打葉復(fù)烤翻箱喂料模式下的均質(zhì)化控制工藝

霍健 張尚敏 張東東 王樹建 楊景全 張國洪 李盼盼 鄭璇

摘要 [目的]優(yōu)化翻箱喂料模式下的配方打葉均質(zhì)化控制工藝。[方法]組合原煙裝箱單元，壓縮翻箱喂料單元，確定投料輪次，固化投料順序并保持打后葉片混配柜料位上限控制。[結(jié)果]通過對(duì)成品片煙化學(xué)成分檢驗(yàn)，計(jì)算變異系數(shù)，結(jié)果表明：該加工批次煙堿CV值為3.61%，糖堿比CV值為6.38%，均達(dá)到煙堿CV值<5%、糖堿比CV值<10%的標(biāo)準(zhǔn)要求。[結(jié)論]該工藝對(duì)翻箱喂料模式下的均質(zhì)化控制有較好效果，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 打葉復(fù)烤；翻箱喂料；均質(zhì)化；工藝

Homogenization Control Process under the Mode of Threshing， Redrying， Moulding and Feeding

HUO Jian， ZHANG Shang-min，ZHANG Dong-dong* et al

（China Tobacco Shandong Industrial Co.，Ltd.，Jinan， Shandong 250000）

Abstract [Objective] To optimize the formula threshing homogenization control process under the mode of moulding and feeding. [Method] Assemble the box units of original tobacco；compress the moulding and feeding units；determine the feeding rounds；solidify the feeding order and maintain the upper limit control of mixed material distribution of threshed tobacco leaves. [Results] Through the chemical composition of finished products and calculate the coefficient of variation， The results showed that the CV value of nicotine was 3.61%， the CV value of the carbohydrate ratio was 6.38%， all reached the nicotine CV value <5%， and sugar-nicotine ratio was less than 10%. [Conclusion] The process exerts better effects on homogenization control under the mode of moulding and feeding， providing greater guidance significance to actual production.

Key words Threshing and redrying；Moulding and feeding；Homogenization；Process

卷煙工業(yè)企業(yè)聯(lián)合重組后，“532”品牌發(fā)展目標(biāo)取得重大進(jìn)展，“461”品牌發(fā)展格局基本形成，國內(nèi)外同行競(jìng)爭(zhēng)日益加劇。當(dāng)前，卷煙工業(yè)企業(yè)更加重視卷煙產(chǎn)品的均質(zhì)化生產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性通常指的是不同批次產(chǎn)品或同一批次產(chǎn)品質(zhì)量的一致性程度[1]。打葉復(fù)烤環(huán)節(jié)作為影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量均勻性的重要因素之一，其產(chǎn)品的均勻性是指片煙產(chǎn)品質(zhì)量的一致性、穩(wěn)定性，應(yīng)包括外觀、內(nèi)在、化學(xué)特性等所有煙葉質(zhì)量要素的一致性、穩(wěn)定性，越來越被人們關(guān)注[2-4]。

《煙草行業(yè)中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》（2006—2020）已把均勻性加工技術(shù)作為主攻方向之一。為實(shí)現(xiàn)國家煙草局提出的均質(zhì)化加工要求，加強(qiáng)打葉復(fù)烤片煙成品化學(xué)成分的均勻性控制，新版打葉復(fù)烤工藝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[5-6]增加了配方打葉煙堿波動(dòng)程度評(píng)價(jià)，引入了煙堿波動(dòng)性的評(píng)價(jià)方法。中煙辦〔2016〕127號(hào)文明確了重點(diǎn)品牌原料均質(zhì)化復(fù)烤加工的成品煙堿變異系數(shù)須穩(wěn)定控制在5%以內(nèi)。國內(nèi)煙葉打葉復(fù)烤均勻性控制方面的相關(guān)研究報(bào)道主要集中在煙葉的常規(guī)化學(xué)成分、葉片結(jié)構(gòu)、水分3方面[7-10]。杜文等[11]研究了以常規(guī)煙葉化學(xué)成分為基礎(chǔ)，根據(jù)化學(xué)成分的平均值評(píng)價(jià)批次煙葉化學(xué)成分的合理性，根據(jù)變異系數(shù)評(píng)價(jià)批次煙葉的一致性，認(rèn)為利用化學(xué)成分評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量均勻性是一種簡(jiǎn)便實(shí)用的方法。

肖明禮等[12]認(rèn)為，對(duì)鋪葉臺(tái)管理進(jìn)行優(yōu)化和貯葉柜的有效利用，可對(duì)打葉復(fù)烤配方打葉片煙產(chǎn)品的穩(wěn)定性起到積極作用。鋪葉臺(tái)人工配比，根據(jù)配方模塊要求，合理設(shè)置鋪葉配比工位，使不同產(chǎn)地、等級(jí)煙葉在鋪葉工序?qū)崿F(xiàn)按比例均勻投料；每個(gè)鋪葉投料單元須小于打后葉片混配柜的貯葉能力，打后葉片經(jīng)往復(fù)式布料在混配柜中再次均勻摻混，使成品片煙的均勻度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。但各復(fù)烤企業(yè)發(fā)展情況不同，各自的生產(chǎn)線、工藝流程設(shè)計(jì)也存在差異。有的復(fù)烤廠沒有人工鋪葉臺(tái)配比，采用翻箱喂料配比，當(dāng)配方模塊的產(chǎn)地、等級(jí)較多，配比差異較大時(shí)，均勻度控制難度也將隨之增加。筆者主要研究翻箱喂料模式下的均質(zhì)化控制工藝，旨在為復(fù)烤企業(yè)及卷煙工業(yè)企業(yè)在該種模式下的配方打葉均質(zhì)化控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 設(shè)備情況。

無人工鋪葉臺(tái)，采用翻箱喂料配比，打后混配柜采用往復(fù)式布料，打葉線生產(chǎn)能力12 000 kg/h?；炫浞绞綖槎?jí)摻混，分為翻箱喂料預(yù)混，打后貯葉柜混配。翻箱喂料屬于粗配，摻混均勻度較差，打后混配貯柜摻混均勻度好，但貯葉能力僅為6 000 kg（約45 min加工流量）。

1.1.2 配方模塊原料配比構(gòu)成。

配方模塊共有9個(gè)小批次，為多產(chