微波预处理对加热卷烟用烤烟烟叶常规化学成分及挥发性香气成分的影响

以河南产区的下部烤烟样品为原料,采用微波干燥和微波水热两种方法预处理原料,利用连续流动分析、高效液相色谱、气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)等技术对不同微波预处理烤烟烟叶中的常规化学成分及挥发性香气成分进行分析。结果表明:微波水热处理可降低烤烟烟叶中水溶性糖、还原糖、植物碱及酚类物质含量,提高总氮、石油醚提取物含量,并显著增加烤烟原叶的氮碱比(P≤0.05),其中微波水热700 W-6 min处理组氮碱比高达1.65;而经微波干燥处理后,烤烟烟叶中常规化学成分整体仍处于优质烟叶指标范畴,且挥发碱含量显著增加(P≤0.05),部分预处理组中绿原酸和芸香苷含量增加;此外,GC-IMS共鉴定出56种挥发性香气成分,微波水热处理可增加烤烟的新鲜清香,微波干燥处理则可增加其甜香味。

转光棚膜对‘翠碧1号’烟苗生长及养分积累的影响

为探究转光膜在南平烟区烟草育苗中的应用效果,以‘翠碧1号’为试验材料,设普通聚乙烯棚膜和转光棚膜2个试验处理,研究转光膜对育苗棚内光照、温度和烟苗生长、养分积累的影响。结果表明,转光膜可调节育苗棚内光照和温度,转光膜处理育苗棚内13:00和14:00的光合有效辐射强度和透光率低于普通膜,而15:00和16:00的光合有效辐射强度和透光率高于普通膜。通过分析育苗棚内温度日变化发现,转光膜处理育苗棚内白天(8:00—16:00)的温度低于普通膜处理,其他时间高于普通膜处理。转光膜促进烟株的生长,与普通膜相比,转光膜处理的根系总根长、根表面积、根系体积、分支数等指标和根系干重、总干重显著高于普通膜处理。转光膜显著影响了养分的吸收和积累,转光膜处理烟苗地上部氮含量、地下部钙含量、整株磷含量和铜含量显著高于普通膜处理,而地上部钙含量和镁含量低于普通膜处理;转光膜处理促进了烟苗氮磷钾的累积。转光膜通过调节育苗棚内的光强和温度,促进烟苗生长和养分吸收,提高烟苗干物质和养分积累量。

烘丝筒出口叶丝含水率预测模型研究

烘丝的最佳工艺参数难以确认,且叶丝含水率预测误差较大。为了在信息技术方面辅助提升烟草成品质量,研究基于极限学习机(ELM)的烘丝筒出口叶丝含水率预测模型。选取叶丝烘丝过程中松散回潮、预混柜、润叶加料等工艺阶段环境温度、湿度、加水比例等工艺参数。通过随机森林方法,将处理后有效数据中的各烘丝工艺参数以平均精准度逐渐减少顺序进行重新排序,筛选出对烘丝筒叶丝含水率预测作用较大的烘丝工艺参数。将筛选后的烘丝工艺参数作为ELM的输入数据,获取叶丝含水率预测结果。以含水率预测平均绝对误差最小为差分进化算法的适应度函数,优化ELM的隐含层神经元数量,提升烘丝筒出口叶丝含水率预测精度。试验结果表明,该模型可实现烘丝筒出口叶丝含水率预测,且预测误差小于0.3%,预测精度高。该研究有助于提升烟草质量。

不同润叶和复烤强度对上部烟叶质量的影响

以云烟87上部烟叶为研究对象,以颜色深浅度、色度、均匀度、油分、常规化学成分和感官质量为评价指标,开展了不同润叶和复烤强度对上部烟叶质量的影响研究。结果表明,随着润叶强度的增加,润叶后烟叶颜色逐渐加深,色度偏向深橘黄,均匀度逐渐变差,油分增加;复烤后烟叶颜色变浅,色度向柠檬黄转变,均匀度提升,油分降低,较高温度复烤的烟叶均匀度和油分优于低温复烤;随润叶强度增加烟叶烟碱和总糖含量逐渐升高,复烤后其含量逐渐下降;随润叶强度增加润叶后的感官质量逐渐降低,低水分润叶下随复烤温度增加感官质量提升,高水分润叶下随复烤温度增加感官质量下降。综合来看,低水分润叶(W15%)和较高温度复烤(T 70℃)更有利于上部烟叶质量的形成。

