馬敬升，王樹鍵，王松海，王立強，王 旭

（1.山東煙葉復(fù)烤有限公司濰坊復(fù)烤廠，山東 濰坊 261051； 2.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，山東 濟南 250014）

打葉復(fù)烤作為卷煙制絲的前端環(huán)節(jié)，成品片煙的均質(zhì)化水平對卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用，而卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性是穩(wěn)定消費群體、提高品牌銷量的重要因素，因此，開展均質(zhì)化加工工藝技術(shù)研究意義重大。中國煙草總公司在2015 年下文《關(guān)于推進(jìn)打葉復(fù)烤企業(yè)均質(zhì)化生產(chǎn)加工的意見》，要求煙草系統(tǒng)全面推行均質(zhì)化生產(chǎn)加工。

隨著打葉復(fù)烤生產(chǎn)環(huán)節(jié)均質(zhì)化加工生產(chǎn)的推行，均質(zhì)化加工工藝研究也取得巨大進(jìn)展。目前均質(zhì)化加工主要分為高架庫配比、平庫配比、直投三種模式。國內(nèi)先進(jìn)復(fù)烤企業(yè)多通過技術(shù)改造建成高架庫，較先進(jìn)企業(yè)多采用平庫配比模式，兩種模式在投料環(huán)節(jié)對原料進(jìn)行混配，實現(xiàn)來料均勻，極大地提高了煙葉均質(zhì)化水平。不具備自動化高架庫和在線近紅外檢測能力的復(fù)烤企業(yè)多采用鋪葉臺直投配比模式，該方式較為簡單，均質(zhì)化控制精準(zhǔn)度較差。同時以上模式在打葉生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行均質(zhì)化加工控制的較多[1]，從原煙工商交接、倉儲、挑選、打葉生產(chǎn)等全過程開展研究較少。為此，本文從片煙均質(zhì)化加工的常用衡量指標(biāo)、直投模式片煙均質(zhì)化加工措施兩個方面進(jìn)行研究探討，以期為片煙均質(zhì)化加工研究與實踐提供參考。

1 片煙均質(zhì)化加工的常用衡量指標(biāo)

1.1 化學(xué)成分

煙葉的化學(xué)成分是煙葉化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)、煙葉質(zhì)量的一個方面，同時也是決定煙葉評吸質(zhì)量的最主要因素，但煙草中化學(xué)物質(zhì)種類眾多，目前已被鑒定的有2549 種，且其中很多化學(xué)成分在含量測定方面需要消耗大量時間和精力，因而在生產(chǎn)上很難全面掌握煙葉的所有化學(xué)成分信息[2]。生產(chǎn)過程中復(fù)烤企業(yè)常測的化學(xué)成分有煙堿、鉀、氯、總糖、總氮、還原糖等。2015 年發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)打葉復(fù)烤企業(yè)均質(zhì)化生產(chǎn)加工的意見》，將煙堿變異系數(shù)（CV 值）作為復(fù)烤均質(zhì)化加工的考核衡量指標(biāo)，煙堿作為衡量打葉復(fù)烤加工均質(zhì)化水平的指標(biāo)，逐漸在煙草系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)行煙堿變異系數(shù)優(yōu)秀指標(biāo)為≤3.5%。隨著對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，2022 年發(fā)布《中國煙葉公司關(guān)于推進(jìn)2022 烤季煙葉均質(zhì)化復(fù)烤加工的通知》，將糖堿比變異系數(shù)（≤5.0%）列入均質(zhì)化的控制目標(biāo)。

1.2 水分

成品片煙水分是煙葉打葉復(fù)烤加工的一項重要加工指標(biāo)，水分過大，片煙長時間存放容易產(chǎn)生霉變損壞，嚴(yán)重影響片煙質(zhì)量；水分過小則增加了運輸、使用過程中的造碎，且減緩了煙葉發(fā)酵醇化的速度?？紤]到片煙安全儲存和自然醇化的需求，卷煙工藝規(guī)范中規(guī)定打葉復(fù)烤后的片煙水分范圍為10.5%～13.0%，并且要求均衡一致[3]?，F(xiàn)行國家局推行的水分變異系數(shù)優(yōu)秀指標(biāo)為≤2.0%。

