数据建立的制丝过程关键参数筛选和赋权方法,可为制丝关键质量特性精准控制和工艺质量评价提供参考。

打叶后不同尺寸片烟挥发性化学物质的差异性分析

分析打叶后不同尺寸片烟挥发性化学物质含量的差异性及变化趋势,为研究片烟结构对卷烟化学成分及感官质量的影响提供参考。利用叶片振动分选机对打叶后的片烟进行筛分,分别测定不同尺寸片烟中的挥发性有机酸和挥发性致香物质。利用单因素方差分析研究不同尺寸片烟各单项化学物质含量的差异性,利用直观分析揭示不同尺寸片烟挥发性有机酸和挥发性致香物质总量的变化趋势。结果表明,对于同一等级初烤烟叶,打叶后片烟尺寸由大到小,各单项挥发性化学物质含量均存在显著性差异和规律性变化趋势;挥发性有机酸和挥发性致香物质总量均呈现逐渐升高的变化趋势。打叶后不同尺寸片烟的化学成分含量存在显著性差异。不同尺寸片烟分布的均匀性对最终产品质量具有重要影响。

复烤片烟特征面积与化学成分的相关性分析

【目的】分析复烤片烟特征面积与其关键化学成分的相关性,为研究片烟结构对卷烟化学成分及感官质量的影响提供参考。【方法】选择两种初烤烟叶作为试验材料,利用叶片振动分选机对复烤后片烟进行筛分,测定不同尺寸片烟的特征面积及其关键化学成分(常规化学成分、质体色素、多酚类化合物和非挥发性有机酸),并分析不同特征面积片烟化学成分的变化趋势及其相关性。【结果】①随着片烟特征面积的增大,总糖、还原糖、总植物碱、淀粉、绿原酸、芸香苷、棕榈酸、亚油酸、油酸、亚麻酸、硬脂酸含量逐渐升高;钾、氯、莨菪亭、草酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、柠檬酸含量逐渐降低;总氮、蛋白质、叶黄素、β-胡萝卜素含量先升高后降低。②对于红大C3F复烤片烟,特征面积与总糖、还原糖、总植物碱、芸香苷、硬脂酸呈显著正相关,与钾、草酸、丙二酸、柠檬酸呈显著负相关;对于K326 B3F复烤片烟,特征面积与总植物碱、芸香苷、棕榈酸、亚油酸、油酸、亚麻酸、硬脂酸呈显著正相关,与草酸、丙二酸、丁二酸呈显著负相关。【结论】不同尺寸片烟的化学成分含量存在较大差异,且两者之间具有较强的相关性。因此,在打叶复烤过程中,提升不同尺寸片烟的分布均匀性对提高关键化学成分的均质化水平,稳定最终的产品质量具有重要意义。

打叶后不同片型烟片致香成分与其特征面积的函数关系

分析打叶后不同片型烟片致香成分含量的差异性以及与其特征面积之间的函数关系,为打叶后不同片型烟片的差异化复烤加工和调配利用提供参考。利用叶片振动分选机对打叶后的烟片进行筛分,分别测定不同片型烟片的特征面积及主要挥发性致香成分。利用单因素方差分析研究不同片型烟片各类致香成分含量的差异性,利用回归分析建立不同片型烟片的致香成分含量与其特征面积之间的函数关系。结果表明,对于同一等级初烤烟叶,随着烟片面积的增大,醇类、醛类、酸类、酮类及酯类致香成分总量呈对数型降低趋势,烯类致香成分含量呈对数型升高趋势。打叶后不同片型烟片的化学特性存在较大差异。对打叶筛分后的不同片型烟片进行差异化复烤和调配利用,对调控烟叶品质,控制卷烟质量具有重要意义。

