气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响.pdf

2024 年 3 月第 57 卷第 3 期烟草科技Tobacco Science&TechnologyMar.2024Vol.57 No.3摘要：为明确烟叶烘烤过程烤房的温湿度场分布差异及其对烟叶质量的影响，通过在烤房内均匀放置温湿度传感器采集烘烤过程的环境温湿度数据，从垂直和水平角度分析气流上升式烤房的温湿度分布规律，并研究了烤房不同区位烟叶的烘烤质量差异。结果表明：烤房垂直和水平方向的温湿度均存在显著差异，变黄前期至变黄中期差异较小，变黄后期至定色前期差异增大，定色中期至干筋后期差异减小，且烤房垂直方向的温湿度差异大于水平方向。对烤房烘烤过程的温湿度时序数据进行聚类分析，可将烤房18个区位较好地分为3类，即高温低湿区域、中温中湿区域和低温高湿区域。在鲜烟素质一致的条件下，烤后烟叶样品烘烤损失、上等烟比例、主要化学成分和外观评价得分整体上均没有显著性差异。总糖、还原糖和淀粉含量在垂直方向有上层中层下层的趋势，水平方向有前端中端后端的趋势，两糖比值分布规律与之相反；垂直方向下层烟叶存在颜色纯正度、柔软度和油润感得分较高的趋势，水平方向中端烟叶存在颜色纯正度、光泽度、柔软度和油润感得分较高的趋势。基于烤房温湿度分布规律研究，有助于为烤房合理分类装烟和烘烤工艺仿真提供数据支撑。关键词：密集烤房；烟叶烘烤；温度；相对湿度；分布规律；烟叶质量中图分类号：S572文献标志码：A文章编号：1002-0861（2024）03-0043-13收稿日期：2023-08-16录用日期：2023-12-27基金项目：中国烟草总公司重大科技项目“烟叶烘烤大数据关键技术研究与应用”（110202101084）；河南省烟草公司科技项目“烟叶模块化智能烘烤技术研究与应用”（2021410000240019）；河南省烟草公司平顶山市公司项目“烤烟鲜烟素质精准识别与烘烤工艺智能匹配技术研究与应用”（2021410401240111）。第一作者：陈祖销（1997），男，硕士研究生，从事烟叶调制与质量评价研究。E-mail：*通信作者：张艳玲（1972），女，博士，研究员，从事优质烟叶生产研究。E-mail：引用本文：陈祖销，李俊营，藏照阳，等.气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响 J.烟草科技，2024，57（3）：43-55.（CHEN Zuxiao，LI Junying，ZANG Zhaoyang，et al.Temperature and humidity distributions and their influences on tobaccoleaf quality in air ascending bulk curing barn J.Tobacco Science&Technology，2024，57（3）：43-55.DOI：10.16135/j.issn1002-0861.2023.0487）气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响陈祖销1，李俊营2，藏照阳3，张红杰2，过伟民1，孟杨4，刘剑君5，张富生2，周汉平1，王爱国1，徐嫱1，张艳玲*11.中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街2号4500012.河南省烟草公司平顶山市公司，河南省平顶山市新华区建设路263号4670023.河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，郑州经济技术开发区第三大街9号4500164.河南工业大学粮油食品学院，郑州高新技术产业开发区莲花街100号4500015.河南省烟草公司，郑州市郑东新区商务外环路 15 号450018Temperature and humidity distributions and their influences on tobacco leafquality in air ascending bulk curing barnCHEN Zuxiao1,LI Junying2,ZANG Zhaoyang3,ZHANG Hongjie2,GUO Weimin1,MENG Yang4,LIU Jianjun5,ZHANG Fusheng2,ZHOU Hanping1,WANG Aiguo1,XU Qiang1,ZHANG Yanling*11.Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC,Zhengzhou 450001,China2.Pingdingshan Branch of Henan Provincial Tobacco Company,Pingdingshan 467002,Henan,China3.Gold Leaf Production and Manufacturing Center,China Tobacco Henan Industrial Co.,Ltd.,Zhengzhou 450016,China4.College of Food Science and Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China5.Henan Provincial Tobacco Company,Zhengzhou 450018,China2024 年烟草科技烘烤是影响烟叶质量形成的关键环节1-2。