CN102440430B - 密集型烤房及采用该密集型烤房的烟叶烘烤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟叶烘烤技术领域，具体公开一种密集型烤房，包括标准烤房及加热系统及冷凝除湿系统，所述冷凝除湿系统的除湿进风通道位于所述标准烤房的内部，所述冷凝除湿系统的除湿排水通道通向所述标准烤房的外部。本发明还公开一种采用该密集型烤房的烟叶烘烤方法，在加热室点火后开启所述冷凝除湿系统，持续预设时间后关闭。本发明通过引入主动除湿系统，可使烤房内的湿度和风量保持在适度范围，有利于保证密集型烤房的烘烤质量，也有利于提高烤房的热效率。

Description

密集型烤房及采用该密集型烤房的烟叶烘烤方法

技术领域

本发明涉及烟叶烘烤技术领域，特别涉及一种密集型烤房及采用该密集型烤房的烟叶烘烤方法。

背景技术

已有技术中的烤烟房包括普通烤房和密集型烤房，两者的区别主要是装烟量的不同，后者装烟量是前者装烟量的数倍。但无论是普通烤房还是密集型烤房，所采用的烘烤方法大都是三段式烘烤工艺，即在烤房内设置一个干球温度计和一个湿球温度计，用于检测检测烤房内的温度和湿度，并通过控制烤房加热室的烧火强度、加热室向烤房内送风量及烤房向外的除湿量来控制烤房的温度和湿度。普通烤房和密集型烤房一般都采用气流上升式或气流下降式：气流上升式是热风从烤房下方进，上方出；反之，气流下降式是热风从烤房上方进，下方出。

随着烤烟规模化生产的发展，密集型烤房成为发展趋势，它吸收了大箱式自动化烘烤调制设备热风强制循环技术，是一种以砖瓦土木结构为主体、蜂窝煤作燃料、热风强制循环的新型烤房。与普通烤房相比，密集型烤房具有较明显的四大技术优势：

首先，是装烟密度大，烘烤能力强。同体积容量是普通烤房的2～4倍，一座密集型烤房一般可承担烟叶面积15亩～30亩。

其次，是节省烘烤用工，节约能源，烘烤效益大大提高。在装炕、烧火、出炕等方面节省了大量劳动力；同时，由于密集型烤房内部强制通风、热风循环，热能利用率高，有效节约能源，降低了烘烤成本，提高了烘烤效益。

再次，是有利于提高集约化程度，实现专业化烘烤，降低管理成本和烘烤风险。密集型烤房的推广应用，避免了分散种植、分散烘烤的技术差异，可相对集中专业烘烤技术人员，实现烟草公司提供技术服务、烘烤专业户烘烤的模式，使烟叶烘烤走向集约化、专业化。

最后，是有效提高了烟叶烘烤质量。密集型烤房烤后烟叶总体反映为颜色更鲜亮、色度更均匀，不容易出现挂灰烟、花片烟，橘色烟和上等烟比例增加，物理性状得到改善，化学成分更趋合理，香气质和香气量得到提高，烟气浓度较好，具有较好的配方可用性。

但是，使用密集烤房烘烤也普遍存在烟叶颜色偏淡、油分少、香气不足和叶片正反面差别大的缺点，这直接影响了烟叶的品质，而且成为亟待解决的难题。对于这个难题，业内界人士普遍认为是风机风量过大造成的，但风机风量减小又会不利除湿，导致挂灰烟和蒸片烟的产生。为此，迫切需要设计一种新的密集型烘烤房及相应的烘烤方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种密集型烤房及采用密集型烤房的烟叶烘烤方法，可使烤房内的湿度和风量保持在适度范围，由此提高烤房的热效率，保证密集型烤房的烘烤质量。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，一种密集型烤房，包括标准烤房及加热系统，还包括冷凝除湿系统，所述冷凝除湿系统的除湿进风通道位于所述标准烤房的内部，所述冷凝除湿系统的除湿排水通道通向所述标准烤房的外部。

较优地，所述冷凝除湿系统包括：

湿度传感器，设置于所述标准烤房的内部，用于检测并输出烤房湿度信号；

控制器，用于接收所述烤房湿度信号，并与目标湿度比较；在烤房湿度大于目标湿度时，根据预定的控制策略，输出除湿控制信号；

除湿调节阀门，设置于所述除湿进风通道上，根据所述除湿控制信号，开启/关闭除湿进风通道或调节除湿进风通道的开度大小。

较优地，所述加热系统包括加热室，连通所述标准烤房。

较优地，还包括强制循环系统，所述强制循环系统的循环风道一端连通所述标准烤房，另一端连通所述加热室，其中所述循环风道内设置风机。

较优地，所述标准烤房为三棚双路型烤房。

较优地，所述标准烤房为气流下降式半堆积式密集烤房。

在此基础上，采用该密集型烤房的烟叶烘烤方法，保留所述标准烤房的天窗与地洞，在加热室点火后开启所述冷凝除湿系统，按照预定除湿策略强制除湿一预定时间后关闭所述冷凝除湿系统；或者，取消所述标准烤房的天窗与地洞，在加热室点火后开启所述冷凝除湿系统，按照预定除湿策略持续强制除湿至烘烤结束。