1.3 非煙物質(zhì)控制

片煙中常見非煙物質(zhì)有塑料纖維、羽毛、雜草、麻絲、蟲繭等，其在燃燒過程中易產(chǎn)生的刺激性對卷煙質(zhì)量影響較大，且其中一部分非煙物質(zhì)如羽毛、塑料等產(chǎn)生的氣體危害人體健康，并且可能存在的金屬、石塊等雜物還會損害生產(chǎn)設(shè)備，嚴(yán)重危害了煙葉質(zhì)量和安全生產(chǎn)。因此，煙草行業(yè)對非煙物質(zhì)有著極其嚴(yán)格的要求，卷煙工藝規(guī)范要求片煙中雜物一類含量為 0，二、三類含量為 ＜0.00665%[4]。2022 年發(fā)布《中國煙葉公司關(guān)于推進(jìn)2022 烤季煙葉均質(zhì)化復(fù)烤加工的通知》，要求每個加工模塊每10 箱一類雜物檢出數(shù)量（三層六面法）≤8 個，總雜物數(shù)量≤43 個。

1.4 葉片結(jié)構(gòu)

成品片煙葉片結(jié)構(gòu)是指打葉復(fù)烤后在片煙成品中不同規(guī)格葉片的分布情況,主要包括大片率、中片率、大中片率、小片率、梗中含葉率、葉中含梗率等幾個指標(biāo)。因為葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)較多并且彼此相關(guān)性明顯，有人[5-6]應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)聚類分析的方法，確定中片率、小片率和葉含梗率為核心指標(biāo)。目前，隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的不斷進(jìn)步，提升中片率、控制碎片率、降低大片率成為煙草工商雙方共同追求的目標(biāo)。同時葉片結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對卷煙質(zhì)量影響較大，2022 年發(fā)布《中國煙葉公司關(guān)于推進(jìn)2022 烤季煙葉均質(zhì)化復(fù)烤加工的通知》，要求葉片結(jié)構(gòu)變異系數(shù)≤10%。

2 直投模式片煙均質(zhì)化加工措施

均質(zhì)化加工貫穿工商交接、倉儲、挑選、打葉生產(chǎn)等全過程，每一步都影響到片煙均質(zhì)化水平，且與質(zhì)量指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)存在一定相關(guān)性。

2.1 工商交接環(huán)節(jié)

煙葉收購從源頭上決定了工商交接煙葉的質(zhì)量。因此管控前移，才能更好地保障煙葉質(zhì)量。煙葉等級受混部位和混低次影響明顯，尤其是中部高等級煙葉混部問題突出，低等級煙葉混低次現(xiàn)象明顯。全國煙葉在工商交接環(huán)節(jié)等級合格率為44.9%～71.5%，合格率的大幅波動會明顯影響煙葉外觀質(zhì)量和化學(xué)成分[7]。原煙批次劃分要分產(chǎn)地、品種，兼顧等級質(zhì)量，控制單批次原煙質(zhì)量極差5%以內(nèi),保障原煙批內(nèi)質(zhì)量的一致性。交接過程中同時對雜物、霉?fàn)€煙、水分情況詳細(xì)記錄，以備后期挑選和復(fù)烤加工。同時，同一產(chǎn)地?zé)熑~受品種、生態(tài)環(huán)境、烘烤水平、煙站收購水平的影響會導(dǎo)致外觀質(zhì)量相近的同一等級煙葉，化學(xué)成分存在一定的差異。因此，提高工商交接等級純度和質(zhì)量，再結(jié)合化學(xué)成分劃分原煙批次，從源頭提高批次內(nèi)原料質(zhì)量的均勻性，是提高片煙均質(zhì)化水平的首要措施。

