制丝工艺概述

1第一章制丝设备概述第一节制丝生产工艺及设备卷烟生产原料是基础，工艺是关键，设备是保证，质量是核心。在卷烟生产加工过程中，任何一个设备的组合，总是为实现其工艺过程服务的，有什么样的工艺过程，就有相应的加工设备。卷烟生产过程分为制丝、卷接和包装三个阶段，那么，制丝过程承担着原料加工的任务。简单地说，就是将烟叶制成符合工艺要求的烟丝，以满足后续工序的要求。制丝生产是提高卷烟质量，增加生产效益的瓶颈环节，而制丝设备则是实现满足烟丝质量要求的关键。制丝工艺不存在一成不变的模式，综观我国制丝设备的变革就可看出，制丝工艺一直从低级到高级，从简单到复杂，不断地改进和发展。一、制丝工艺与设备(一)制丝的工艺任务如前所述，制丝、卷接、包装是卷烟制造工艺的三个主要过程，它们分别承担着原材料加工、卷制成形和包装成品的三大任务。制丝是将含梗的烟叶，经过回潮、去梗、烟梗加工、叶片加工等工序，并经过除杂，最终使烟丝的宽度、水分、温度等工艺参数均达到各等级卷烟工艺的要求，进而达到成丝率高、纯净无杂质、松散且具有弹性和填充力等要求。此外，叶丝和梗丝的配比要符合工艺要求，以满足后序（卷制）工艺的要求，减少损耗和单箱耗丝量。通过加香加料，促进烟丝内在质量的醇化，改变卷烟的燃吸品质。因此，制丝工艺的好坏是影响卷烟内在质量的关键因素。(二)制丝工艺流程概述目前，各卷烟企业的产品千差万别，相应的制丝工艺差异也较大，但均采用积极有效的方法，来确保制丝过程中各工序（段）的质量、流量稳定、烟丝成品的水分和温度均匀且符合工艺要求，控制最终生产效果，以满足市场上对卷烟产品的香气及吸味的要求，最终达到“优质、低耗、高效、安全”的目标。供给卷烟企业的原料不同，制丝工艺流程也就不同。传统的制丝生产线以把烟作为原料，制丝工艺比较复杂，一些发达国家和目前国内大多数卷烟企业则采用打叶复烤叶片、烟梗或烟草薄片作为制丝原料，这样制丝工艺流程就得到了简化。在欧洲某些国家，制丝所需的原料上述二者兼有，从而使得制丝工艺流程更为复杂。总之，无论采用何种工艺流程，其目的都是要把卷烟原料加工成符合卷制工艺要求的烟丝。近十年来，我国引进和消化吸收的制丝生产线种类繁多，而且随着新工艺、新技术的不断涌现，制丝工艺必然会得到不断地改进和完善。制丝工艺流程的制订应本着“先进、合理、可行”的原则，使制丝工艺处理过程更加合理，加工质量更加稳定，从而生产出符合卷烟工艺要求的高质量的烟丝。如图1—1为制丝工艺流程图。PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion—1制丝工艺流程图注：○—温度测量仪●—水分测量仪■—金属探测▲—流量控制◎——计量S—砂土、碎烟末T—烟梗Sr—梗块、梗签、杂物Ta—小于5mm碎梗L—小于3mm碎片PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion目前国外具有代表性的制丝线有德国虹尼(HAUNI)制丝线、意大利科马斯(COMAS)制丝线和英国莱格(LEGG)制丝线，这些制丝线普遍采用把烟作为原料，制丝工艺比较复杂。“九五”以来，国家烟草专卖局在全国推广以打叶复烤烟片(叶片、烟梗)为原料的复烤烟片制丝新工艺，这种工艺，采用了新技术和新设备，使整个制丝线在满足工艺要求的基础上，逐步实现综合机械化、高效自动化和大流水线作业，向智能化、无人车间过渡。由于进入制丝线的烟叶原料(把烟或片烟)不同，决定了制丝生产线不同的设备组成。(三)模式化(以把烟为原料)制丝工艺与设备以把烟为原料的制丝工艺采用的工艺流程如图1—1所示，即从备料开始。此制丝工艺的主要设备有：真空回潮机、铺叶切尖解把机、筛砂润叶机、打叶风分机组、润叶机、润梗机、压梗机、切梗丝机、切叶丝机、烘丝机、梗丝风选除杂器、梗丝膨化塔、加香机、加料机、贮叶柜、贮梗柜、贮丝柜等。