当前，烟叶烘烤所用设备大多是密集烤房，较普通烤房有装烟量较大、温湿度分布较均匀、成本较低等多项优点3。研究不同类型烤房多区位温湿度分布差异规律，可为科学制定烟叶烘烤工艺参数、合理分类装烟提供依据。前人对烤房内温湿度环境已有一系列研究4-7。唐力为8研究表明，烘烤过程中烤房内各区域温湿度存在差异，且部分区域差异显著，主要体现在升温和稳温等方面的差异。包亚峰9利用多孔介质模型对烤房烟叶烘烤过程温度场和速度场的分布进行了相关研究。贺庆祥等10研究了气流下降式烤房在水平和垂直方向的动态温湿度条件分布差异，并提出装烟建议。赵华武等11测量了密集烤房内不同棚次和不同时间的风速值，并进行灰色关联聚类分析，结果表明烤房在同一水平面上的温度和相对湿度基本一致，理论上能够确保同层具有相似的烘烤效果。孟智勇等12研究表明，在强制通风的条件下，烤房内部温湿度分布更加均衡，水平方向上的温湿度差异不显著，棚间平均温差小于等于1.5。近年来，农业信息化等数字化转型模式是现代农业生产过程的发展趋势。当前，随着我国烤房物联网数据采集装置的普及，烘烤过程烤房温湿度场分布差异规律和烘烤工艺精细化、智能化调控成为本领域研究热点，然而现有报道对烤房精准划分细小区位的环境温湿度监测及差异分析尚显不足，且不同区位环境温湿度条件与烟叶烘烤质量的关系研究结论不一致。鉴于此，基于烤房装烟室划分的18个区位的烘烤过程温湿度监测数据，对8个炉次烘烤过程进行温湿度分布规律差异分析和聚类分析，探讨烤房温湿度场对烟叶烘烤质量的影响，明确密集烤房多区位温湿度分布差异规律，旨在为科学分类装烟和烘烤工艺模拟仿真研究提供数据支撑。1材料与方法1.1供试材料供试烤房：气流上升式生物质密集烤房，烤房标准符合国烟办综 2009 418号文件 密集烤房技术规范（试行）修订版 要求，装烟室尺寸长、宽、高为800cm270 cm350 cm，墙壁使用聚氨酯夹芯板，密封、保温性能好。温湿度采集仪器：采用便携式温湿度记录仪（GM1365，济南兴拓检测仪器有限公司）采集烘烤过Abstract：In order to clarify the distributions of temperature and humidity fields during flue-curing incuring barns and its influence on the quality of tobacco leaves,temperature and humidity sensorswere uniformly placed in a curing barn to collect the ambient temperature and humidity data duringthe curing process.The distribution patterns of temperature and humidity in the air ascending curingbarn from vertical and horizontal directions were analyzed,and the curing quality difference oftobacco leaves at different locations of the curing barn was studied.The results showed that:1)Therewere significant differences in temperature and humidity in both vertical and horizontal directions,the difference was small from early yellowing stage to middle yellowing stage;it then increasedfrom late yellowing stage to early color fixing stage and decreased from middle color fixing stageto late stem drying stage.The difference was greater in vertical direction than in horizontal direction.2)According to the cluster analysis of the temperature and humidity time series data of the curingprocess,18 locations in the barn could