较优地，按照变黄阶段、定色阶段及干筋阶段三段式烘烤烟叶，其中，

所述变黄阶段按照下述步骤控制烤房内温度：

将干球温度提高到35±1℃，保持湿球温度33～34℃，直至烟叶叶尖变黄；

将干球温度以2±0.5小时1℃升至38～40℃，稳温延长时间，控制湿球温度34～36℃，直至底层烟叶接近或达到80％黄片青筋少量含黄，同时叶片发软；

将干球温度以1±0.5小时1℃升至40～43℃，保持湿球温度36～37℃，使底层全部烟叶和二层部分烟叶达到既变黄又变软、塌架；

所述定色阶段按照下述步骤控制温度：

将干球温度以2～3小时1℃升至54±1℃；同时，使湿球温度逐步上升且稳定在36～40℃；

所述干筋阶段按照下述步骤控制温度：

以每小时1±0.5℃的速度将干球温度升至68±1℃，稳温最高不超过70℃，直到烟叶完全干燥；同时，使湿球温度稳定在40～43℃，直至烘烤结束。

较优地，在烤房湿度低于预设最低湿度时，对所述标准烤房加水补湿。

与现有技术相比，本发明在密集型烤房内引入热泵技术，即在密集型烤房中增加主动除湿系统，由此使空气中的水通过主动除湿系统变成液态水后排出烤房，而同时保留除湿时带走的热量，由此使得使普通密集型烤房变为密闭式内循环除湿烤房，这既可降低烤房内的湿度和风量，又可提高烤房的热效率。

附图说明

图1是本发明密集型烤房的示意图；

图2是采用本发明密集型烤房的烟叶烘烤方法的流程图；

图3表示不同烤房烟叶烘烤期间烟叶叶片含水量变化；

图4表示不同烤房烟叶烘烤期间叶绿素含量变化；

图5表示不同烤房烟叶烘烤期间类胡萝卜含量变化；

图6表示不同烤房烟叶烘烤期间淀粉酶活性变化；

图7表示不同烤房烟叶烘烤期间多酚氧化酶活性变化；

图8表示不同烤房烟叶烘烤期间可溶性总糖变化；

图9表示不同烤房烟叶烘烤期间淀粉含量(％)变化。

具体实施方式

本发明的出发点在于通过降低烤房相对湿度对烟叶生理生化特性及其品质的影响，得到一套较为完善的烘烤工艺。

为了对本发明进行充分说明，先对有关烘烤原理进行介绍。

众所周知，烟叶烘烤是一个与物理变化相伴随的复杂的生理生化过程。在这个过程中，伴随着水分的大量丧失，叶内大分子有机质在呼吸酶、水解酶、氧化还原酶等一系列酶类的作用下不断分解、转化或消耗，小分子有机物质不断形成，烟叶在田间所形成的品质、性状不断得到改善和提高。

烘烤过程中烟叶的生理变化受水分动态的控制。烟叶在烘烤过程中水分动态变化表现为前期失水少，失水速度慢；中期失水多，失水速度快；后期失水又少，失水速度又减慢。这可能与中期结合水的大量散失有关，这一点在宫长荣(2000)关于烟叶失水规律的研究中得到证实。宫长荣研究表明，选用4种在烘烤过程中的水分散失量与LOX活性变化、MDA的积累量呈显著相关，与叶绿素降解量呈显著负相关，而pH值的变化与水分变化的相关性不显著。

碳水化合物是烟叶中重要的基础有机化合物，它在烘烤过程中发生显著的变化。鲜烟叶中的淀粉含量一般很高，一般在25％左右，有时候高达35％～40％，但经过烘烤之后要大幅度减少，可以减少到5％左右或更少。与此同时，烟叶含糖量却由10％左右增加到15％～20％，有些烟叶则更高些。从对烟叶燃吸品质的分析认为，烤后烟叶淀粉含量高是无益的，而糖含量在适宜的范围内稍高一些则有正向作用。烘烤过程中糖分含量的大幅度增加正是淀粉大量水解转化的结果，也是烟叶内在品质得到增进和改善的重要标志。