干冰烟丝膨胀过程的机理研究

干冰膨胀烟丝(DIET)过程是烟草工业重要的制丝工艺,膨胀后烟丝含水率是表征该工艺的1项重要技术指标。本研究基于卷烟厂制丝车间的实际运行数据,以物料衡算和热量衡算为基础,考虑两相间对流传热系数的变化,并结合适当的工程简化,分别建立了DIET过程中烟丝出口温度、工艺气体回风温度和膨胀后烟丝含水率的数学模型。其中回风温度和膨胀后烟丝含水率数学模型的平均绝对误差分别为0.24%和1.99%,最大绝对误差分别为0.83%和6.33%,该模型可较好地描述工艺条件对二者的影响,对膨胀后烟丝含水率的调控有较好的指导意义。

干燥方式对烟花还原糖与游离氨基酸含量的影响

为开发大田废弃烟草花(简称烟花)在烟草香料方面的利用价值,研究了7种干燥方式对烟花还原糖、游离氨基酸含量的影响。结果表明:(1)不同干燥方式烟花还原糖及19种游离氨基酸总量范围分别为2.44%~15.2%、25.6~68.8 mg/g,天冬酰胺是含量最高的氨基酸,占33.9%~84.2%;(2)还原糖与天冬酰胺、天冬氨酸、组氨酸及总游离氨基酸显著负相关,与蛋氨酸、亮氨酸显著正相关;(3)综合方差、主成分及聚类分析结果,不同干燥方式烟花聚为4类:Ⅰ晾干,烟花天冬酰胺、天冬氨酸、组氨酸及氨基酸总量最高,但还原糖及除天冬酰胺外的18种氨基酸总量最低;Ⅱ冷冻干燥,还原糖含量最高,氨基酸总量最低;Ⅲ晒干、恒温(59℃、65℃)干燥,晒干烟花还原糖及氨基酸含量处于中等水平,恒温干燥烟花还原糖含量仅低于冷冻干燥,氨基酸总量仅高于冷冻干燥;Ⅳ程序升温(至59℃、65℃)干燥,除天冬酰胺外的18种氨基酸总量最高,还原糖含量显著高于晾干,低于其他干燥方式。59℃干燥烟花总氨基酸含量显著高于65℃,但还原糖含量差异不显著。综合考虑干燥成本及目标成分组成,建议选择晾干、晒干或程序升温(至59℃)干燥。

基肥添加微生物菌剂和提苗肥对烤烟生长和养分积累的影响

为明确基肥中添加微生物菌剂和提苗肥中添加尿素对稻茬烤烟促早生快发的效果,以‘云烟87’为材料,采用双因素试验,设计基肥中是否添加微生物菌剂2种基肥施用方法和单施烟草专用提苗肥、单施尿素、烟草专用提苗肥和尿素混施3种提苗肥施用方法,研究了微生物菌剂、提苗肥及其互作对烤烟根系、农艺性状、SPAD值、干物质积累和氮、磷、钾养分积累的影响。结果表明:基肥中添加微生物菌剂和提苗肥配施尿素较单施烟草专用追肥和基肥的根系活性、根系总长度、表面积、平均直径、体积、根尖数分别提高了28.13%、5.41%、1.30%、17.23%、24.63%,0.41%,株高、茎围、叶片数、最大叶面积分别提高了10.06%、2.30%、18.75%、37.26%,干物质、氮、磷、钾积累总量分别提高了27.18%、37.21%、36.57%、23.97%。基肥中添加微生物菌剂和提苗肥配施尿素可提高烤烟根系活性,促进烤烟根系发育,改善农艺性状,有利于烤烟干物质和氮、磷、钾养分积累,可促进烤烟早生快发,为稻作烟区‘云烟87’优质丰产奠定基础。