be divided into three categories:high temperature and lowhumidity area,medium temperature and medium humidity area,and low temperature and highhumidity area.3)When the quality of the fresh tobacco was the same,there was no significantdifferenceinthetotalcuringloss,percentageofhigh-gradetobaccoleaves,mainchemicalcomponents,and appearance evaluation score of the cured tobacco samples.4)The contents of totalsugar,reducing sugar and starch showed the trend of upper middle middle back parts in the horizontal direction,however the trendsof reducing sugar and total sugar ratio were opposite.The leaves in the lower layer in the verticaldirection had higher scores for color purity,softness,and oiliness,while the leaves in the middle partin the horizontal direction had higher scores for color purity,glossiness,softness,and oiliness.Thestudy of temperature and humidity distribution in curing barns provides data to support for propertobacco leaf classification and loading,as well as simulation of flue curing technology in curing barns.Keywords：Bulk curing barn；Tobacco flue-curing；Temperature；Relative humidity；Distributionlaw；Tobacco leaf quality 44第 57 卷第 3 期陈祖销，等：气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响程烤房不同区位的温湿度数据。传感器温度测定范围-3080，记录精度0.3；相对湿度测定范围0100%，记录精度2%，设定记录间隔为1 min。1.2试验设计2022年6月7月在福建省南平市邵武市沿山镇古山烘烤中心对气流上升式密集烤房进行温湿度场试验研究。对3座供试烤房共计采集8炉次（中部叶）的烘烤过程温湿度场数据，共计8个重复。待烘烤结束后留存每炉次的烤后烟叶，每座烤房供试品种均为当地主栽品种K326。1.2.1装烟采收同一块烟田烟叶，且前期田间管理按照当地最优措施标准完成。烤房采用挂杆式装烟，共计挂烟3层。根据当地装烟流程规范，每杆尽可能地保证鲜烟素质及叶片疏密程度一致，每层110杆，杆距1214cm，每座烤房共计330杆，且均匀分布在装烟室内。1.2.2温湿度数据采集在每座烤房内均匀放置便携式温湿度传感器，上中下3层、每层6个，每层前中后3段、每段左右各1个，共计18个温湿度传感器。将传感器用棉绳悬挂在烟杆中间，随装烟时一同进入烤房并挂放在装烟室长的四等分点和宽的三等分点交汇处，采集温度和相对湿度。传感器采集数据区位划分如图1所示，A/B/C 分别为烤房的下/中/上 3 层，A/B/C-1/3/5分布在烤房装烟室的左路，A/B/C-2/4/6分布在烤房装烟室的右路。按照当地常规三段式烘烤工艺烘烤，待烘烤结束后，将温湿度传感器取出，读取数据并进行结果分析。1.2.3烤后烟叶采集烘烤结束后，将每炉次18个温湿度传感器所在杆烟叶全部留存，统计烘烤损失，分析烟叶样品外观质量和主要化学成分。1.3分析方法1.3.1温湿度数据分析结合当地试验烤房控制仪连接的干湿球传感器挂放位置，气流上升式烤房以A-1和A-2同时间的均值为标准曲线，参考国内外烘烤工艺13-16结果对烘烤过程进行阶段划分，具体见表1，并对8炉次每阶段的温度和相对湿度取均值进行分析。1.3.2烟叶样品分析根 据中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准：烤 烟（GB26351992）17对烟叶进行初分级，以每杆烟叶烤青、烤糟叶片数总和占此杆总叶片数的比例为烘烤损失。