除了这些主要设备外，连接这些设备的一般采用皮带输送机、振槽、提升喂料机、定量喂料机等。同时，各关键工序设置了电子皮带称和红外水分测定仪，以均衡控制流量和及时调整物料所含水分。从此工艺流程框图可以看出，制丝过程不管其工序如何繁多，总可将制丝设备分为：切丝前处理设备、切丝设备和切丝后处理设备三部分。切丝前处理设备主要是用于叶、梗分离的打叶设备，围绕着叶、梗分离设备，有一系列的附属设备，其中主要是加湿设备和流量均衡设备。切丝后处理设备主要是烘丝设备及一系列的附属设备等。根据制丝过程各设备的特点和功能，将卷烟制丝设备作如下分类：1.加湿设备卷烟工艺从某种角度来说，可以用加工过程中水分的变化来描述。烟叶的加湿回软是为了便于加工，减少烟叶的破碎和损耗。在不同的工序中有不同的加湿要求和工艺特点，但就其加湿机理来说有共同的特点和理论基础。加湿设备主要包括：真空回潮机、润叶机、润叶基机、润梗机（加潮隧道）、洗梗机等。2.叶梗分离及梗处理设备一张烟叶包括叶片和烟梗两部分，其叶片和烟梗的物理性质不同，不能直接同时进行加工处理，需分离后进行不同的处理，才能制成合格的烟丝。这类设备主要包括打叶去梗前处理设备、烟叶浮选与气力输送设备、打叶机和梗处理设备等。3.切丝设备在对烟叶的处理过程中，要将叶片和烟梗分别进行处理，因此切丝设备分为两种：一种是用于切叶片的切叶丝机，一种是用于切烟梗的切梗丝机。4.干燥设备烟叶或烟丝为了便于贮藏和运输，提高填充力，需进行脱水和干燥。此类设备主要包括烘丝机、梗丝膨化塔及白肋烟干燥机等。5.其它设备凡是在制丝生产线上用到的，但在前四类设备中没有包括的设备，均属于此类。主要包括连接运输设备、定量计量设备、贮存设备、加香机、检测设备、空调动力设备及叶片脱箱机、切片机等。(四)复烤烟片制丝工艺与设备1.复烤烟片制丝工艺概述PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion复烤烟片制丝工艺是在复烤厂进行叶梗分离，并将叶片和烟梗分别复烤包装，因此卷烟厂制丝线上的原料为复烤过的叶片和烟梗，对其分别进行加工处理，将制叶丝与制梗丝两条线有机地连接起来构成的一个完整的复烤烟片制丝过程，如图1—2所示。与图1—1所示的工艺流程相比较，节省了配叶切尖到打叶去梗等工序。相应的就省去了铺叶切尖解把机、筛砂润叶机、打叶风分机（组）等主要设备以及与各工序相关连的皮带输送机、振槽、定量喂料机等一些辅连设备。烟草薄片复烤烟片（箱装）CO2烟丝膨胀A复烤烟梗（袋装）水洗梗A混丝加香贮丝送至卷接车间注：◇水分测量，○计量，△温度测量，●流量控制，□金属探测图1-2复烤烟片制丝工艺流程图2.复烤烟片制丝工艺的优点(1)由复烤厂提供的复烤叶片和复烤烟梗的水分和温度比较稳定，在制丝加工过程中可确保各工序的质量和流量稳定，烟丝的水分、温度均匀且符合工艺要求。(2)直接使用复烤厂打叶复烤后的叶片和烟梗作为制丝线的原料，极大的开阔了制丝配方范围，有利于不同产地、不同品种片烟的开发，从而生产出适合于各种不同群体品味的新产品。(3)极大的减小了卷烟厂设备投资和占地面积，大大改善了制丝车间的生产环境，使制丝设备布局更趋合理、美观。自动脱箱进料输送切片加湿松散○□△加温加湿贮叶润叶加料◇○切丝●○◇超级回潮◇烘丝冷却◇贮丝回潮膨胀塔松散器浸渍器伸缩溜槽贮叶○●贮梗◇○●喂料烟梗回潮润梗加料○回潮梗丝风选贮梗丝梗丝膨胀梗丝加香●○△□蒸梗切梗●○◇回收烟丝○●○●薄片烟丝○●PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion二、我国卷烟制丝生产面临的新形势1.制丝线的发展方向制丝线的发展方向在于推广技术创新，提高产品质量，降低原料消耗，增加效益，而不是在增加产量和扩大生产上。2.