正常生长发育达到成熟的鲜烟叶中，蛋白质的含量有12％～15％，经烘烤后，蛋白质含量有30％～50％转化消耗。其中，在烟叶变黄期间因转化而减少15％～35％。在烟叶变黄之后，不断升温排湿的干燥过程中，蛋白质也发生转化和降解。蛋白质最终转化为氨基酸，氨基酸可以用于积累，也会与其他物质结合形成酰胺或有机酸盐，酰胺还会转化变为氨散发出来。不少氨基酸(如脯氨酸、天门冬氨酸、苏氨酸、组氨酸等)被认为是烟叶想起前体物质的重要组成。因此，在烘烤期间蛋白质转化程度越深，越有益于增进烟叶内在香气吃味质量。

叶绿素的降解是同蛋白质的降解同时发生的，这是因为在烟叶中叶绿素是以与蛋白质结合的复合体的形态存在着，伴随蛋白质的分解使这种复合体被破坏，显露出来的叶绿素结构变为不稳定状态，进而氧化分解消失。叶绿素的降解不仅是烟叶变黄所必需的，同时叶绿素的降解产物也对烟叶的香味起积极的作用；所以，叶绿素降解状况，同时也是烤后烟叶质量的反映。

烟叶香味受许多因素影响，如化学成分、烟叶的脱水速度、环境温湿度、风速等。烟叶中与香气形成有关的化学成分有：还原糖、氨基酸、多酚类、酮类等。烟叶在成熟时，香气物质就有一定的含量，调制期间，伴随着香气前体物的降解和美拉德反应的发生，许多挥发性致香成分产生或含量增加，但也有一些成分保持稳定或减少甚至消失。烟叶的脱水速度也是影响香气形成的一个方面，这是由于烟叶水分含量影响叶内的代谢活动和物质转化，进而烟叶的脱水速度决定了叶内代谢活动和物质转化的进程。通风与烟叶干燥关系密切。从通风的角度看，风速高时烤后烟叶趋向于柠檬黄，香味淡，辛辣味重，烟气粗糙，刺激性大；风速低时烤后烟叶颜色较暗，但香气和吃味浓郁。目前，国内外的研究认为，烤烟香气物质大部分在烘烤的变黄和定色阶段形成，到干筋期后期香气物质可能分解。

由此可见，通过降低烤房内相对湿度，改变烘烤温湿度环境，影响烘烤过程中烟叶的碳氮代谢，可解决使用密集烤房烘烤普遍存在烟叶颜色偏淡、油分少、香气不足和叶片正反面差别大等问题。

根据以上原理，本发明的核心是在标准密集型烤房上进行改造，增加主动排湿系统，由此使烤房内的湿度和风量保持在适度范围，提高烤房的热效率，同时也有利于保证密集型烤房的烘烤质量。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，为本发明密集型烤房的一较优实施例。该密集型烤房在现有标准烤房的基础上进行改造，增加了主动除湿系统，由此得到除湿型烤房。该密集型烤房的基本构造由标准烤房、加热系统、强制循环系统、冷凝除湿系统等部分构成，其中：

标准烤房主体为烘烤室1，优选为三棚双路、气流下降式半堆积式型烤房，并取消了天窗与地洞。

加热系统包括加热室2，其连通标准烤房的烘烤室1。该加热室2采用燃煤或燃油等方式进行动热，加热后的热风通入烘烤室1对烟叶进行三段式烘烤。

强制循环系统的循环风道3一端连通标准烤房的烘烤室1，另一端连通加热室2，其中该循环风道内设置风机4，以便将烘烤室1内热风引回加热室2，由此提高热效率。

冷凝除湿系统包括除湿器5，其除湿进风通道位于标准烤房的内部，除湿排水通道通向标准烤房的外部。该除湿系统的核心为除湿器5，可将湿热空气中的水分冷却，形成液态水后排出至烤房外。

较优地，冷凝除湿系统为一自动除湿控制系统，具体包括以下湿度传感器、控制器、除湿调节阀门(图未示出)，其中：

湿度传感器，设置于所述标准烤房的内部，用于检测并输出烤房湿度信号；

控制器，用于接收所述烤房湿度信号，并与目标湿度比较；在烤房湿度大于目标湿度时，根据预定的控制策略，输出除湿控制信号；

除湿调节阀门，设置于所述除湿进风通道上，根据所述除湿控制信号，开启/关闭除湿进风通道或调节除湿进风通道的开度大小。

上述密集型烤房的工作原理如下：通过加热室2加热的热空气，将由风机4强制送入循环风道3的进风道；之后进入装烟的烘烤室1，均匀经过烟层后到达循环风道3的回风道；最后，进入加热室2进行循环。当需除湿时，烘烤室1内湿空气进入冷凝除湿系统，除湿器5的冷凝器将湿热空气中的水分冷却；冷却的水分经过管道排出烤房，而热量保留到烤房内，由此提高烤房的热效率。而由于该密集型烤房使烤房内的湿度和风量保持在适度范围，也有利于保证烟叶烘烤质量。