控水促根和稀播培育长叶龄壮根苗对烤烟干物质和氮磷钾积累的影响

本研究旨在探究控制水分、稀疏播种和微生物菌剂添加对烤烟干物质及养分积累的影响。以‘云烟87’为材料,设计控水促根和稀播培育长叶龄烟苗两个因素,分析了大田团棵期、打顶期、圆顶期的烤烟干物质积累与分配、氮磷钾养分积累与分配、氮磷钾肥料利用效率状况,采用η^(2)值大小评价了控水促根和稀播培育长叶龄烟苗及其互作的贡献率。结果表明:增加育苗盘孔径、添加微生物菌剂在基质中、水分管理为前漂后湿等措施培育大叶龄烟苗,可提高烤烟干物质积累量和干物质在烟叶分中分配比例,提高氮、磷、钾养分积累量,促进烤烟对吸收肥料中养分,提高烤烟干物质积累效率和烟叶生产效率。控水促根和稀播长叶龄及其互作对烤烟干物质积累的贡献率分别为30.42%、51.71%、17.87%,对烤烟氮积累的贡献率分别为24.44%、47.72%、27.84%,对烤烟磷积累的贡献率分别为25.69%、45.66%、28.65%,对烤烟钾积累的贡献率分别为30.00%、44.03%、25.97%。因此,在南方多雨稻作烟区,可采用控水促根培育措施来替代两段式育苗,培育适栽期长的壮苗,有利于促进烤烟早生快发,为优质丰产奠定基础。

减氮配施微生物菌剂对烤烟干物质和氮磷钾养分积累的影响

为明确减氮配施微生物菌剂对烤烟干物质和氮磷钾养分的调控效应,以‘云烟87’为例,设计施肥模式、微生物菌剂的双因素试验,比较不同处理的烤烟干物质积累与分配、氮磷钾养分积累与分配及肥料利用效率差异,采用η2值分析施肥模式、微生物菌剂及其互作对烤烟干物质和氮磷钾养分积累及肥料利用效率的贡献率。结果表明,减氮配施微生物菌剂可提高烤烟干物质和氮、磷、钾养分积累量,提高氮、磷、钾肥干物质积累效率、利用效率和吸收效率,提高氮肥烟叶生产效率。施肥模式、微生物菌剂及其互作对干物质积累贡献率分别为41.90%、29.34%、28.76%,对氮积累贡献率分别为41.98%、27.49%、30.53%,对磷积累贡献率分别为34.63%、34.47%、30.90%,对钾积累贡献率分别为24.17%、32.95%、42.87%。南方多雨烟区,采用减少基肥比例和基肥穴施的减氮施肥模式,并配施微生物菌剂,可提高烟叶干物质和养分积累及提高肥料利用效率,有利于促进稻茬烤烟早生快发。

热泵引射对烟草烘丝机系统的影响规律研究

通过在烟草烘丝机蒸汽系统中并入热泵引射系统,并以热泵引射系统为基础负荷,原有系统作为调节负荷,对比并入前后各参数的变化规律。结果表明,并入热泵引射系统后,烘丝系统获得了整体性优化。烘丝机滚筒壁温有一定提升,温度均匀性也有改善,筒体内疏水不畅的问题彻底解决,烟丝出口含水率的均匀性得到提高,根据运行疏水压力可知蒸汽引射在该系统上的理论节能率可达0.3%~3.35%,但实际节能效果还需运行参数的匹配调节才能实现。