以片烟为原料的制丝工艺改造任务繁重根据有关资料，我国年生产卷烟3400万箱，按单箱耗叶41kg测算，年消耗烟叶约3100万担，目前，我国的打叶复烤能力为2０4０万担，占当年烟叶消耗的65.8％，若在建和已批项目在今后2～3年内投产，打叶复烤可满足卷烟工业当年的需要。也就是说，在2～3年后我国卷烟生产基本实现片烟原料供给。制丝工艺必须适应原料的变革，目前已实施的10%重点技改企业，基本已实现片烟制丝工艺，但大部分卷烟厂仍在观望之中，因此，我国卷烟生产以片烟为原料的制丝工艺改造任务繁重，如何跟国际接轨并有自己的特色是值得研究的大课题。3.当今我国卷烟以烤烟为主，当务之急是降低卷烟焦油含量，开发混合型卷烟国际卷烟市场年销售量基本稳定在11000万箱左右，国际名牌卷烟主要为混合型。我国卷烟年产量约3400万箱，基本上是烤烟型，卷烟焦油含量平均为17mg左右，而欧美一些国家卷烟的焦油含量已经降至12mg以下，甚至更低；因此，我国卷烟品质和焦油含量必须缩小与国际水平的差距。我国要实现烟草大国向烟草强国的转移面临两大压力：①加入世贸组织后，如何抵御外烟的冲击，站稳国内市场并打入国际市场；②吸烟与健康运动的压力，必须有效降低卷烟焦油含量。因此，针对我国国情，制丝工艺的发展应围绕两个方面：即加强烤烟型卷烟降焦，同时开发混合型卷烟。(1)加强烤烟型卷烟降焦。我国目前卷烟焦油含量绝大多数在17mg左右，而国际上混合型卷烟的焦油含量大都在12mg以下，淡味在10mg以下，为减轻吸烟与健康的压力，稳定国内市场，卷烟焦油含量必须进一步降低，降低卷烟焦油含量是复杂的系统工程，有许多是制丝工艺应该研究解决的问题。(2)发展混合型卷烟，开发具有中国特色的混合型卷烟，参与国际市场的竞争。通常情况下，烤烟型卷烟降低焦油含量是有限的，一般降低到12mg以下即出现香味不足、吸味变化过大等情况，难以被消费者接受，因此通常借助混合型手段。混合型卷烟是国际卷烟发展的方向，世界卷烟销量前几位的品牌也是混合型卷烟，而我国目前仍以烤烟型为主导，这种与国际卷烟潮流不合拍的现象已引起国家局有关领导及部门的高度重视，并已采取有效措施。我国发展混合型卷烟是国际形势的需要，也是自身发展的需要，这对制丝线的影响也是必然的。4.进一步降低消耗，提高企业的经济效益我国卷烟制品在能耗、物耗及其它性能指标上与国际先进水平相比，还有较大的差距，而影响卷烟生产能耗、物耗的主要部分与制丝生产线有关，为此，仍需对制丝工艺设备进行研究和剖析，进一步降低加工能耗，降低烟叶消耗，提高烟丝膨胀率。综上所述，卷烟行业面临的新形势：一是现有产品质量的提高，主要是降低焦油含量。二是抓紧开发适销对路，具有中国特色的混合型卷烟。三是进一步降低加工损耗，降低烟叶消耗，提高烟丝膨胀率。四是加快片烟原料制丝工艺的改造及工艺设备配套。PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversion三、制丝工艺与设备的改进和提高1.研究推广以片烟为原料的制丝工艺及设备目前我国在使用片烟原料上部分烟厂已取得了初步的经验，可以总结推广。随着片烟原料的充足，片烟原料制丝工艺还需完善和补齐部分工序，如片烟的自动脱箱及自动配方库技术应予跟上，中小型烟厂需要完成片烟制丝工艺的改造。2.卷烟配方CAD的开发应用应加强卷烟配方CAD可解决卷烟原料品种与等级不配套，可以实现配方优化，国际先进的卷烟生产已成功应用，使用CAD可将某一品牌的卷烟设计成几种配方，以适应不同的烟叶原料供应。此外在设计低焦油卷烟时需要考虑的因素日益增多，设计的复杂性增大，为此发达国家相继开发了CAD软件，应用这一技术可以通过改变各种原辅材料的参数，计算出烟气中某些成分的释出量并建立模型，也可借助计算机，通过选择不同品种和等级的烟叶原料及辅料，从而设计出所希望的烟气中各种成分释出量的卷烟产品。随着计算机在我国的应用普及，这一领域的开发应用要加大力度。3.白肋烟处理工艺技术的完善提高目前卷烟制丝线的白肋烟处理工艺和技术需进一步改进和提高，白肋烟处理技术装备也较