按照 YC/T 161200218、YC/T 468201319、YC/T 216201320、YC/T 159200221所制定的方法测定烟叶总氮、烟碱、淀粉、还原糖和总糖等主要化学成分含量，按照总氮/烟碱、还原糖/总糖和还原糖/烟碱分别计算氮碱比值、两糖比值和糖碱比值。烟叶外观评价22由行业高级技师完成，得分精确至小数点后一位，不同档次之间的得分分界值均属于上一个档次（如叶片结构得分7.0，则认为是疏松档次），具体评价方法见表2。图1烤房内区位划分Fig.1Sampling locations in a curing barn表1烘烤阶段划分Tab.1The division of curing stages烘烤阶段变黄期定色期干筋期细分阶段变黄前期变黄中期变黄后期定色前期定色中期定色后期干筋前期干筋后期指标详述起点38.4 38.540.4 40.542.4 42.546.4 46.549.4 49.554.4 54.560.4 60.5 终点表2烟叶外观指标定量评价方法Tab.2Quantitative evaluation method for appearance indexes of tobacco leaves指标颜色深浅颜色纯正度成熟度叶片结构光泽度柔软度油分身份档次/赋值分红棕/8.010.0正黄/6.09.0完熟/8.010.0疏松/7.010.0鲜亮/8.010.0柔软/8.010.0多/8.010.0厚/8.010.0深黄/6.08.0金黄、深黄/7.010.0成熟/7.010.0尚疏松/4.07.0较鲜亮/5.08.0较柔软/5.08.0有/5.08.0稍厚/6.08.0金黄/4.06.0红棕/5.08.0尚熟/4.07.0稍密/2.04.0较暗/3.05.0较硬脆/3.05.0稍有/3.05.0中等/4.06.0正黄/2.04.0微带青/3.08.0欠熟/04.0紧密/02.0暗/03.0硬脆/03.0少/03.0稍薄/2.04.0淡黄/02.0杂色/06.0薄/02.0 452024 年烟草科技1.4数据处理采用 Microsoft Excel 2019 绘制柱状图，使用Matlab R2021a绘图，采用IBM Statistics SPSS 24.0进行方差分析和聚类分析，使用最小显著差数法（LSD）进行数据间差异的显著性检验。2结果与分析2.1烤房垂直和水平方向温湿度差异2.1.1垂直方向温湿度差异以烤房同一平面最上层（C-1/2/3/4/5/6）、中层（B-1/2/3/4/5/6）和最下层（A-1/2/3/4/5/6）各6个温湿度传感器的均值分别作为烤房上层、中层和下层的整体平均温度和平均相对湿度，对烤房垂直方向各阶段的温度和相对湿度进行分析。由图2可知，气流上升式烤房烘烤各阶段垂直方向的温湿度均存在显著差异，下层温度最高、相对湿度最低，中层温度和相对湿度次之，上层温度最低、相对湿度最高。总体来看，温湿度差异在变黄前期至定色前期差异逐渐增大，定色前期温差最大达到2.9，最大相对湿度差达到15.8个百分点，在定色前期至干筋后期温湿度差异逐渐减小。同组柱形图上不同小写字母表示差异显著（P0.05）。下同。图2不同烘烤阶段烤房垂直方向温度和相对湿度分布差异Fig.2Differences of temperature and relative humidity in vertical direction at different curing stages2.1.2水平方向温湿度差异以烤房内距离热源最近（A/B/C-1/2）、中间（A/B/C-3/4）和最远（A/B/C-5/6）的3个竖直面各6个温湿度传感器的均值分别作为烤房前端、中端和后端的整体平均温湿度，对烤房水平方向各阶段的温度和相对湿度进行分析。由图3可以看出，在烘烤的各个阶段，烤房在水平方向上的温度和相对湿度在变黄前期至变黄后期均没有显著性差异；在定色前期、定色中期烤房前端与中端的温度没有显著性差异，但与后端的温度存在显著性差异；在干筋前期烤房中端与后端的温度没有显著性差异，但与前端的温度存在显著性差异，干筋后期烤房前、中、后3段的温度两两之间存在显著性差异；在定色前期、定色中期和干筋后期烤房前端与中端的相对湿度没有显著差异，但与后端存在显著性差异；定色后期、干筋前期的相对湿度不存在显著性差异。总体来看，水平方向上温度和相对湿度的差异主要表现在定色前期至干筋后期。图3不同烘烤阶段烤房水平方向温度和相对湿度分布差异Fig.3Differences of temperature and relative humidity in horizontal direction at different curing stages 46第 57 卷第 3 期2.2烤房内温湿度场差异分析2.2.1温度和相对湿度分布情况分析结合当地烤房干湿球在装烟室内的悬挂位置，以A-1、A-2同一时间温度和相对湿度均值为烤房标准执行工艺参数。