胶粘剂组分对干法再造烟叶涂布液流变性能的影响

【背景和目的】涂布液的流变行为对干法再造烟叶的涂布加工及产品性能具有重要影响。【方法】通过流变学的稳态流变测试、动态流变测试、触变性测试及幂律方程拟合,研究胶粘剂组分CMC的黏度、取代度、用量及角豆胶用量对干法再造烟叶涂布液流变性能的影响。【结果】(1)干法再造烟叶涂布液为假塑性流体,其黏弹性表现为类液体的黏性特征;(2)干法再造烟叶涂布液的流动曲线符合Power-Law幂律模型,其假塑性特征随CMC黏度、取代度及CMC用量的增大而减弱,随角豆胶用量的增大而增强,其触变性在CMC黏度为1366 mPa·s时、取代度为0.72时、CMC用量为2.5%时、角豆胶用量为0时均为最小,表现为受剪切历史的影响最小、稳定性最高;(3)建议的CMC黏度、取代度、用量及角豆胶用量范围分别为:1300~3300 mPa·s、0.72~0.81、2.5%~3.0%、0.8%~1.0%。

烤烟光氮空间分布、光合特性及干物质积累对增密的响应

为探究增密对韶关烟区烤烟冠层光氮分布、光合特性及其干物质积累与产值的影响。以‘粤烟97’为试验材料,设置4个密度(M_(1):10500、M_(2):13500、M_(3):16500、M_4:19500株/hm^(2)),测定了不同冠层光资源与氮素分布、色素含量、干物质积累及经济性状。研究发现,随着密度的增加,不同冠层透光率下降,叶绿素含量增加,移栽80 d时M_4处理上部叶叶绿素较M_(1)处理增加了26.31%,叶绿素b增幅大于叶绿素a;光合特性与氮素是作物碳氮代谢重要指标,密度增加,烟株光合速率下降,M_4处理上部叶较M_(1)处理下降了32.16%~35.83%,胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、气孔导度,呈先上升后下降趋势,氮素浓度呈下降趋势,但不同时期M_4、M_(3)、M_(2)处理中上部叶差异不显著;‘粤烟97’在16500株/hm^(2)时群体叶器官干物质积累达到最大值,取得了最高产量与经济效益,与10500株/hm^(2)相比,产量与产值显著提高。合理密植,‘粤烟97’能通过降低叶绿素降解与提高中上部叶氮素分布对抗弱光胁迫下的光合速率下降,促进烟株群体干物质积累能力,获得更高的烟叶产量和产值。

黔南山地烤烟合理群体结构的光合机制研究

为研究不同群体结构下烤烟的光合响应机制,本试验采用裂区设计,以行距为主区(R1:100 cm;R2:110 cm),种植密度为副区(D1:15000株·hm^(-2);D2:18000株·hm^(-2);D3:21000株·hm^(-2)),探究黔南山地适宜的烤烟群体结构。结果表明,R2行距较R1显著提高了烤烟群体叶面积指数(LAI),群体LAI随种植密度增加先增加后降低。中部叶向值随行距和密度增加而显著增大,下部叶则呈相反变化趋势;R2D2、R2D3处理上、中部与R1D2、R2D1处理下部的叶向值显著高于其他处理。R2行距较R1显著增加了中、下部叶透光率,上、中部叶透光率随密度增加而显著降低,R2D1处理中部叶的透光率显著高于其他处理,R1D3的中、下部叶透光率显著低于其他处理。D3下部叶的SPAD值显著高于D1;R2D3上部叶的SPAD值与R1D2差异不显著,显著高于其他四个处理,R2D3下部叶的SPAD值显著高于R2D2、R1D1。行距增加提高了光化学猝灭系数(qP),降低了非光化学猝灭系数(NPQ);密度增加降低了烤烟的实际量子产量[Y(Ⅱ)]、电子传递速率(ETR)和qP。R2D1的qP显著高于R1D2、R1D3和R2D3,R1D2的NPQ显著高于R1D3和R2D2。烤烟单株干物质积累量与上等烟比例随种植密度的增加呈先增加后降低趋势,而群体干物质积累量与产量则随种植密度的增加而提高。综上,在黔南山地植烟生态区,110 cm的行距和18000株·hm^(-2)的种植密度有利于合理群体结构的建成和干物质积累量的提高。本研究结果为黔南山地烤烟的优质适产提供了技术参考。