在以上密集型烤房的基础上，可实现一种高质量的烘烤工艺，以下进行说明。

参见图2，表示本发明采用密集型烤房的烟叶烘烤方法的流程图。主要分两种情况：

其一，对于保留标准烤房天窗与地洞的情况，在加热室点火后开启冷凝除湿系统，按照预定除湿策略强制除湿一预定时间(如持续24±1小时)后关闭；

其二，对于取消了标准烤房天窗与地洞的情况，则在加热室点火后开启冷凝除湿系统，并按照预定除湿策略持续强制除湿至烘烤结束。

对于上述这两种情况，都同时在烤房湿度低于预设最低湿度时，对标准烤房加水补湿。

图2表示具体的烘烤工序步骤，依次包括变黄阶段、定色阶段及干筋阶段，以下别对各阶段进行说明。

所述变黄阶段按照下述步骤控制烤房内温度：

S201、将干球温度提高到35±1℃，保持湿球温度33～34℃，直至烟叶叶尖变黄；

S202、将干球温度以2±0.5小时1℃升至38～40℃，稳温延长时间，控制湿球温度34～36℃，直至底层烟叶接近或达到80％黄片青筋少量含黄，同时叶片发软；

S203、将干球温度以1±0.5小时1℃升至40～43℃，保持湿球温度36～37℃，使底层全部烟叶和二层部分烟叶达到既变黄又变软、塌架；

所述定色阶段按照下述步骤控制温度：

S204、将干球温度以2～3小时1℃升至54±1℃；同时，使湿球温度逐步上升且稳定在36～40℃；

所述干筋阶段按照下述步骤控制温度：

S205、以每小时1±0.5℃的速度将干球温度升至68±1℃，稳温最高不超过70℃，直到烟叶完全干燥；同时，使湿球温度稳定在40～43℃，直至烘烤结束。

以下通过一烘烤实例进一步测定烤烟整个烘烤过程中相对含水量、叶绿素、淀粉、可溶性糖、总氮、淀粉酶和多酚氧化酶等参数的变化，证实本发明降低烤房相对湿度对烟叶品质形成规律，以达到有效提高烟叶的烘烤质量的目的。

1、材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为烟草品种K326，选取中部叶，试验地点为广东省始兴县，供试土壤为黄泥土，肥力中等，种植密度为19500株/hm²。施肥和田间管理参照当地优质烤烟栽培管理方法进行。从试验田中选定100株长势一致的烟株挂牌标记，待烟叶充分成熟后中部叶取第12-14位叶用于烘烤，在烘烤过程中每隔6h取样1次进行成分分析。

1.2 试验设计

试验设置为两个处理系统，包括，

普通烤房规格：三棚双路，10m×2.8m气流下降式半堆积式密集烤房；

除湿烤房规格：三棚双路，10m×2.8m气流下降式半堆积式密集烤房，内置除湿机。

除湿烤房在点火时即开除湿器，开机24小时后关闭。

1.3 项目测定方法

烟叶总水分由杀青烘干法测定；蛋白质含量用凯氏定氮仪测定；多酚氧化酶活性用紫外分光光度法测定；3，5-二硝基水杨酸比色法测定淀粉酶活性；乙醇提取法测定叶绿素a、b总量和类胡萝卜素；分光光度法测烟碱含量；蒽酮比色法测定可溶性总糖和淀粉含量；3，5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖。烤后烟叶按照国家烤烟42级标准进行分级，各级别烟叶价格参考当地烟叶收购价格，计算产量和产值，并选取中橘三(C₃F)进行化学成分分析。

2、试验结果与分析

2.1 不同烤房烘烤过程中烤房内相对湿度及烟叶变化

2.1.1 不同烤房烘烤过程中烟叶变化及烤房温湿度变化

表1  除湿烤房(A)烘烤中烟叶变化及温湿度记录表

时间	上棚温度	中棚温度	低棚温度	烟叶变化情况
					第一日24:00	35，33	35，33	32，32.4
第二日06:00	35.4，33	35，33	32，32	烘烤12小时上棚烟
					12:00	39，35.4	39，35	35，34	烘烤18小时上中棚
18:00	40，36	40，36.2	37.2，35	烘烤24小时棚烟
					24:00	36，32.5	35，32.4	34，32	烘烤30小时中棚烟
第三日06:00	38，34.2	38，34	35，34	烘烤36小时上棚烟
					12:00	41.2，34	42，35	38，32.9
18:00	43，34	43，35	37，33	烘烤48小时上棚烟
					24:00	38，32.5	38，32	35，30.5	烘烤54小时中棚烟
第四日06:00	41.8，33	42，33	38，32	烘烤60小时上棚烟
					12:00	46，34	45，35	41，32.9	烘烤66小时中棚烟
18:00	51，37.5	51.2，38	41.2，35
					24:00	48，35	48，34	44，33	烘烤78小时中棚烟