烤房内8个烘烤阶段的18个区位的温度和相对湿度均值分别与烤房标准执行工艺参数做差值计算，得出的差值分别如表3、表4所示，并将差值利用Matlab R2021a按照整个烤房区位划分表3不同烘烤阶段不同区位的温度均值与标准工艺参数的差值Tab.3Differences between the average temperature and the standard process parametersin different locations during different curing stages区位A-1A-2A-3A-4A-5A-6B-1B-2B-3B-4B-5B-6C-1C-2C-3C-4C-5C-6极差变黄前期-0.350.350.150.450.750.35-1.05-1.05-1.05-1.25-0.75-0.65-1.85-1.35-1.45-1.55-1.55-1.452.60变黄中期-0.100.100.500.400.500.10-0.80-0.60-0.70-0.8000.20-1.00-0.90-1.00-1.00-0.90-0.901.50变黄后期-0.300.30-0.200.20-0.10-0.10-1.10-0.90-1.20-1.10-1.30-1.10-2.00-1.90-2.00-2.00-2.20-1.902.50定色前期-0.300.3000.30-0.20-0.20-1.10-0.80-1.20-1.10-1.80-1.60-2.60-2.30-2.80-2.80-3.80-3.104.10定色中期-0.300.300.100.30-0.10-0.20-0.80-0.50-0.80-0.90-1.40-1.60-2.20-2.00-2.50-2.50-3.50-3.103.80定色后期-0.250.250.050.05-0.05-0.35-0.65-0.35-0.55-0.75-1.05-1.55-1.55-1.65-1.95-2.15-2.75-2.653.00干筋前期-0.200.2000-0.20-0.50-0.50-0.20-0.50-0.80-1.00-1.60-1.30-1.20-1.70-2.00-2.30-2.402.60干筋后期-0.100.10-0.10-0.20-0.40-0.80-0.1000.30-0.60-2.00-1.20-0.30-0.40-0.70-1.10-1.20-1.502.30表4不同烘烤阶段不同区位的相对湿度均值与标准工艺参数的差值Tab.4Differences between the average relative humidity and the standard process parametersin different locations during different curing stages区位A-1A-2A-3A-4A-5A-6B-1B-2B-3B-4B-5B-6C-1C-2C-3C-4C-5C-6极差变黄前期0.90-0.900.40-1.00-3.70-1.205.104.805.205.003.302.505.205.005.205.005.204.908.90变黄中期0.25-0.25-1.35-1.35-2.350.153.953.054.053.550.75-0.054.254.154.154.054.153.856.60变黄后期1.70-1.701.10-0.900.400.907.605.408.206.307.506.4012.6011.0012.0011.5013.4010.8015.10定色前期1.70-1.700.70-1.301.001.206.504.507.305.609.808.5015.3012.7015.2014.5021.8017.1023.50定色中期0.95-0.95-0.05-0.950.251.253.852.053.953.655.956.9510.159.1510.5510.6516.5513.3517.50定色后期0.65-0.65-0.15-0.350.051.152.250.952.052.253.454.955.855.956.256.559.958.8510.60干筋前期0.45-0.45-0.15-0.150.151.151.250.551.351.652.453.653.453.053.754.455.855.456.30干筋后期0.25-0.25-0.050.050.250.950.150.150.250.651.451.650.850.951.151.652.152.152.40陈祖销，等：气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响（）（%）472024 年烟草科技进行绘图展示。如图4、图5所示，气流上升式烤房各个区位之间的温度和相对湿度在烘烤各个阶段均具有较大的颜色差异，且垂直方向较水平方向颜色差异大。不同烘烤阶段的各个区位环境温度参数的方差分析结果表明，烤房内不同区位间平均温度存在显著性差异。由表3可知，18个区位的温度与标准工艺平均温度的差值在变黄初期至干筋后期8个烘烤阶段的分布区间依次为-1.850.75、-1.000.50、-2.200.30、-3.800.30、-3.500.30、-2.750.25、-2.400.20 和-2.000.30，从变黄中期至干筋后期平均温度的差值区间范围呈现先增大后减小的趋势。