Welcome to visit Anhui Agricultural Science Bulletin!

Research status and prospects of tobacco industrial sorting

  • WANG Duanfei ,
  • YUE Chao ,
  • MAO Jingjing ,
  • TIAN Zhen ,
  • ZHANG Changjun ,
  • WANG Wei ,
  • LI Shaopeng
Expand
  • Technology Centre of China Tobacco Jiangsu Industrial Co. , Ltd. , Nanjing 210019, China

Received date: 2025-03-07

  Online published: 2025-10-14

Abstract

Industrial sorting is an important means for cigarette manufacturing enterprises to enhance the purity of tobacco leaf raw materials, achieve refined classification, and increase the utilization value of tobacco leaves. The industrial sorting methods and quality control indicators of tobacco leaves, as well as the impact of industrial sorting on the quality of tobacco leaves were analyzed, the development trend of industrial sorting of flue-cured tobacco in combination with the current situation was prospected. At present, the main methods of tobacco leaf industrial sorting include general selection, patch selection, fine patch selection and block selection, etc. Industrial sorting can effectively remove green and miscellaneous tobacco leaves, moldy tobacco leaves, as well as non-original grade tobacco leaves and secondary tobacco leaves that have a significant impact on sensory quality, which is conducive to improving the quality of tobacco leaves. At the same time, it effectively reduces the coefficient of variation of nicotine in tobacco leaves and enhances the homogenization level of tobacco leaves. Due to the differences in the brand styles of tobacco leaf cigarettes and the different origins of tobacco leaves, there are significant variations in the selection of quality control indicators for tobacco leaf industrial sorting, such as identity and color intensity. The industrial sorting of tobacco leaves is showing a development trend of intelligence, refinement and informatization. This study provides a reference for improving the sorting level of tobacco leaves and the availability of tobacco leaf raw materials.

Cite this article

WANG Duanfei , YUE Chao , MAO Jingjing , TIAN Zhen , ZHANG Changjun , WANG Wei , LI Shaopeng . Research status and prospects of tobacco industrial sorting[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(19) : 82 -85 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.19.019

烤烟是卷烟的主要原料,烟叶原料的选择和处理对卷烟品质具有重要影响。优质的烟叶原料、科学的加工调配以及严格的品质控制是确保卷烟品质稳定提升的关键环节。除了人为因素外,烟叶质量易受土壤、气候等环境因素的影响。当前,烟草种植以散户为主,烟叶等级质量受人工影响较大,烟包内普遍存在混等级、混部位、混组别等现象,烟叶可用性降低,导致工商交接烟叶等级合格率不高,严重影响卷烟产品配方的稳定性[1-2]。陈壮壮等[3]以工商交接烟叶C3F烟包样品为研究材料,采用逐片分级等方法,分析烟包等级内在质量,结果表明,混有非近邻等级烟叶对烤烟的总体质量影响较大。近年来,随着卷烟产业的发展,优质烟叶原料供需矛盾更加突出。一方面,烟叶库存不断增加,总量压力逐步显现;另一方面,卷烟工业企业需要更高等级、更多数量的优质烟叶原料,烟叶的结构性矛盾日益突出。为此,各卷烟工业企业加大烟叶原料的研究力度,通过工业二次分选提高烟叶原料等级纯度、均匀度等,提升烟叶原料使用价值。本文从烟叶工业分选方式及质量控制指标、工业分选对烟叶质量的影响等方面对相关研究成果进行了综述,并结合现实情况对烟叶工业分选发展方向进行了展望,为优化工业分选流程、提升烟叶分选水平提供参考。