注：除湿机在点火时就开，开动24小时关闭。

表2  对照烤房(CK)烘烤中烟叶变化及温湿度记录表

时间	上棚温度	中棚温度	低棚温度	烟叶变化情况
					第一日24:00	35，34	35，33	34，33.4
第二日06:00	34.9，33	34，32.9	33，32.8
					12:00	36.2，34	35.2，34	34，33.2
18:00	37，35.2	36.9，34	34，34
					24:00	39，36	39，36	35，34.5	烘烤30小时，上棚烟叶变软，变黄程度达到八成
第三日06:00	36，34	37，34	34，33	烘烤36小时，中棚烟叶变软
					12:00	37，34	38.2，35	34.2，34	烘烤42小时，上棚烟叶勾尖，中棚变黄程度达八成
18:00	40，35.4	38.8，35.2	34，34
					24:00	38，33	39，34	34，32	烘烤54小时，中棚烟叶勾尖
第四日06:00	38，33.8	40，34	33.8，33	烘烤60小时，上棚烟叶勾尖卷边
					12:00	42，36	44，37	36，34.5
18:00	45，37.5	48，38	39，35	烘烤72小时，上棚烟叶小卷筒，中棚烟叶勾尖卷边
					24:00	50，38.2	50.4，38.2	41，36.8	烘烤78小时，上棚烟叶大卷筒，中棚烟叶小卷筒
第五日12:00	49，37.5	52，39	42，35.4	烘烤90小时，中棚烟叶大卷筒

从表1和表2综合可以看出：①除湿烤房在烘烤18和30小时时，上中棚烟叶分别达到八成黄以上，且变黄过程中烟叶黄软同步。烟叶变黄比普通烤房快12～18小时。②除湿烤房在烘烤48和60小时时，上棚烟叶分别达到小卷筒和卷筒，其温度明显低于对照烤房，同样也低于三段式烘烤所要求温度。③除湿烤房在烘烤54和78小时时，中棚烟叶分别达到小卷筒和大卷筒，其温度明显低于对照烤房。烟叶干燥较快可能是由于除湿烤房中的除湿机将烤房空气中的多余水分排出，致使除湿烤房中相对湿度较低，烟叶中水分散失较快。以中棚烟叶为例，除湿烤房在烘烤30、54和78小时时的烤房内上中下相对湿度分别为(74％，81％，84％)、(66％，60％，67％)、(35％，31％，39％)，而此时CK的相对湿度分别为(79％，79％，96％)、(66％，67％，84％)、(41％，41％，71％)，CK明显高于A(除湿烤房)内的相对湿度，尤其是低棚相对湿度显著高于A，(P＜0.05)，差异显著。烟叶变黄较快可能是由于烟叶在低湿情况下，由于自由水的散失而先变软，使细胞内的水分相对减少，细胞受到逆境胁迫从而加速变黄。

2.2 不同烤房对烤烟烘烤期间烟叶叶片含水量的影响

由图3可以看出：①烘烤过程中，烟叶叶片含水量呈逐渐下降趋势，前期烟叶水分下降较慢，60小时以后失水速度有加快趋势。与宫长荣(2000)认为烘烤过程中烟叶前期失水水分多为自由水，失水速度慢；中期结合水的大量散失，失水速度快相一致。②烘烤过程中，A的叶片含水量明显减少时(66h)比CK的叶片含水量明显减少时(78h)早12h。结合表1和表2可以分析出，A内的空气相对湿度低于CK，因此，A中比CK中叶片较容易散失水分，A的叶片含水量快速降低时要比CK早。

2.3 不同烤房对烘烤期间烟叶色素含量影响

2.3.1 对叶绿素含量的影响

烟叶在烘烤过程中叶片颜色的变化实质是叶绿素的降解和类胡萝卜素等黄色素比例的增加。由图4可以看出，随着烘烤的进行，烟叶中叶绿素的含量逐步减少，说明叶绿素随着烘烤的进行而逐渐降解，尤其在变黄期降解量最大。两处理在“0h～18h”叶绿素降解速率较快，而后呈现缓慢的态势，40h后降解速率再次加快，54h后叶绿素含量趋于稳定。在烘烤过程中，36h(变黄期中期)各处理的叶绿素降解幅度分别为：CK：79.03％，A：55.65％；54h(变黄期末期)各处理的降幅分别为：CK：81.76％，A：79.34％。烟叶完成变黄期以后，叶绿素仍然缓慢降解，直至定色期时叶绿素含量趋于稳定。

