白肋烟加料与烘焙技术.ppt

制丝工艺技术水平分析及提高质量的技术集成研究推广 白肋烟加料与烘焙技术 中国烟草总公司郑州烟草研究院 堵劲松 1. 国产白肋烟与国外白肋烟的感官质量比较 2国产白肋烟与国外白肋烟的理化特性分析与比较 3白肋烟处理的作用和方法 4白肋烟处理的工艺控制 5白肋烟加工工艺技术 6白肋烟加料技术 7结论 8生产验证 9. 混合型卷烟生产白肋烟加工过程中需要注意的问题 10.新型白肋烟加工设备及工艺 白肋烟的感官质量： 香气特性 风格特征 丰满程度 烟气特性 细腻程度 劲头 强度 凝聚性 口感特性 杂气 刺激性 干燥感 回味 舒适程度 表1 国产白肋烟与巴西白肋烟感官质量评吸结果 表2 国产白肋烟与巴西白肋烟感官质量特点比较 2.1 烟叶外观质量 国外白肋烟叶片组织疏松、纹理开放 。 国产白肋烟叶片组织偏紧密。 2.2 烟叶吸湿性 图1 国产白肋烟与国外白肋烟吸湿性比较 白肋烟的吸湿性影响叶片对料液的吸收 。 2.3 烟叶化学成分 表3 国产白肋烟与巴西白肋烟化学成分比较 图2 国产白肋烟与巴西白肋烟总氮的比较 图3 国产白肋烟与巴西白肋烟总植物碱的比较 图4 国产白肋烟与巴西白肋烟氮碱比比较 氮碱比偏低 国产白肋烟感官质量表现出特征香气不足， 烟气欠丰满，成团性差的特点。 图5 国产白肋烟与巴西白肋烟总挥发碱的比较 总挥发碱偏高 国产白肋烟吃味粗糙，刺激性偏大。 图6 国产白肋烟与巴西白肋烟有机酸的比较 图7 国产白肋烟与巴西白肋烟烟叶酸碱性比较 图8 国产白肋烟与巴西白肋烟 酸性和中性氨基酸的比较 国产白肋烟与巴西白肋烟化学成分主要差异： 烟碱偏高 氮/碱偏低 总挥发碱偏高 有机酸偏高(非挥发性有机酸偏高) pH值偏低 白肋烟化学成分分析： 总糖 总氮 烟碱 总挥发碱 有机酸 挥发性有机 酸 游离氨基酸 烟叶pH值 白肋烟一般采用加热烘焙的处理方法，加料 后的白肋烟在一定的温、湿度条件下，通过对流 换热，气流中的热焓传递给烟叶，使烟叶中的氨 基物与还原性羰基物发生棕色化反应、 糖类发生 焦糖化反应产生香味化合物，去除白肋烟叶中的 刺激性和杂气成分，使白肋烟固有的烟香得到显 露，改善吸味和烟叶色泽。 图9 工艺流程 白肋烟处理的特点： 重加里料 高温烘焙 棕化反应 棕色化反应的影响因素： 原料 温度 时间 水分 酸碱性 图10 烟叶中的水分构成 图11 烟叶干燥曲线 白肋烟处理过程中最重要的是等速 干燥阶段，等速干燥阶段的烟叶温度是 非常重要的。 图12白肋烟处理的工艺控制 现行白肋烟处理工艺控制： 烘焙温度 烘焙时间 干燥、回潮后含水率 加工工艺 白肋烟在不同温湿度条件下干燥速度试验 加工工艺条件组合试验 干燥速度试验 (工艺处理条件) 干燥区气流温度：110 气流湿球温度：35 45 干燥区气流温度：130 气流湿球温度：40 50 干燥区气流温度：150 气流湿球温度：45 55 烘焙前烟叶水分：35%左右 样品均不加料。 不同气流温、湿度条件下 物料温度的变化情况 图13 气流温度110时不同湿度条件下 物料温度的变化曲线 图14 气流温度130时物料温度在 不同湿度条件下的变化曲线 图15 气流温度150时不同湿度条件下 物料温度的变化曲线 物料温度的变化规律： 高湿条件下的物料温度在初始阶段的上 升 速度明显高于低湿。 