烟草在线专稿　　[摘要]：为了给密集烤房供热设备的改进提供理论依据，研究了翅片管换热器在密集烤房中应用的效果，及其对中上部烟叶外观质量、化学成分、香气物质、评吸质量和经济性状的影响。结果表明，翅片管换热器能显著地改善上部烟叶的外观质量，而对中部烟叶的改善效果不大。采用翅片管换热器能在一定程度上改善烟叶的内在化学成分的协调性和感官评吸质量，提高其香气物质的含量和内在品质。翅片管换热器对经济性状的影响是明显的，尤其能显著地降低kg干烟的耗煤量，提高均价等，对节能降耗的贡献是显著的。

　　[关键词]：翅片管换热器；密集烤房；烤烟；烟叶质量

　　密集烘烤现由于装烟密度大、节省烘烤用工，有利于提高专业化程度和烟叶烘烤质量，现已成为中国烤烟烘烤的发展方向。而密集烤房适应了烤烟生产可持续发展的新形势，代表了今后烘烤设备的发展方向，但是我国烘烤设备的研究与应用却相对落后，不能满足烤烟生产发展的需要^[1]。因此，在对烤房设备的研究方面一直也是是个热点。美国密集烤房专家在热风循环系统^[2-3]、装烟设备^[4-6]、燃料利用^[7]、排湿系统^[8]、密集烘烤工艺^[9-10]等方面不断完善，逐步形成了适应美国经济状况、生产方式的先进的商业化生产、商业化运作的现代化、机械化、智能化的密集烤房以及相应的配套设备与技术。随着我国现代农业发展战略的实施，烤烟生产组织形式也发生了重大转变。在不断加大烟叶生产基础设施建设投入的同时，全面推进烟叶生产规模化、集约化、专业化和信息化。目前我国密集烤房在加热设备^[11-16]方面已经取得了长足的发展。换热器是工业传热过程中必不可少的设备，翅片管换热器与普通光管换热器相比具有许多热性能和经济上的优点^[17]。在合适的条件下，翅片管换热器不仅可减少换热器尺寸，而且能提高换热效率，并且已经在制冷、空调和化工等工业领域得到广泛应用^[18]。但是该换热器在密集烤房设备中的应用研究较少。因此，本研究探讨了翅片管换热器在密集烤房中的应用效果，并研究了采用该设备后对烤后中上部烟叶质量的影响，旨在为密集烤房设备的改进提供理论依据。

　　1　材料与方法

　　1.1　试验材料

　　试验于2009年在福建省南平武夷山市星村镇黄村烤房群进行，气流下降式密集烤房6座，其中3座烤房配有高效翅片管换热器，另外3座烤房配备原产区推广的普通光管换热器（辽宁海帝升生产）；烤房规格为8m×2.7m×3.2m。供试烤烟品种为翠碧1号。试验田土壤质地为黏壤土，肥力中等，种植行距120cm，株距50cm。田间管理按优质烤烟栽培生产技术规范进行。以中部叶（第11～12位叶）和上部叶（第15～16位叶）为试验材料，依据成熟标准，烟叶成熟时按照叶位单叶采收。

　　1.2　试验设计

　　试验共设2个处理，T1-翅片管换热器设备，CK-普通换热器设备，各烤房其它设备配备完全一致。烟叶按成熟标准采收后，从中挑选出成熟度、大小基本一致的叶片，按每竿130片绑竿标记，分别挂置在各烤房底层、中层、上层距离装烟室门口各2m、4m、6m处，每层6竿。各处理烟叶均在同一天内完成采收、编烟、装炕与开烤，装烟密度为65kg/m³（中部叶）和70kg/m³（上部叶）。各处理烟叶均严格按照三段式烘烤进行。回潮后按烤烟国家标准（GB　2635-92）对标记烟叶分级，中部叶取C3F（中橘三），上部叶取B2F（上橘二）各2.0kg用于各指标测定，3次重复。

　　1.3　测定项目与方法

　　1.3.1　外观质量

　　按照国标GB　2635-92规定，由郑州烟草研究院、中国烟草总公司职工培训中心、青州烟草研究所、上海烟草集团公司、湖南中烟工业公司、河南中烟工业公司和河北中烟工业公司等7个单位的10名专家鉴定，烟叶外观质量的鉴定和综合评价参照王彦亭等[19]的方法进行。

　　1.3.2　常规化学成分

　　试样的制备：烘箱法（YC/T　31-1996）；烟碱、水溶性糖、还原糖、氯、总氮：连续流动法（YC/T　159~162-2002）；钾：连续流动法（YC/T　217-2007）；蛋白质：连续流动法（YC/T　249-2008）；淀粉含量采用酸解法测定[20]。