高温烘焙前后复烤烟叶物理特性的变化

为研究高温烘焙对烤烟原料物理特性的影响,选择适宜的烘焙温度、氧含量和回潮水分等工艺参数,分析了高温烘焙前后6种不同复烤后烤烟烟叶原料的拉力、剪切力和黏附力、片烟面积分布和片烟结构的变化。结果显示:(1)烟叶原料的拉力显著降低,黏附力显著增加,剪切力的变化趋势不一致。(2)片烟特征面积呈降低趋势,但均匀性系数因不同原料而出现差异。(3)原料的大片率显著下降,小片、碎片及碎末显著增加,但是中片比例的变化不显著。烟叶物理特性的变化趋势表明高温烘焙处理对烟叶的耐加工性有一定的负面影响。因此,利用高温化学反应产生特征香气时,应尽可能选择较低的烘焙温度,提高烟叶的利用率。

打叶后不同片型片烟所在烟叶区位溯源分析

【目的】分析打叶后不同片型片烟所在的烟叶区位,为不同片型片烟色度值及化学成分含量存在差异的原因提供直接证据。【方法】选择云烟87 C3F初烤烟叶作为试验对象,先将完整烟叶分切成11个区位(叶基、叶尖,以及近叶基、叶中、近叶尖的近主脉、近中、近叶缘各3个区位),再利用叶片振动分选机对打叶后片烟进行筛分,得到5种不同片型的片烟样品(大片、中片、小片、碎片和碎末);分析不同片型片烟和烟叶不同区位色度值L^(*)(明度值)、a^(*)(红度值)、b^(*)(黄度值)、△E(总色差值)及常规化学成分质量分数的变化,并通过聚类分析推测不同片型片烟所处的烟叶区位。【结果】①对于不同片型片烟和烟叶的不同区位,4个色度指标及6项常规化学成分质量分数均存在显著差异和规律性变化趋势。②通过色度值和常规化学成分的聚类分析结果可以推测,打叶后的大中片主要来自烟叶的叶中和近叶尖部分,小片主要来自于近叶基的近中、近主脉2个区位,碎片主要来自于近叶基的近叶缘和叶尖2个区位,而碎末则主要来自于叶基部分。【结论】在打叶过程中,不同尺寸片烟的产生并不是随机的来自烟叶的每个区位,而是在一定程度上受到烟叶自身的形态特征和不同区位物理加工特性的影响呈现出一定的规律性。

顶空固相微萃取-气相色谱/质谱法分析不同材质木片中的挥发性成分

采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分析橡木、西南桦木、枫木、松木、铁杉这5种木片中的挥发性成分。结果显示,5种木片均检出了45种挥发性成分,其中橡木木片鉴定出49种,西南桦木片鉴定出45种,枫木木片鉴定出47种,松木木片鉴定出50种,铁杉木片鉴定出47种。其中橡木木片中的挥发性化合物如5-甲基-2-糠醛、糠醛、香叶基丙酮、β-紫罗兰酮与卷烟中典型代表香味成分相同,这些香味成分可能有助于使储存在其中的烟丝的香味成分含量增加并对其感官品质起到一定的提升作用。

不同打叶风分单元片烟化学成分的变化趋势

【目的】分析不同打叶风分单元片烟化学成分的差异性及变化趋势,为打叶后片烟的分类复烤、醇化及工业应用提供参考依据,以期进一步提升烟叶原料的模块化水平、均质化水平和纯净化水平。【方法】以2018年云南石林红大C3F初烤烟叶为研究对象,在打叶工序稳定生产的条件下,对各级打叶风分单元(四级打叶单元11个风分口)分离的片烟进行多次取样,测定其常规化学成分、多酚类化合物和致香成分含量,并进行单因素方差分析和聚类分析。【结果】(1)不同打叶单元及风分口片烟的各项化学成分含量均存在一定的差异性和规律性变化趋势;一级打叶单元片烟的总氮、莨菪亭及醛类致香成分含量较高;二级打叶单元片烟的糖类、总植物碱、绿原酸和芸香苷含量较高;三级打叶单元片烟的醇类、酮类和酯类致香成分含量较高;四级打叶单元片烟的钾、氯及酸类致香成分含量较高。(2)三类化学指标的聚类结果显示:四级打叶单元11个风分口的片烟样品可以聚成三大类,分别为一级和二级打叶单元、三级打叶单元以及四级打叶单元。【结论】不同打叶风分单元的片烟内在化学品质存在明显的分类现象,可以为分类复烤和差异性醇化工艺的改进提供参考依据。