各个烘烤阶段不同区位之间的平均温度最大差值均大于等于1.50，且在定色前期存在最大差值4.10，具体是A-2/4与C-5区位之间。不同烘烤阶段的各个区位环境相对湿度参数的方差分析结果表明，在烘烤过程中除干筋后期外，烤房内各个区位在其他烘烤阶段的环境相对湿度存在显著性差异。由表4可知，18个区位的平均相对湿度与标准工艺平均相对湿度的差值在变黄初期至干筋后期8个 烘 烤 阶 段 的 分 布 区 间 依 次 为-3.70%5.20%、-2.35%4.25%、-1.70%13.40%、-1.70%21.80%、-0.95%16.55%、-0.65%9.95%、-0.45%5.85%和-0.25%2.15%，从变黄中期至干筋后期平均相对湿度的差值区间范围呈现先增大后减小的趋势。变黄后期至定色后期的平均相对湿度差值均在10个百分点以上，且在定色前期存在最大差值23.50%，具体是A-2与C-5区位之间。图5不同时期烤房内相对湿度分布Fig.5Relative humidity distribution in a curing barn at different curing stages图4不同时期烤房内温度分布Fig.4Temperature distribution in a curing barn at different curing stages2.2.2温度和相对湿度系统聚类分析以烘烤各个阶段的温度和相对湿度为变量，根据烘烤阶段排序并将数据标准化后进行系统聚类分析。如图6和图7所示，根据环境温湿度可将烤房装烟室的18个区位划分为3类区域，第类属于高温低湿区，在烘烤过程中同一时间点此区域温度高、湿度低，包括A-1/2/3/4/5/6和B-1/2/3/4区位；第类属于中温中湿区，在烘烤过程中同一时间点此区域温 48第 57 卷第 3 期湿度中等，包括B-5/6区位；第类属于低温高湿区，在烘烤过程中同一时间点此区域温度低、湿度高，包括C-1/2/3/4/5/6区位。2.2.3烘烤工艺曲线与工艺执行指标分析对系统聚类的3类区域的8炉次烘烤工艺曲线与工艺执行指标进行分析，结果如图8和表5所示。可以看出，类区域各烘烤阶段的烘烤工艺平均温度整体处于35.365.1 范围，在相同烘烤时间点最高；平均相对湿度处于21.9%96.7%范围，在相同烘烤时间点最低；工艺执行升温和稳温最早，变黄前期至变黄中期各阶段持续时间最短，变黄后期至干筋后期各阶段持续时间最长。类区域各烘烤阶段的烘烤工艺平均温度整体处于34.163.1 范围，在相同烘烤时间点最低；平均相对湿度处于 24.7%99.9%范围，在相同烘烤时间点最高；工艺执行升温和稳温较类晚，变黄前期至变黄中期各阶段持续时间最长，变黄后期至干筋后期各阶段持续时间最短。类区域各烘烤阶段的烘烤工艺平均温度、平均相对湿度和阶段持续时长均处于类和类区域之间。总体来讲，类区域变黄期短且湿度低，干筋期长；类区域变黄期较长且湿度中等，干筋期较短；类区域变黄期长且湿度高，干筋期短，对烟叶内含物质的分解转化有着较好的促进作用。2.3烤后烟叶质量差异分析由表6可知，在鲜烟素质一致的条件下，在垂直和水平方向上上等烟比例和烘烤损失均没有显著性差异。烟叶在烘烤过程中其内含物质发生一系列变化，尤其是糖含量的变化较为显著。基于此，重点分析对比还原糖、总糖、淀粉和两糖比值等与糖含量相关的化学成分指标，以及颜色纯正度、光泽度、柔软度和油润感等与糖含量相关的外观评价图6烤房不同区位在烘烤过程中环境温湿度的聚类分析树状图Fig.6Cluster analysis on temperature and humidity indifferent locations of curing barn during curing蓝色为高温低湿区，橙色为中温中湿区，绿色为低温高湿区。图7烤房不同区位在烘烤过程中环境温湿度的聚类分析示意图Fig.7Cluster analysis diagram of temperature andhumidity in different locations of curing barn during curing陈祖销，等：气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响 492024 年烟草科技指标。2.3.1烤后烟叶主要化学成分分析8个炉次的垂直方向和水平方向的烤后烟叶主要化学成分含量如图9所示。可以看出，8个炉次烤后烟叶的还原糖含量较为一致且垂直和水平方向上均没有显著性差异，大致分别表现为上层中层下层、前端中端后端的趋势；总糖含量在垂直方向上有2个炉次（第一炉和第六炉）存在显著性差异且均为上层显著小于中层和下层，垂直和水平方向上大致分别表现为上层中层下层、前端中端后端的趋势且均没有显著性差异；淀粉含量在垂直和水平方向上均没有显著性差异，大致分别表现为上层中层下层、前端中端后端的趋势；两糖比值在垂直方向上有2个炉次（第一炉和第八图8烤房内3类区域的8炉次烘烤工艺曲线图Fig.8Curves of eight-oven curing process in areas of three categories in a curing barn表5烤房内3类区域的烟叶烘烤工艺分析Tab.5Tobacco