高湿条件下的物料温度在整个干燥过程 中明 显高于低湿条件下的物料温度。 物料温度的变化规律表明，气流湿度是 影响物料温度的一个重要因素。 工艺条件组合试验 试验目的： 根据不同工艺条件处理后白肋烟感官 质量的变化规律和白肋烟处理前后化学 成分变化规律，确定适合不同国产白肋 烟的加工工艺条件。 工艺处理条件 干燥区气流温度:100 气流湿球温度：40 50 60 干燥区气流温度 :120 气流湿球温度：40 50 60 干燥区气流温度:140 气流湿球温度：45 55 65 干燥区气流温度:160 气流湿球温度：50 60 70 A料:pH=5.90,B料：pH=2.76。 加料量5%。 加料水分为35%左右。 不同工艺条件处理后白肋烟 感官质量的变化规律 气流温度100 湿球温度405060 香气丰满程度提高 烟气细腻程度提高 烟气凝聚性增强 回味得到改善 气流温度120 湿球温度由405060 香气丰满程度提高 烟气细腻程度提高 回味得到改善 气流温度160 湖北建始中二和重庆奉节中二 香气风格发生变化，表现出类似烤烟的香气特点 白肋烟特征香气减弱，吸味下降。 湖北建始上一和重庆奉节上三 湿球温度为50时处理效果最好,但也表现出类似 的质量变化特点。 不同工艺处理条件下感官质量的变化规律表明: 白肋烟烘焙处理应保证一定的湿度条件。 以上评吸结果中，气流温度分别为100、120和 140时，处理效果较好的样品只有一组湿球温度为 45，其余均在50以上。 干燥气流温度较低时(100)，在试验 范 围内，湿度越高，处理效果越好。 在气流温度较低时，烟叶的升温速度较慢，环境 湿度的提高缩短了物料升温的时间，提高了烟叶 自身和料液之间发生棕色化反应需要的温度条件 ，因而处理效果较好。 随着气流温度的升高，处理效果较好的 样 品其湿球温度有所下降。 在干燥温度较高时，提高环境湿度会使物料温度 过高，造成香味物质损失，使白肋烟风格特征减 弱，影响处理效果。 白肋烟处理前后化学成分的变化 图16 湖北中二:不同温湿度条件处理后总糖的变化 图17 湖北中二:不同温湿度条件处理后 总挥发碱的变化 图18 烘焙处理前后总氮和有机酸的变化 白肋烟处理前后化学成分变化规律: 相同湿度条件下，总糖随干燥气流温度的升高 呈下降趋势。 相同湿度条件下，总挥发碱随干燥气流温度的 升高呈下降趋势。 总氮有不同程度下降,并且总氮含量较高的白肋 烟下降幅度也较大 。 白肋烟挥发碱含量高，吃味粗糙，抽吸过程中的刺 激性主要来自于烟叶中呈碱性的化学成分，一是含氮 化合物高温分解的产物，二是总挥发碱中的氨和胺类 物质。白肋烟样品经加料烘焙处理后总氮和总挥发碱 的下降是刺激性明显减小，杂气减轻，吃味得到改善 的主要原因。 料液酸碱性试验 糖料试验 氮化合物加料试验 糖、氮化合物组合加料试验 天然与合成香原料加料试验 保润剂 试验方法： 试验中选用苹果酸溶液将pH=5.90的料液 调至pH=2.76，通过对不同工艺条件处理后样 品进行对比评吸，考察料液酸碱性对处理效 果的影响。 