不同打叶风分单元分离烤烟片烟的色度变化及分类初探

【目的】研究烤烟打叶工序不同风分口分离片烟的色度值差异及分类,为打叶后不同品质片烟的差异化复烤及醇化提供参考,以期进一步提升烟叶原料的模块化、均质化和纯净化水平。【方法】选择2019年云南昆明云烟87 C3F初烤烟叶为研究对象,在打叶工序生产稳定的条件下,对各风分口(四级打叶单元共11个风分口)分离的片烟进行多次取样,制成粉末后利用色差计测定其CIE‒L^(*)a^(*)b^(*)色空间值(明度值L^(*)、红度值a^(*)、黄度值b^(*)和总色差值ΔE)。利用单因素方差分析研究不同风分口片烟色度值的差异,并基于标准化的色度值矩阵,利用Fisher最优分割法对11个打叶风分口分离的片烟进行分类。【结果】(1)同一等级初烤烟叶在打叶过程中,从不同风分口分离片烟的色度值总体存在显著差异和规律性变化趋势。(2)在第1级和第2级打叶单元,随着风分口级数的增加,片烟的L^(*)值逐渐降低,a^(*)、b^(*)及ΔE值逐渐升高;在第3级和第4级打叶单元,随着风分口级数的增加,L^(*)值总体呈升高的趋势,a^(*)、b^(*)及ΔE值总体呈降低的趋势。(3)基于片烟色度值的变化,利用Fisher最优分割法将11个打叶风分口按顺序划分为4段,段间的片烟色度值总体存在显著差异。【结论】不同打叶风分口的片烟品质存在较大差异。通过工艺改造,将各段片烟分别存贮并进行差异化复烤和调配利用,对调控烟叶品质、控制卷烟质量具有重要意义。

滚筒式松散回潮机存在的问题及改进对策

针对滚筒式松散回潮机在生产中存在的烟叶松散程度不够、造碎大、指标均匀性偏低、能耗偏高等问题,进行了论证和分析,得出设备优化改进的理论推论,并在试验线松散回潮机上进行验证,具体是将试验设备模拟添加预松散设备,循环热风改为下进风方式,抽废气位置设在入料口上端。验证结果表明,使用改进后的设备松散率在99.60%以上;平均碎片量降低了39.60%,滚筒内部温度和出口水分的均匀性大幅提高,能更好地保证松散回潮烟叶质量指标的均匀性,降低能耗。

不同储存方式下烟叶致香成分的GC/MS研究

以箱储和传统柜储的烟叶为材料,采用同时蒸馏萃取法提取其中的致香成分,并用气相色谱/质谱法(GC/MS)对其进行分析,共得到76种致香成分,结果表明:箱储样品中有67种的含量高于柜储样品,其中,酯类物质的含量高10.1%,酸类物质的含量高28.4%,酮类物质的含量高9.1%,醛类物质的含量高12.5%,因此,箱储更有利于烟叶中重要致香成分的保留。同时对箱储时间进行了优化,确定4h为最优箱储时间。

高温烘焙对复烤后烤烟烟叶化学品质的效应

为探索烘焙工艺对烤烟烟叶化学品质的影响，利用模糊灰色关联分析法对6种不同烟叶原料烘焙前后的化学品质进行了综合评价。结果显示：烘焙工艺对选定的6种烤烟烟叶的化学品质均有改善作用，改善程度位于0．05％～15．75％之间，不同烤烟烟叶化学品质的改善程度存在一定差异性；烘焙后，红河K326C3F烟叶的品质改善效果最明显，为15．75％，适宜作为烘焙工艺的烟叶原料。因此，在实际生产中应用片烟烘焙工艺时应充分考虑到烟叶原料自身的差异性。选择适宜的烤烟烟叶进行烘焙处理有利于进一步提高其化学品质，提升其使用价值。