氮肥减施对烤烟生长及氮肥利用效率的影响

【目的】研究氮肥减施对烤烟生长发育、养分利用及产质量的影响,初步明确氮肥减施的可行性,为烤烟可持续生产提供理论依据。【方法】设置不施肥(对照)、常规施氮、氮肥分别减施10%、20%、30%共5个处理,对比分析各处理烟株农艺性状、经济性状、化学成分及肥料利用率等指标。【结果】氮肥适量减施能缩短烤烟生育期,显著增加烟株株高、有效叶数和最大叶宽。在烟叶化学成分方面,氮肥减施10%处理烤后烟叶还原糖、总氮、烟碱含量等均在云南优质烤烟常规化学成分指标要求范围内;在烟叶外观质量方面,氮肥减施10%、20%处理烤后烟叶颜色呈桔黄,结构疏松或尚疏松,油分充足,烟叶外观质量较好;就氮素养分分配而言,各处理烟株各部位氮素含量呈现叶部>茎部>根部的规律,且氮肥减施10%处理显著提高了烟株叶部氮素含量;就氮肥利用率而言,氮肥减施10%和20%处理的氮肥利用率、农学效率、偏生产力分别提高10.15%、9.31%,3.66%、5.22%,5.22%、8.72%,而氮肥减施30%处理的氮肥利用率与常规施氮处理间无明显差异;在经济性状方面,氮肥减施10%处理的烤烟产量和产值较常规施氮肥分别提高6.47%和16.18%。【结论】氮肥减施10%、20%处理显著影响烟株农艺性状、养分分配、烟叶化学成分及经济性状等指标,但氮肥减施30%处理对烟株农艺性状、经济性状指标影响不显著。氮肥适量减施可促进烤烟生长、提高烤烟产质量和肥料利用率。

通过压延涂布工艺制造中心加热型加热烟草芯材的过程控制研究

主要论述通过压延涂布工艺制造中心加热型加热烟草芯材的过程控制,该工艺过程是将涂布物料施涂于烟用基材与底膜之间,并通过压延辊将烟用基材与底膜进行压延贴合,使涂布物料被均匀地压延在基材表面,而后经过烘干工序处理,再将涂布后基材与底膜进行剥离,得到最终成品。对压延涂布工艺核心工序的控制逻辑进行梳理,进而对过程控制进行研究探讨,旨在明晰工艺原理、把握控制环节,掌握分析问题和解决问题的思路与方法,提高加热不燃烧烟草制品生产制造技术和产品质量稳定性。

干湿联动控制器在烟叶烘烤中的应用

针对现有烟叶烘烤控制器在烟叶烘烤中出现如鼓风机损坏、燃料耗尽或燃烧机熄火等原因引起烤房内大幅掉温时,由于目标湿球温度保持不变,不能启动排湿功能,导致烟叶烤坏,出现烟叶挂灰等情况的问题,论文在现有烟叶控制器功能基础上增加干湿联动功能,在烤房内掉温时,及时排湿,避免烤坏烟叶,提高烟叶烘烤的可靠性和安全性。

烘烤关键温度点稳温时间对高端烟叶产出率和品质的影响

为明确烘烤关键温度点稳温时间对高端烟叶产出率和品质的影响,确定有利于提升烟叶品质的关键参数,本文采用高效热泵烤房,延长变黄和定色阶段关键温度点的稳温时间,分析其对高端烟叶产出率、外观质量、物理特性及化学成分等指标的影响。结果表明,3个延长稳温时间处理的高端烟叶产出叶位主要集中在第7~8片叶,产出率均高于对照(CK),以变黄期关键温度点干球温度38.0℃和42.0℃稳温时间分别延长18 h和16 h时(处理H_(2))最高;烟叶的外观质量以变黄期关键温度点干球温度38.0℃和42.0℃稳温时间分别延长24 h和22 h时(处理H3)较好;3个处理烟叶的物理特性、化学成分均优于对照(CK),物理特性以处理H3较好,化学成分以处理H_(2)较好,处理H3次之。综上所述,延长烟叶烘烤变黄和定色阶段关键温度点稳温时间能提高高端烟叶产出率和品质,其中处理H_(2)高端烟叶产出率相对较高,处理H3烟叶内在品质较好。