1 烟叶工业分选的方式及质量控制指标

烟叶工业分选的主要方式包括普选、片选、精片选、块选等,按分选操作最小单位的不同将烟叶分选分为把选和片选;按分选条件的不同分为台位式选叶人工分选和人机结合选叶[4]。当前,烟叶挑选方式和精细化程度具体可分为多个层级:简单剔除烟叶中青绿烟、霉变烟、混杂烟及非烟物质;依据卷烟工业企业分级标准,结合烟叶实际使用场景,将原工序交接等级分为两个等级或类别的烟叶片选;部分企业针对高端烟叶原料采用剪刀手工挑选的精细化操作。尽管烟叶挑选方式和精细化程度各不相同,但各工业企业通过优化烟叶原料品质,提升其使用稳定性与综合使用价值,可更好满足卷烟的生产使用需求。
YC/Z 575—2018《打叶复烤 初烤烟选叶指南》中规范了烟叶分选条件和过程,将初烤烟选叶质量符合率作为控制选叶质量的指标。陆俊平等[5]、黄崇峻等[6]分析了工业分选过程质量控制的重点和难点,从人员管理、制度管理和流程优化3个方面对烟叶工业分选质量控制进行了探索,提高了烟叶工业分选质量。由于卷烟工业企业对于烟叶原料的需求存在差异,其对应的工业分选质量控制指标也各不相同。目前,质量控制标准以各卷烟工业企业标准为主。基于此,卷烟工业企业聚焦工业分选质量控制指标的筛选与确定,通过明确符合自身生产需求的指标,提升烟叶分选的针对性,保障原料品质与生产工艺的适配性。张莉等[7]通过对翠碧一号原烟外观分类及质量评价的研究,确定了江苏中烟苏产细支卷烟需求的翠碧一号烟叶精选外观品控指标身份和色度。张书伟等[8]对河南各产区烟叶进行了研究,建立了基于河南中烟“黄金叶”品牌原料需求的工业分选方法,筛选了油润感、柔软度、叶片结构等影响烟叶感官品质的共性外观指标和颜色、身份、光泽度等个性指标,明确了两糖比值是影响烟叶品质特征的关键化学成分指标。赵曼等[9]研究认为,身份和颜色是烟叶分选质量控制的主要因素,这两个指标应用于分选实践中时,既能有效降低操作人员的分选难度,还能显著提升烟叶分选的准确性和可操作性。卫盼盼等[10]将烤烟国家标准中9个分级及分组因素进行筛选和重组,创建了部位、叶片柔软度、颜色鲜亮度及叶面均匀度4个工业分选因素。由此可见,由于烟叶卷烟品牌风格的差异、烟叶产地的不同,烟叶工业分选的质量控制指标选择存在明显差异。

2 工业分选对烟叶质量的影响

烟叶工业分选是在打叶复烤前对初烤原烟按照工业需求进行预处理的过程,一方面可剔除青杂等使用价值较低的烟叶,另一方面可根据不同档次卷烟品牌需求对烟叶原料的品质进行精细化分类,以更加符合卷烟的工业使用需求。选叶模式有效剔除了青杂、霉变烟叶和非烟物质,有助于提高烟叶均质化水平,提高烟叶等级合格率和烟叶资源利用率[11-12]

2.1 对烟叶等级质量的影响

烟叶等级质量是指某批烟叶或某批烟叶符合烟叶国家标准规定的评级要素程度,一般用等级合格率和等级纯度(或混级程度)等来评价,其在一定程度上反映了该批次烟叶的可用性[13]。目前,工商交接烟叶存在混有青、杂烟叶,等级合格率不高等问题,影响卷烟工业企业对原料的使用。黄浩等[14]研究发现,通过工业二次分选模式,能有效剔除青杂烟叶、霉变烟叶、非烟物质,明显解决了混颜色、混级等问题,进而提高了烟叶等级合格率、烟叶等级纯度。柏永超等[15]研究认为,工业分选中多分技术的应用能够提高选后烟叶的质量和合格率,实现不同类别烟叶的区分及内在质量的细化,提高烟叶的可用性。

2.2 对感官质量的影响

感官质量是卷烟产品质量的重要组成部分,是产品质量的基础,包括香气质、香气量、香气类型、香气特征等指标。卷烟的感官质量一定程度上取决于原料的感官质量,原料中青、杂烟叶,非本等级烟叶的存在影响烟叶的使用。郭伟等[16]研究发现,复烤前对烤烟C3F进行了精选,剔除了部分低次烟叶,一定程度上提高了烟叶香气质,降低了杂气,减轻了刺激性,整体感官评吸质量有所提升,提高了烟叶的工业可用性。通过工业分选模式剔除了对感官质量影响较大的非原等级烟叶、副组烟叶,有效改善了烟叶感官质量,提升了高等级烟叶的工业可用性,从而使卷烟产品质量得到保障。