基于近红外光谱分析技术评价打叶复烤片烟混合均匀性

为了评价打叶复烤成品片烟的混配均匀性,提出了一种基于近红外光谱分析技术评价成品片烟混配均匀性的方法。在叶片复烤机出口收集配方模块成品片烟,采用近红外光谱仪测定样品的光谱,通过多元散射校正(MSC)结合S-G平滑滤波和一阶导数预处理方法将片烟光谱信息进行预处理,提高信噪比,然后利用主成分分析(PCA)提取光谱数据所包含的特征信息,得到成品片烟的马氏距离,并以马氏距离作为特征值,计算片烟混配均匀性系数,最后应用该方法评价不同批次配方模块片烟混配均匀性效果。结果表明:各批次成品片烟的变异系数为3.86%~8.33%,均匀度为91.67%~96.14%。这说明采用近红外光谱结合主成分分析和马氏距离的多元统计方法建立的打叶复烤片烟整体信息的混配均匀性评价方法是可行的。各批次成品片烟的均匀度都在91.00%以上,说明打叶复烤成品片烟质量的稳定性较好。因此,利用近红外光谱结合多元统计模型可以快速、准确地评价打叶复烤片烟掺配均匀性,为打叶复烤加工工序的精细化控制提供科学、全面的技术支持。

初烤烟叶主脉不同区段色度及Fisher最优分割法分析

【目的】分析初烤烟叶主脉不同区段色度值的变化,为烟梗的差异化加工和分类使用提供参考依据。【方法】以云烟87 B3F、C3F初烤烟叶为试验对象,将每片烟叶中的主脉平均分成6段,采用色差计测定每个区段烟梗粉末的色度值L^*(明度值)、a^*(红度值)、b^*(黄度值)和E(总色差值),利用单因素方差分析和回归分析分别研究不同区段烟梗色度值的差异性及变化趋势,并通过Fisher最优分割法分析2种烟叶主脉最佳的分段比例。【结果】①同一烟叶主脉不同区段烟梗的色度值L^*、a^*、b^*、E总体均存在显著差异;B3F和C3F烟叶主脉相同区段的色度值对比,L^*值为C3F>B3F,a^*、b^*、E值为B3F>C3F。②从主脉基部到尖部,L^*值呈先降低后升高的抛物线形变化趋势,a^*、E值呈先升高后降低的抛物线形变化趋势,b^*值呈逐渐升高的线性变化趋势。③从梗基到梗尖,B3F烟叶主脉最佳分段比例可分为1/6、3/6、1/6、1/6,C3F烟叶主脉最佳分段比例可分为4/6、1/6、1/6。【结论】烟叶主脉不同区段的色度存在较大差异和规律性变化趋势,叶基和叶中部分的烟梗更适宜作为制梗丝的原料。

箱式柜式储存方式对烟叶挥发性有机酸含量的影响研究

[目的]比较箱式和柜式2种储存方式对烟叶挥发性有机酸含量的影响。[方法]采用离子选择(SIM)技术对箱式和柜式2种不同储存方式下2个牌号(Ⅰ、Ⅱ)卷烟原料8种挥发性有机酸含量进行检测,并比较2种储存方式下挥发性有机酸含量的变化及储存时间对挥发性有机酸含量的影响。[结果]箱式储存的原料中挥发性有机酸含量普遍高于柜式储存,表明在箱式储存条件下,卷烟原料的挥发性有机酸能更好地生成和保留,由此说明,箱式储存效果明显好于柜式储存。箱式不同储存时间的挥发性有机酸含量变化表明,8种挥发性有机酸含量均随储存时间呈曲线变化,且在745 min时达到最高。[结论]在箱式储存条件下卷烟原料储存时间达745 min时有利于挥发性有机酸的产生和保留。