2.3.2 对类胡萝卜素的影响

由图5可知，在烘烤过程中，各处理类胡萝卜素含量呈U字形变化。在变黄期前期，各处理的叶黄素含量缓慢下降，之后相对稳定，直到变黄期结束时(54h)，各处理叶黄素含量达到最低点。在54h各处理降幅分别为：CK：55.39％，A：63.62％。在变黄期后期到定色期不同处理的叶黄素含量呈缓慢上升的趋势，各处理的增幅分别为：CK：48.33％，A：71.02％。由图4和图5可知，在整个烘烤过程中，降低烤房相对湿度对叶绿素和胡萝卜素的含量有显著影响。

2.3.3 对色素指数的影响

由表3可知，在烘烤过程中色素指数逐渐减小，这是由于在烘烤过程中叶绿素和类胡萝卜素不断降解，而叶绿素降解速率更快，从而导致烘烤过程中色素指数逐渐减小。在烘烤过程中60h内，CK色素指数降幅分别为：48.42％、11.53％、2.67％、25.42％和51.47％，A色素指数降幅分别为：22.95％、21.53％、6.18％、47.33％和75.19％，两处理在“0h-12h”和“36h-60h”内色素指数降幅相对剧烈，而在“24h-36h”的色素指数降幅相对缓慢。在烘烤12h内，A处理色素降幅相对于CK较慢，而在烘烤“12h-60h”A处理色素降幅相对于CK较快，且烘烤60h时，A处理的色素指数明显低于CK，说明A处理的叶绿素降解更完全、更充分。

表3  不同烤房烘烤过程中色素指数的变化

2.4 不同烤房对烤烟烘烤期间烟叶淀粉酶活性的影响

由图6可以看出，随着烘烤的进行，各处理的淀粉酶活性有不断升高的趋势，直至烟叶达到小卷筒前6小时，淀粉酶活性达到最大。在烘烤0h-42h期间，A处理的淀粉酶活性低于CK；42h-60h内，A处理活性明显高于CK；各处理淀粉酶到达最高峰的增幅分别为：CK：1885.3％，A：983.5％，之后开始下降，各处理的降幅为：CK：138.1％，A：233.1％。从图6还可以看出，由于A处理烤房内相对湿度较低，叶片较快干燥，淀粉酶活性达到最大值比CK处理提前6小时。

3.5 不同烤房对烤烟烘烤期间烟叶多酚氧化酶活性的影响

多酚氧化酶属于氧化还原酶类，是植物中广泛存在的一类铜蛋白质，其共同特征是通过分子氧催化酚类物质氧化成醌，醌再与其他醌、氨基酸、蛋白质及化合物聚合成色素物质。烟草多酚氧化酶介导的酶催棕色化反应，会影响烟叶的外观质量，降低烟叶内致香物质含量，使烟叶品质下降，经济效益降低(雷东峰等，2003)。

由图7可知，在烟叶烘烤过程中，各处理的PPO活性变化规律总体上呈“先下降后上升再下降”的趋势，在60h均达到一个峰值，但A处理的PPO活性明显低于CK。在整个烘烤过程中，A处理的PPO活性多数低于CK处理，说明在整个烘烤过程中，除湿烤房的酶促棕色化反应可能比对照弱。

3.6 不同烤房对烤烟烘烤期间烟叶化学成分的影响

3.6.1 对可溶性总糖的影响

可溶性总糖是烟叶碳积累代谢过程的一个重要产物，其含量的高低对烤后烟叶品质产生显著影响。由图8可以看出，各处理可溶性糖的含量均呈现不断升高的趋势，而且各处理均有三个积累高峰期，CK的三个积累高峰期分别在0h-6h、18h-24h和30h-36h，其升幅依次为45.86％、25.20％和21.83％；A处理的后两个积累高峰与CK相比相对延后，三个积累高峰期分别发生在0h-6h、24h-30h和42h-48h，其升幅依次为31.75％、22.75％和26.56％。结合图6可以看出，A处理的淀粉酶活性在0h-42h始终低于CK，它们的可溶性糖积累的幅度分别为：CK：155.4％，A：93.08％，A处理的可溶性糖的积累幅度远远小于CK；在42h-60h内，A处理淀粉酶活性明显高于CK，它们的可溶性糖积累的幅度分别为：CK：8.11％，A：46.70％，说明A处理在此期间可溶性糖积累速度明显加快。

3.6.2 对淀粉的影响

烘烤后烟叶中的淀粉含量是决定烟叶内在品质和外观品质的重要因素。烟叶淀粉含量对烟叶是一个不良因素，烘烤过程中烟叶中的淀粉向糖的转化以及形成糖含量的高低与烟叶的香味密切相关，还原糖、单糖含量的高低是烟叶质量好坏的标志之一。

从图9中可以看出，在整个烘烤过程中，各处理的淀粉含量均有逐渐下降的趋势。烘烤前48h，各处理淀粉含量降幅分别为：CK：66.08％，A：49.98％；48h后各处理的淀粉含量降幅分别为：CK：5.13％，A：17.60％。与对照相比，烘烤前48h，除湿烤房的淀粉降解速度相对较慢，48h后对照的淀粉几乎不在降解，而除湿烤房的淀粉降解量明显。