2.3 对烟叶均质化水平的影响

在烟草行业打叶复烤技术的升级进程中,提升烟叶均质化水平是核心方向之一。烟叶原料的均质化水平影响到卷烟质量的稳定性,其中烟碱变异系数是衡量烟叶均质化水平的常用指标之一。目前,由于工商交接烟叶等级合格率和纯度不高,工商交接原烟烟碱变异系数普遍较高,烟叶一致性较差。黄浩等[14]研究发现,工业二次分选后的云南烟叶烟碱变异系数大幅下降,部分等级烟叶降幅达68.53%。田栾栾等[17]通过构建原烟在线近红外检测模型,对工业分级后的原烟进行精细化烟碱分类,使原烟烟碱平均变异系数降低10.67%,成品片烟烟碱变异系数降低0.46%,有效降低了同等级烟叶烟碱含量波动,提高了烟叶质量的均匀性。可见,烟叶工业分选有效降低了均质化加工过程的控制难度,提高了烟叶原料的一致性和成品片烟质量的稳定性。

3 烟叶工业分选发展趋势

人工台位式分选是应用较早且至今仍广泛使用的工业分选方式,该分选方式的优点是灵活性高,能够针对复杂多变的烟叶特征进行综合判断,适用于处理小批量、等级差异较大的烟叶。然而,人工分选存在劳动强度大,分选效率低,不同工人之间判断标准存在差异等问题,导致烟叶分选质量一致性难以保证,这些问题推动了烟叶工业分选方式向智能化和信息化转变。

3.1 智能化分选

随着机器视觉与图像处理技术研究的深入,技术在目标识别、特征提取、精度判定等方面的能力显著增强[18-21]。在此背景下,常规烟叶分选环节中人工操作的局限性有望得到突破,以机器代替人工进行烟叶分选的趋势将逐步从技术探索走向规模化实践。陈雪峰[22]开发了基于双CCD的烟叶分拣系统,从上下两个方向摄取图像,实现了对烟叶的识别和杂物剔除。雒慧心[23]通过基于深度学习的烤烟分选算法研究,证明了机器视觉和自动化分选的可行性。位辉琴等[24]通过高清工业相机采集烟叶图像,将传统图像处理技术与神经网络算法相结合,对烟叶图像进行精准分析与判定,实现了烟叶的智能化分选,单张图像的处理时间小于200 ms,青杂类分类准确率达96.5%,主等级准确率达82.1%。基于彩色图像的烟叶智能分选技术能够实现对烟叶的快速、准确分类,有效提高了分选效率和精度。随着人工智能、机器视觉和自动化技术的不断发展,烟叶分选设备正朝着智能化、自动化的方向发展。未来,智能化分选设备将成为烟叶加工行业的主流趋势,有助于提升生产效率和产品质量。

3.2 精细化分选

随着卷烟工业企业对卷烟品牌建设的重视程度不断提高,烟叶原料作为决定卷烟品质、风格特色的核心基础,企业对其的研发投入力度与关注程度持续提升。卷烟生产正朝着高品质化、精细化方向发展,这一趋势对烟叶原料的品质稳定性、风格适配性、成分均匀性等提出了更高的标准。因此,对烟叶原料的研究逐渐从宏观转向微观,从整体转向局部,对烟叶叶片的使用也逐渐细化。过伟民等[25]通过采集烟叶表面扫描电镜(SEM)图像,明确了烤烟表面微观结构特征与外观品质的关系。同一片烟叶不同区位的细胞结构和物理特性存在明显差异,这些差异使得同一片烟叶在不同区位上的品质、口感和香气等方面有所不同。未来,将进一步细化烟叶使用,通过先进的检测技术和数据分析手段,可以准确了解同一片烟叶不同区位的品质差异,从而进行更加精准的配比加工,有助于进一步提升卷烟产品的品质和竞争力。

3.3 信息化管理

信息化与数字化管理也是烟叶分选的未来发展方向之一。构建烟叶工业分选信息化平台,实现分选过程的数字化管理和监控,有利于提高管理效率和决策水平。利用大数据和人工智能技术,对烟叶分选过程中的数据进行收集、分析和挖掘,为决策提供科学依据和数据支持。当前,烟叶工业分选发展趋势呈现出智能化、精细化和信息化的特点,这些趋势将推动烟叶分选行业不断升级和发展,为整个烟草产业链的持续健康发展提供有力保障。

4 结语

工业分选在提升烟叶原料质量、优化感官特性、提高烟叶均质化水平等方面发挥着重要作用。通过优化工业分选管理制度和流程,加强关键指标过程控制,可以显著提升烟叶的等级质量、感官评吸质量和均质化水平,进而提高烟叶的使用价值,有效缓解当前优质烟叶原料供需矛盾。然而,人工分选的主观性及社会用工成本的上升影响了工业分选的进一步发展,亟需通过技术革新推动烟叶工业分选在智能化水平、精细化程度、信息化管理上实现突破,以适配烟草行业高质量发展的要求。未来,需进一步加强关键技术的研究与应用,推动分选体系的优化升级,提高烟叶利用率和卷烟产品的市场竞争力。
[1]
许洪庆,王玉平,李淳. 等级合格率对复烤烟叶质量影响研究初报[J]. 耕作与栽培201030(2):17-18,20.