　　1.3.3　香气物质提取及定性定量分析

　　样品处理：烟叶样品除去主脉后，粉碎过60目筛，在温度22℃、相对湿度60%的环境下平衡24h，采用同时蒸馏萃取方法提取烟叶中的致香成分。在同时蒸馏萃取装置一端接盛有25.00g烟样、一定量的内标化合物（乙酸苯甲酯）和500mL蒸馏水的圆底烧瓶，用电热套加热。另一端接盛有30mL二氯甲烷的100mL烧瓶，将该端烧瓶置于60℃的恒温水浴锅中加热，同时蒸馏萃取2h，将二氯甲烷萃取液用适量无水硫酸钠干燥后浓缩至1mL。浓缩液采用Agilent　6890N/5975气质联用分析仪（美国安捷伦公司）进行分析，所得图谱经计算机谱库（NIST98，Wiley275）检索，并用内标校正归一化法计算相对含量。

　　GC/MS分析条件：毛细管柱：HP-5MS（30m×0.25mm×0.25m）；载气：He；流速：1　ml/min；进样口温度：260℃；升温程序：初温50℃（保持1min），以8℃/min的速率升至160℃（保持2min），再以8℃/min的速率升至280℃（保持15min）；进样量0.5μL；分流比：25：1；接口温度：280℃；离子源：EI源；电子能量：70eV；离子源温度：230℃；质量数范围：35～455　amu。

　　1.3.4　烟叶评吸鉴定

　　由云南烟草科学研究院进行评吸，并采用百分制打分，评分标准如下：香韵（满分l0分）、香气量（满分15分）、香气质（满分15分）、浓度（满分10分）、刺激性（满分15分）、劲头（满分5分）、杂气（满分10分）、口感（满分20分）。

　　1.3.5　经济性状　

　　烘烤结束烟叶回潮后，分别称取所标记的烟叶的重量，并将其分级进行经济性状分析。

　　1.4　数据处理

　　采用Microsoft　Excel2003进行数据处理，用SPSS17.0中的Independent-Samples　T　Test进行统计分析。

　　2　结果与分析

　　2.1　不同换热器对烟叶外观质量的影响

　　由表1可知，中部烟叶的颜色、成熟度均为橘黄和成熟，处理较对照没有变化；只有结构较对照有所提高，其余各外观指标均较对照有所下降，其综合得分也较对照低，但是经过统计检验二者差异不显著（P>0.05）。上部烟叶中两个处理中只有“身份”得分相同，其余各指标均为处理高于对照，综合得分也为处理高于对照。

表1　不同处理烟叶的外观质量

注：同一列同一部位间不同小写字母表示达到0.05显著差异水平。

　　2.2　不同换热器对烟叶常规化学成分及协调性的影响

　　从表2中可以看出，中部烟叶中，T1处理的总糖、还原糖、淀粉、总氮、烟碱、蛋白质、氯含量均较对照有所下降，但是只有总糖、蛋白质含量的差异达到显著，其它指标差异均不显著，而钾含量增加了2.42%。上部烟叶中，T1处理的总糖、还原糖、氯含量较对照不同程度增加，但是还原糖的增加不显著；而淀粉、总氮、烟碱、蛋白质、钾含量较对照有所下降，其中淀粉、烟碱、蛋白质含量的降低达到了显著差异。影响烟叶品质的除了考虑各化学成分的含量外，更加注重一些品质指标，一般认为优质烟叶化学成分品质指标糖碱比接近于10，氮碱比接近于1，钾氯比大于4为佳^[21]。本研究中，两个部位的烟叶均以T1处理的糖碱比较为接近10，而氮碱比相差不大，且均为T1处理略好，而钾氯比均较高，尤其中部叶达到了7以上，上部叶中T1处理低于对照，但均在优质烟叶要求范围之内。综合考虑，两个部位烟叶均化学成分含量和协调性均以T1处理较好。

表2　不同处理烟叶的化学成分含量及协调性

注：同一行同一部位间不同小写字母表示达到0.05显著差异水平。表3同。

　　2.3　不同换热器对烟叶香气物质的影响

　　从表3可以看出，采用翅片管换热器均能提高中上部烟叶的大部分类胡萝卜素降解类、苯丙氨酸类、类西柏烷类香气物质、新植二烯、除新植二烯的香气物质和其他类香气物质的含量，其中上部烟叶类胡萝卜素降解产物总量、类西柏烷类物质总量和新植二烯与对照差异显著，而中部烟叶差异不显著；中部烟叶的苯丙氨酸类和其它类香气物质含量与对照差异显著，而上部烟叶差异不显著。中部烟叶的棕色化反应产物含量T1处理较对照低，而上部烟叶较对照高，但是各差异均不显著。两个部位烟叶的香气物质（除新植二烯）含量和香气物质总量均以T1显著高于对照，其中，中部叶分别增加了22.28%、10.54%，上部叶分别增加了11.57%、18.73%。表明采用新的翅片管换热器能显著提高大部分香气物质的含量。

表3　不同处理烟叶的香气物质含量/（μg/g）

　　2.4　不同换热器对烟叶感官评吸质量的影响

　　不同处理的评吸结果见表4。中部叶中，T1的香气量较对照有所下降，刺激性也略有增加，但是能明显地改善其它各评吸指标，总体上较好的改善了烟叶的感官评吸质量，其综合得分也较高。