2.7 不同烤房对烤后烟叶品质的影响

2.7.1 对烤后烟叶主要化学成分的影响

由表4可以看出，A处理烤后烟叶淀粉含量明显高于CK，而总糖和还原糖的含量与CK相比差别不明显；CK的总氮含量明显高于A处理，这可能是由于A处理的叶绿素降解比CK较充分(由于A处理色素指数低于CK)，而叶绿素的降解是同蛋白质的降解同时发生的，所以CK的总氮含量明显高于A处理。两个处理的施木克值较接近，且施木克值在2-2.5之间，说明烤后烟叶烟气糖蛋比较协调。

表4  不同烤房烘烤对烤后烟叶主要化学成分影响

处理	总糖(％)	淀粉(％)	还原糖(％)	总氮(％)	施木克值
						CK	20.71±0.0695b	4.481±0.2273a	15.05±0.4190a	1.622±0.0388b	2.042±0.0264a
A	18.53±0.5541a	5.831±0.4079b	14.47±0.1486a	1.465±0.0204a	2.024±0.0129a

2.7.2 对烤后烟叶经济性状的影响

表5  不同烤房烤后不同烟叶等级结构

处理	产量	产值	中等烟比例	上等烟比例	均价
						CK	363±18.36a	3833±191.3a	26.45±0.3723a	46.28±1.592a	10.56±0.3219a
A	420±26.12b	5140±256.7b	25.71±0.8314a	54.29±1.167b	12.24±0.1544b

表5结果所示，A处理(除中等烟比例外)产量、产值、上等烟比例、均价都显著高于CK处理，其产量、产值、上等烟比例、均价分别高出CK：15.70％，34.10％，17.31％，15.91％。A均价高于CK是由于上等烟比例高于CK。A处理产值高于CK是由于A均价和产量均高于CK。说明除湿烤房不仅可以进一步增加烤房装烟量，而且保证和提高烤烟质量，减少烤坏烟的风险，从而增加烘烤的产值。

2.7.3 不同烤房烤烟成本比较

表6  不同烤房成本比较

注：散煤的价格700元/吨，电价为0.7414元/Kw·h

由表6所示，A处理煤耗和烘烤成本均显著低于CK处理，煤耗和烘烤成本分别比CK处理减少了37.57％和34.72％。这是由于A烤房内除湿机保留部分因排湿所需带走的热量，提高了热能利用率，从而降低了煤耗，进而降低了烘烤成本。

3、结论与讨论

3.1 结论

3.1.1 除湿烤房烘烤对烟叶变化和烟叶水分干燥过程影响

在除湿烤房烘烤过程中，烟叶变黄变软过程较快，且变黄变软所需温湿度都明显低于对照。在烟叶水分干燥过程，处理间的水分含量变化趋势相一致，但除湿烤房中烟叶水分相比对照干燥较快，烟叶提前12小时达到定色期后期(即大卷筒)。

3.1.2 除湿烤房烘烤对烟叶碳氮代谢影响

叶绿素降解状况对烤后烟叶质量有直接的影响，因为叶绿素的降解产物对烟叶的香味起积极的作用，而且叶绿素的降解是同蛋白质的降解同时发生的，这是因为在烟叶中叶绿素是以与蛋白质结合的复合体的形态存在着，伴随蛋白质的分解使这种复合体被破坏，显露出来的叶绿素结构变为不稳定状态，进而氧化分解消失，所以叶绿素降解是烟叶变黄所必需的。

碳代谢和氮代谢是烟叶生长发育、产量及品质形成过程中最基本的代谢过程，烟叶品质形成与碳氮代谢及其协调性有着非常重要的关系，只有碳、氮代谢协调才有碳水化合物和含氮化合物之间的平衡，才能生产出优质烟叶。从图6和图7可以看出，除湿烤房烘烤前24h除湿机开机，使烤房内相对湿度与对照相比相对较低，而0h-42h内除湿烤房烘烤的烟叶酶活性低于对照，说明降低烤房内相对湿度对酶活性有一定范围的抑制作用。

从图6和图9看出，烘烤前42h除湿烤房淀粉酶活性与对照相比较低，烟叶中的淀粉降解较慢，即使42h-60h淀粉酶活性不断升高，但烟叶达到大卷筒比对照提前12h，这就导致了除湿烤房烘烤的烟叶淀粉降解量比对照少，烤后烟叶的淀粉含量高于对照，而可溶性总糖和还原糖含量低于对照。