评吸结果表明： pH值为5.90料液在不同工艺条件下处理 效果明显好于相应条件下pH值为2.76料液处 理后的样品。 pH值为5.90料液： 香气风格特征、细腻程度和丰满程度较好。 pH值为2.76料液： 刺激性较大，干燥感较重。 料液酸碱性 对白肋烟处理质量有重要影响 图19 湖北建始中二:不同酸碱性料液处理后 样品氮碱比比较 表11 国产白肋烟非挥发性有机酸含量(mg/g) 表12 国外白肋烟非挥发性有机酸含量(mg/g) 图20 国产与国外白肋烟非挥发性有机酸比较 挥发性酸对烟草的香气有好的作用，非挥发性有 机酸对于烟草的香气没有明显作用，但是非挥发 性有机酸可以调节烟叶的酸碱性，使吸味醇和， 并增强烟气浓度。 一般认为，对于含糖量较低而含氮量较高的烟叶 ，由于其碱性较强，在加工时需要加入有机酸以 改善烟叶的吸味品质。 根据测试结果，对于国产白肋烟，由于本身 其非挥发性有机酸含量偏高，并且与国外白 肋烟相比，烟叶酸性更强，因此加入非挥发 性有机酸反而会影响烟叶的酸碱平衡。 还原糖、氮化合物加料试验 还原糖 影响烟草吃味 参与棕色化反应 降低烟气碱性 自身焦糖化反应 试验方法： 选用四种还原糖(果葡糖浆S1、葡萄糖 S2、蜂蜜S3、60转化糖S4)，分别以3%-9% 的用量加入四种国产白肋烟中，烘焙处理后 ，根据评吸结果确定合适的糖类物质和加料 中的适宜用量。 表13 加糖试验评吸结果 表14 加糖试验评吸结果 糖料试验结果： 果葡糖浆 适宜用量7%-8% 蜂蜜 适宜用量7% 60转化糖 适宜用量6%-8% 总体以添加葡萄糖效果较好，适宜用量 4.5%-5.5% 试验方法： 选用三种不同的氮化合物（氨水N1、谷氨酸 N2、尿素N3）以20ppm-100ppm用量分别加入白 肋烟中，经烘焙处理后，根据评吸结果确定合 适的氮化合物和加料中的适宜用量。 表15 加氮化合物评吸结果 表16 加氮化合物评吸结果 试验结果： 氨水、谷氨酸对四种国产白肋烟均有一定的适用性 。 尿素对湖北白肋烟有一定的适用性。 总体以氨水添加效果较好，适宜用量60ppm-80ppm。 表17 糖S2、氮化合物N1交叉试验评吸结果 糖、氮组合加料试验结果 添加合适比例的糖、氮化合物处理后， 可 有效降低国产白肋烟的刺激性，提高 烟气细腻程度，使口腔干燥感减弱。 糖、氮化合物之间有一定的配比关系， 适宜的添加比例为葡萄糖5.0%-5.5%，氨水 75ppm-80ppm。 天然与合成香原料加料试验 试验方法： 以还原糖葡萄糖 3%、氮化合物氨 水75ppm为基础料,选用沸点相对较高 的天然与合成单体香原料进行加料试 验,通过对处理后样品进行感官评吸, 筛选出适合白肋烟加料的香原料品种 。 表18 天然香原料加料处理效果 表19 合成单体香原料加料处理效果 表20 合成单体香原料加料处理效果 香原料加料试验结果： 由于白肋烟与烤烟的质量特点和加工工艺 不同，加料效果有一定的差异性，一些在烤烟 加料中经常使用、效果较明显的香原料对白肋 烟并无明显效果。 由于国产白肋烟特征香气不足，通过加料 以弥补特征香气的不足，是白肋烟加料的一个 重点。 保润剂 丙二醇能提高烟气丰满和细腻程度， 整体效果好于甘油。 