2.2 倉儲環(huán)節(jié)

當(dāng)前，部分復(fù)烤企業(yè)倉儲能力缺口依然較大，給煙葉收儲、加工排產(chǎn)、模塊組配帶來較大困難。倉儲管理不規(guī)范，容易導(dǎo)致投料錯誤，造成質(zhì)量事故。原煙倉儲，對煙葉水分起到一定的平衡作用，另外在倉儲過程中容易發(fā)生霉變、蟲情等情況，這嚴(yán)重影響煙葉質(zhì)量，對煙葉化學(xué)成分、非煙物質(zhì)數(shù)量產(chǎn)生較大影響。同時復(fù)烤企業(yè)要逐年配足配齊框欄、帆布等配套設(shè)施，實現(xiàn)選后煙葉的標(biāo)準(zhǔn)化存儲和清潔化包裝，這能很好地保證選后煙葉質(zhì)量。

2.3 挑選環(huán)節(jié)

提升選葉保障能力，重點增加選葉場地空間，面積緊張的復(fù)烤企業(yè)要加快拓展選葉車間，確保選葉進(jìn)度和加工進(jìn)度協(xié)調(diào)匹配。有條件的企業(yè)可根據(jù)需要加裝在線近紅外化學(xué)分析儀，實現(xiàn)選后煙葉煙堿成分的實時檢測；無條件的企業(yè)可取樣進(jìn)行離線近紅外檢測。同時由于外觀特征相似的煙葉，其化學(xué)成分存在差異，因此，結(jié)合原煙煙堿值，高低搭配進(jìn)料，利于選后煙葉化學(xué)成分均勻穩(wěn)定。挑選過程中要嚴(yán)格控制煙葉雜物，加強對麻繩、麻線的剔除；專人負(fù)責(zé)處理霉?fàn)€煙葉，堅決杜絕霉?fàn)€煙葉進(jìn)入原料?，F(xiàn)在工業(yè)企業(yè)提倡大配方大工藝?yán)砟?，可能會出現(xiàn)同一打葉批次投料批次過多，后期批次要合并現(xiàn)狀，可以采用同一挑選方式同一產(chǎn)地多個批次合并挑選的做法，從挑選環(huán)節(jié)提高了幾個批次的均質(zhì)化水平。研究表明[8]，煙葉挑選可顯著提高煙葉的等級合格率，雜物含量則明顯降低，化學(xué)成分更穩(wěn)定協(xié)調(diào)。煙葉挑選工序?qū)焿A均勻性影響很大，原煙挑選后，煙堿變異系數(shù)下降度平均值35.7%，選后煙再進(jìn)行混配，煙堿變異系數(shù)平均下降48.86%[9]。

2.4 打葉生產(chǎn)環(huán)節(jié)

采取直投模式的復(fù)烤企業(yè)，設(shè)備相對落后，可能存在投料方式單一、備料空間不夠、儲葉柜容量不足、除雜裝置配置不完善、葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化乏力、近紅外設(shè)備數(shù)量不夠、信息化手段缺乏等一系列設(shè)備配置問題。需要針對裝備短板，實施必要的設(shè)備局部改造。