烟叶变褐总是和多酚氧化酶活性升高相伴发生，而且烘烤过程中多酚氧化酶的活性又与烘烤环境、烟叶含水量等直接相关，这正是烘烤的温湿度条件可以诱导棕色化反应发生的原因所在。从图7可以看出，在整个烘烤过程中，除湿烤房的PPO活性多数低于对照，说明降低烤房相对湿度能有效地钝化和终止多酚氧化酶的活性，防止烟叶氧化变棕，从而减少和避免烤黑烟和挂灰烟出现，能够使烟叶的烘烤质量得到保证。

从表4中可以看出，烤后烟叶的淀粉含量高于对照，可溶性总糖和还原糖含量低于对照，但施木克值在2-2.5之间，说明烤后烟叶烟气糖蛋比较协调，基本上可表明烟叶的品质好。

3.1.3 除湿烤房烘烤对烤后烟叶品质的影响

从表4可以看出，除湿烤房烘烤出的烟叶上等烟比例高，出烤干烟多，因此产值和均价均比对照高。从表6可以看出，除湿烤房可以有效提高热能利用效率，降低能耗，从而降低烘烤成本，相比对照除湿烤房具有明显的优越性。

3.2 讨论

综上所述，除湿烤房不仅能够有效降低多酚氧化酶的活性，减少或避免烤黑烟和挂灰烟的出现，能够保证烟叶的烘烤质量，而且能够保留部分因排湿所需带走的热量，提高热能利用率，降低烘烤成本，相比普通密集烤房具有明显的优越性，但除湿烤房也降低了淀粉酶的活性，导致烤后烟叶淀粉含量相对较高，笔者认为这一问题可以通过改变除湿机的功率、缩短除湿机的时间或调整除湿机开机时段等措施来解决。总之，除湿烤房相比普通密集烤房具有明显的优越性，具有很好的应用和推广价值。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种密集型烤房，包括标准烤房及加热系统，其特征在于，还包括冷凝除湿系统，所述冷凝除湿系统的除湿进风通道位于所述标准烤房的内部，所述冷凝除湿系统的除湿排水通道通向所述标准烤房的外部，所述冷凝除湿系统包括除湿器，除湿器可将湿热空气中的水分冷却，形成液态水后排出至烤房外；所述加热系统包括加热室，连通所述标准烤房，该加热室采用燃煤或燃油进行加热，加热后的热风通入烘烤室对烟叶进行三段式烘烤；

还包括强制循环系统，所述强制循环系统的循环风道一端连通所述标准烤房，另一端连通所述加热室，其中所述循环风道内设置风机；

所述冷凝除湿系统为一自动除湿控制系统，包括：

湿度传感器，设置于所述标准烤房的内部，用于检测并输出烤房湿度信号；

控制器，用于接收所述烤房湿度信号，并与目标湿度比较；在烤房湿度大于目标湿度时，根据预定的控制策略，输出除湿控制信号；

除湿调节阀门，设置于所述除湿进风通道上，根据所述除湿控制信号，开启/关闭除湿进风通道或调节除湿进风通道的开度大小；

所述标准烤房为三棚双路型烤房或气流下降式半堆积式密集烤房。

2.采用如权利要求1所述密集型烤房的烟叶烘烤方法，其特征在于，保留所述标准烤房的天窗与地洞，在加热室点火后开启所述冷凝除湿系统，按照预定除湿策略强制除湿一预定时间后关闭所述冷凝除湿系统。

3.采用如权利要求1所述密集型烤房的烟叶烘烤方法，其特征在于，取消所述标准烤房的天窗与地洞，在加热室点火后开启所述冷凝除湿系统，按照预定除湿策略持续强制除湿至烘烤结束。

4.如权利要求2或3所述的烟叶烘烤方法，其特征在于，按照变黄阶段、定色阶段及干筋阶段三段式烘烤烟叶，其中，

所述变黄阶段按照下述步骤控制烤房内温度：

将干球温度提高到35±1℃，保持湿球温度33～34℃，直至烟叶叶尖变黄；

将干球温度以2±0.5小时1℃升至38～40℃，稳温延长时间，控制湿球温度34～36℃，直至底层烟叶接近或达到80%黄片青筋少量含黄，同时叶片发软；

将干球温度以1±0.5小时1℃升至40～43℃，保持湿球温度36～37℃，使底层全部烟叶和二层部分烟叶达到既变黄又变软、塌架；

所述定色阶段按照下述步骤控制温度：

将干球温度以2～3小时1℃升至54±1℃；同时，使湿球温度逐步上升且稳定在36～40℃；

所述干筋阶段按照下述步骤控制温度：

以每小时1±0.5℃的速度将干球温度升至68±1℃，稳温最高不超过70℃，直到烟叶完全干燥；同时，使湿球温度稳定在40～43℃，直至烘烤结束。

5.如权利要求4所述的烟叶烘烤方法，其特征在于，在烤房湿度低于预设最低湿度时，对所述标准烤房加水补湿。

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