白肋烟烘焙质量不仅与干燥区气流温 度有关，而且与气流湿度密切相关。 温度 湿度 干燥温度过低不利于去除杂气和刺激性，充 分显 露白肋烟特征香气，干燥温度过高会使白肋 烟特征香气减弱，风格特征和吸味下降。根据试 验结果，干燥区气流温度最高不宜超过150。 在干燥温度合适的条件下，适当增加环境湿 度，可以提高处理后白肋烟的香气丰满、细腻程 度和凝聚性，减少刺激性和杂气。干燥气流湿球 温度不应低于50。 应针对不同质量特点白肋烟采用不同 的加工工艺条件。 感官质量 香气.刺激性.杂气.干燥感 化学成分 总氮.总挥发碱 对于总氮和总挥发碱含量较高，香气较差、干 燥感强、刺激性和杂气较大的白肋烟应采用较高的 干燥气流温度，在干燥气流温度较高时宜采用相对 较低的环境湿度条件； 对于总氮和总挥发碱适中，香气较好、干燥感 不明显，刺激性和杂气较小的白肋烟，应采用较低 的干燥气流温度，在干燥温度较低时宜采用较高的 环境湿度条件。 添加合适比例的糖、氮化合物作 为基础料可有效降低白肋烟的刺激性 ，提高烟气细腻程度，减弱干燥感。 料液酸碱性对白肋烟处理质量有 重要影响，国产白肋烟有机酸与非 挥发性有机酸含量偏高，烟叶偏酸 性，所以不宜使用有机酸作为料液 的组分。 白肋烟加料中的保润剂以丙二 醇效果较好。 白肋烟烘焙机 隧道分层式 隧道分段式 物料运行方式 热风循环流动方式 热风温度探测和控制方式 排潮方式 工艺处理路线 隧道分层式白肋烟烘焙机 隧道分段式白肋烟烘焙机 表23 隧道分层式白肋烟烘焙机工艺参数设置 表24 不同烘焙温度对白肋烟处理质量的影响 表25 不同排潮开度(烘焙机内环境湿度) 对白肋烟处理质量的影响 表26 隧道分段式白肋烟烘焙机工艺参数设置 评吸结果表明： 白肋烟加工工艺参数对混合型卷烟的产品 质量有重要影响。 通过合理的调整白肋烟加工工艺参数可以 使混合型卷烟产品质量有明显提高。 验证结果： 两种烘焙机试验都表明，采用不同的干燥 段气流温度和环境湿度，处理后白肋烟质量 有明显差异。 两种不同结构的白肋烟烘焙机，干燥段气 流温、湿度对白肋烟处理质量的影响程度不 同。 隧道分段式白肋烟烘焙机的结构、设计较 合理，更为符合白肋烟加工的工艺技术要求 。 1.白肋烟的配叶贮叶 使配方中各等级白肋烟混配均匀。 2.流量均匀与稳定 影响加料的均匀性，影响进入烘焙机的铺叶 厚度的均匀性，影响烘焙后叶片含水率的均匀性 ,影响白肋烟处理质量的均匀性。 3加料精度 加料精度应符合产品设计的要求， 加料机应具备加料量与叶片流量的比例 控制，并根据白肋烟加料量大的特点设 置加料机的喷头数量、位置和喷射角度 ，保证料液喷洒均匀。 4. 加料水分 加料后水分不均匀，原因一个是跟加料机有关 ，第二个是跟烟叶的吸湿性有关。 叶片在加料后应有一定的贮存时间，或采用两 次加料的方法提高加料的均匀性，以利于叶片对料 液的均匀吸收和加料后叶片含水率的均匀性。 5.铺叶厚度、网带速度 通过对铺叶厚度、网带速度进行合理的调整 ，解决分层式烘焙机烘后叶片左右方向含水率不 均匀和分段式烘焙机烘后叶片中间层烟叶含水率 与上下层含水率不一致的问题。 6.干燥区温度 应采用控制热端温度的控制方