leaf curing process analysis for areas of three categories in a curing barn指标温度/相对湿度/%持续时长/h区域分类变黄前期35.31.7a35.02.0a34.12.2a96.31.6a97.46.2a99.80.3a3.71.3a6.83.0a11.73.5a变黄中期39.60.5a39.31.4a38.81.3a96.73.3a97.18.9a99.90.2a18.69.4c30.17.1b42.07.8a变黄后期40.80.4a40.10.7b39.30.4c87.26.4b91.26.8ab96.24.2a28.28.1a26.110.9a15.33.8b定色前期43.80.6a42.51.2b41.31.0c69.72.2c76.34.7b83.24.2a25.47.9a19.35.6ab18.44.4 b定色中期35.31.7a35.02.0a34.12.2a96.31.6a97.46.2a99.80.3a14.66.2a12.33.2ab9.52.4b定色后期52.00.6a50.91.0b50.11.1b46.93.8b50.24.7ab53.34.9a21.55.2a20.86.3a19.06.2a干筋前期57.20.8a56.21.1b55.71.0b36.53.9a39.04.8a40.34.7a13.53.5a11.92.7a11.42.3a干筋后期65.10.9a64.42.7a63.10.6a21.92.1a23.32.5a24.72.6a28.18.4a26.47.7a26.37.6a注：同列数字后不同小写字母表示组间差异显著（P0.05）。下同。表6烟叶烘烤效果分析Tab.6Curing effects of tobacco leaves in different locations方向垂直区位上层中层下层上等烟比例/%78.15.7a80.05.6a82.17.2a烘烤损失/%3.90.5a2.50.3a3.20.4a方向水平区位前端中端后端上等烟比例/%81.65.4a80.75.6a79.86.5a烘烤损失/%3.20.4a2.90.3a3.40.4a 50第 57 卷第 3 期炉）存在显著性差异且均为上层显著大于中层和下层，垂直和水平方向上大致分别表现为上层中层下层、前端中端后端的趋势且均没有显著性差异。2.3.2烤后烟叶外观质量评价分析8个炉次的垂直和水平方向上的烤后烟叶外观评价指标得分如图10所示。可以看出，颜色纯正度得分在垂直方向上有1个炉次（第二炉）表现为中层图9烤房内不同方向的烤后烟叶样品主要化学成分差异分析Fig.9Differences in main chemical components in tobacco samples after curing at different locations in a curing barn陈祖销，等：气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响 512024 年烟草科技显著高于上层，在水平方向上有3个炉次（第四炉、第五炉和第七炉）存在显著性差异，大致在垂直和水平方向上均没有显著性差异。光泽度得分在水平方向上有1个炉次（第四炉）表现为后端显著低于前端与中端，大致在垂直和水平方向上均没有显著性差异。柔软度得分在垂直方向上有1个炉次（第六炉）表现为中层显著低于上层，大致在垂直和水平方向上均没有显著性差异。油润感得分在垂直方向上有图10烤房内不同方向的烤后烟叶样品外观质量评价差异分析Fig.10Differences in appearance quality evaluation of tobacco samples after curing at different locations in a curing barn 52第 57 卷第 3 期2个炉次（第六炉和第八炉）、水平方向上有1个炉次（第二炉）存在显著性差异，大致在垂直和水平方向上均没有显著性差异。总体来讲，烤后烟叶外观质量差异不显著，具有较好的均质性。3讨论烘烤过程中烤房内不同区位间温湿度的分布情况和动态变化是烟叶烘烤环境的综合反映，同样是烘烤技术的重要参数。基于烤房内18个温湿度传感器采集的烘烤过程温湿度数据，明确了气流上升式烤房的温湿度场分布情况，发现空气温度分布规律为下层最高、中层次之、上层最低，垂直方向较水平方向差异大，这与王传义等23、李晗24的研究结果相似。烤房内区位可较好地分为高温低湿区、中温中湿区和低温高湿区3大类。其中，高温低湿区包含的区位较多，可能是由于热空气主动向上运动的趋势耦合气流上升式烤房结构，使得气流强制向上运动而导致中层部分区位环境温湿度和下层相似。本研究中还发现，烤房内环境温湿度差异最大的时期主要集中在变黄后期至定色前期且存在最大平均温差（4.1），这可能是该时期烟叶变黄基本结束，加热室烧火较大，冷空气大量进入加热室，烤房大量排湿使烟叶快速干燥，高温区烟叶塌架变软，叶间缝隙变大使空气流动更加流畅迅速，而低温区烟叶仍处于塌架变软的过程中，热空气