[2]
杨尚明,徐刚,杨宇峰,等. 浅谈烤烟收购中的过程控制与质量管理[J]. 农业开发与装备2014(10):33-34.

[3]
陈壮壮,陈雨峰,何澎,等. 工商交接烟叶包内等级内在质量一致性评价[J]. 烟草科技202154(5):23-30.

[4]
国家烟草专卖局. 打叶复烤 初烤烟选叶指南:YC/Z 575—2018 [S]. 北京:中国标准出版社,2019.

[5]
陆俊平,潘泉冰,袁玉通. 烟叶工业分级过程管理与质量控制方法探索[J]. 农业装备技术201844(6):41-43.

[6]
黄崇峻,齐永杰. 提高原烟分选质量方法的应用研究[J]. 天津农业科学201319(2):98-100.

[7]
张莉,纪铭阳,胡宗玉,等. 基于随机森林和逻辑回归分类模型的烟叶精选品控指标筛选[J]. 江苏农业科学202048(3):214-217.

[8]
张书伟,张子颖,过伟民,等. “黄金叶” 品牌河南烟叶工业分选方法建立与应用[J]. 烟草科技202255(7):73-82.

[9]
赵曼,王戈. 工艺分级中身份及颜色对烟叶质量的影响[J]. 安徽农业科学201341(15):6878-6880.

[10]
卫盼盼,马建勋,安银立,等. 基于烤烟分级因素的工业分选因素创建及应用[J]. 中南农业科技2023(6):135-139.

[11]
丁俊芬. 简析烟叶二次分选提高原料可用性[J]. 云南科技管理201730(2):29-31.

[12]
丁俊芬,盖小雷. 工艺分级在打叶复烤企业均质化加工中的应用[J]. 云南科技管理202033(4):55-58.

[13]
闫新甫,罗安娜. 全国烟叶等级质量变化及成因分析[J]. 中国烟草学报201016(1):67-71.

[14]
黄浩,谢晋,苏诏,等. 二次分选对云南烟叶等级质量和均质化复烤加工的影响[J]. 安徽农业科学202250(6):157-160.

[15]
柏永超,郭佳佳,赵权,等. 烟叶多分技术在工业分级中的应用研究[J]. 安徽农业科学202048(15):197-199,204.

[16]
郭伟,韩毅,任昭辉,等. 精选对烤烟C3F等级质量的影响[J]. 延边大学农学学报201638(2):171-174.

[17]
田栾栾,殷美荣,瞿磊,等. 烟叶工业分级与精细化分类在打叶复烤均质化加工中的应用[J]. 安徽农业科学202048(10):148-152.

[18]
PHILIPP I RATH T. Improving plant discrimination in image processing by use of different colour space transformations[J]. Computers and electronics in agriculture200235(1):1-15.

[19]
张磊. 基于机器视觉的烟叶分级关键技术研究与实现[D]. 贵阳:贵州大学,2015.

[20]
段史江. 图像处理技术在烤烟烘烤过程中的应用研究[D]. 郑州:河南农业大学,2012.

[21]
张建平,吴守一,方如明,等. 烟叶颜色测量与分析[J]. 江苏工学院学报199314(4):7-14.

[22]
陈雪峰. 基于双CCD图像的烟叶分选技术的研究[D]. 南京:南京航空航天大学,2005.

[23]
雒慧心. 基于深度学习的烤烟分选算法研究[D]. 北京:北京交通大学,2019.

[24]
位辉琴,张长安,李彦周,等. 基于彩色图像的烟叶智能分选研究[J]. 农产品加工2024(16):71-76,80.

[25]
过伟民,程森,张骏,等. 烤烟表面微观结构特征与外观品质的关系[J]. 烟草科技201548(8):1-6.

Outlines

/