用煙堿數(shù)據(jù)指導(dǎo)投料規(guī)則和物料組織是實現(xiàn)均質(zhì)化加工的有效辦法，是現(xiàn)階段均質(zhì)化加工的基礎(chǔ)形式。運用批次管理方法對打葉復(fù)烤生產(chǎn)過程進(jìn)行管控。綜合空間、原料和儲柜容量等因素，做好投料批次的劃分，做好尾料處理，將投料批次作為均質(zhì)化加工質(zhì)量管控的基本單元，通過控制投料批間的質(zhì)量穩(wěn)定性實現(xiàn)加工模塊的穩(wěn)定性。抓住生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提升均質(zhì)化水平。一是嚴(yán)控投料精度。針對鋪葉臺直投特點，首先保證備貨時煙葉等級、垛位、數(shù)量、比例準(zhǔn)確性。其次，鋪葉臺直投嚴(yán)格執(zhí)行“橫進(jìn)縱出”“單入并出”的原煙出庫方式，重點監(jiān)控各臺位同步性和各臺位原料準(zhǔn)確性，做到定期清批。二是規(guī)范使用打前預(yù)混柜和打后混配柜。保證每一投料單元的煙葉進(jìn)入同一預(yù)混柜，打后同一單元的片煙進(jìn)入同一混配柜，不同單元煙葉在投料比例和重量上保持一致。鋪葉臺投料是打葉復(fù)烤加工的第一步，是均質(zhì)化加工的首要環(huán)節(jié)[10]。研究[11]表明，直投模式下利用垛位煙堿值進(jìn)行高低搭配投料，可以有效地提升均質(zhì)化加工水平。肖明禮等[12]結(jié)合鋪葉臺與儲柜，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，可提高均質(zhì)化水平；楊波等[13]認(rèn)為打前柜和烤前柜的使用，可有效提高片煙煙堿均勻性、水分均勻性、葉片結(jié)構(gòu)均勻性。

在打葉復(fù)烤加工過程中，依靠人工挑選和設(shè)備除雜進(jìn)行非煙物質(zhì)剔除。人工除雜易受到操作工責(zé)任心、熟練程度、體力、精力等主觀因素的影響，雜物剔除效果有較大波動。設(shè)備除雜中應(yīng)用較多的是風(fēng)選除雜、光電除雜、滾筒篩砂、金屬剔除等裝置，他們均能對某類雜物起到較好的剔除效果。馬亞等[14]設(shè)計了一種垂直風(fēng)送異物剔除系統(tǒng)，試驗表明，該系統(tǒng)對重質(zhì)雜物的剔除率大于 96%，對輕質(zhì)雜物的剔除率大于85%。何玉丹等[15]設(shè)計了一種纖維絲狀雜物剔除設(shè)備，對麻絲等雜物的剔除率在55%以上。

打葉段是實現(xiàn)葉片結(jié)構(gòu)均質(zhì)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，打葉流量、打刀、框欄形狀、尺寸、打輥轉(zhuǎn)速、各級風(fēng)分效率布置等均影響最終結(jié)果。皇甫東有等人[16]研究表明，一潤、二潤溫度和水分均顯著影響碎片率、葉中含梗率，一潤溫度和水分還會顯著影響大中片率，且一潤對片煙結(jié)構(gòu)的影響大于二潤。楊洋等人發(fā)現(xiàn)一潤、二潤“潤透率”和中片率有正相關(guān)關(guān)系；打葉風(fēng)分工段工作強度與中片率有正相關(guān)關(guān)系，與大片率、碎片率、碎末率存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。

以適中水分為核心值合理設(shè)定烤機水分控制范圍，成品水分既不走下限，也不走上限，降低成品返箱率。李琳琴[17]通過試驗發(fā)現(xiàn)，決定烤后煙葉水分的主要因素是烤機回潮段出口水分和干燥段出口水分。潘武寧等人[18]研究表明，煙葉“烤透率”對烤后煙葉的水分均勻性有較大的影響。在一定條件下，提高復(fù)烤工序烤透率，對提高回潮后煙葉水分的均勻性有積極影響。

3 結(jié)語

以往的片煙均質(zhì)化加工控制往往只關(guān)注于投料配比環(huán)節(jié)及后續(xù)打葉生產(chǎn)各工段的控制措施，本文首次提出“煙葉全過程均質(zhì)化加工控制模式”，從工商交接、倉儲、挑選、打葉生產(chǎn)4 大環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，但分析不夠全面，不夠系統(tǒng)。均質(zhì)化不是一成不變的，是動態(tài)發(fā)展的，它是一個不斷向縱深拓展，不斷向多維質(zhì)量延伸的過程，這就要求我們要不斷學(xué)習(xí)實踐，以推動均質(zhì)化加工一步一步邁上新臺階。