微生物在国产雪茄烟叶原料生产过程中的应用研究进展

对雪茄微生物的种类及其在国产雪茄烟叶原料大田生产、晾制、发酵等环节的应用研究现状和面临的主要问题进行综述。认为:雪茄微生物类群主要分为根际微生物、叶际微生物和内生菌,其中根际微生物与叶际微生物可促进雪茄烟株生长和发育,减少雪茄烟株病害,提升烟叶感官品质,但有益内生菌的相关研究较为欠缺。微生物肥料、农药在雪茄烟叶大田生长环节中起重要作用,但雪茄烟株专用微生物肥料、农药还未得到大面积推广和应用。雪茄烟叶晾制过程中微生物资源丰富、代谢功能复杂,但涉及微生物作用机制的相关研究较少。雪茄烟叶发酵过程中微生物群落结构逐渐多样化,微生物介质的添加可改善烟叶品质,预防烟叶发生霉变,但大多数研究侧重介质微生物的筛选,对微生物提质增香的作用机制仍缺乏深度研究。未来可在雪茄烟叶内生菌筛选利用、晾制过程微生物变化等方面开展深入研究,利用组学方法深度挖掘数据,以进一步强化微生物在国产雪茄烟叶原料生产过程的有利作用,提高烟叶产量和品质,减少对进口雪茄烟叶原料的依赖。

微波干燥法快速测定烟叶含水率的研究

为快速准确测定烟叶含水率,降低能耗,提高测定效率,试验采用普通家用微波炉为微波干燥仪器,探索优化试验条件,完成烟样含水率的快速测定。结果表明:在使用中高火、间歇加热4次、每次加热90 s的条件下测得的烟叶含水率与烟草行业标准方法(烘箱干燥法)所测得的烟样含水率间无显著性差异。但相对于传统的烘箱干燥法,微波干燥法可明显地降低能耗,提升工作效率。对于测定单个样本来说,微波干燥法仅需30 min即可完成单个样本水分测定过程,而烘箱干燥法需耗时100 min;另外,微波干燥法仅需消耗0.12 kWh的能量,而烘箱干燥法需耗费2.67 kWh的能量。综上所述,使用微波干燥法测定烟叶水分可获得与烘箱干燥法无显著性差异的结果,但相比于传统烘箱干燥法,微波干燥法具有耗时少、耗能低等优点。

基于组合迟滞调节PID的薄板烘丝控制系统设计与参数优化

为克服传统薄板烘丝控制方法存在的温度阶跃响应曲线超调量较大、控制能力差等问题,笔者提出了一种基于组合迟滞调节PID算法的控制系统设计以及参数优化方法。该方法基于生产过程中的多输入多输出时间序列数据,利用灰色模型对薄板烘丝机的状态变量进行预测;在此基础上,以预测模型所得到的系统状态变量作为输入,设计针对各工艺参数的迟滞调节PID控制器,并组合形成控制系统;同时,采用混沌生物地理学优化(chaotic biogeography-based optimization,CBBO)算法对各控制器的参数进行优化。实验结果表明:所述灰色模型在预测薄板烘丝机状态时准确性较高,且预测误差较小,将薄板烘丝机排潮风温度控制的上升时间降低至38 s,排潮风温度能迅速调节至设定温度附近,且控制过程中的超调幅度更小、稳定时间更短。该组合迟滞调节PID算法能够实现对薄板烘丝机快速、低超调、高效率的运行控制,具有一定的实用性。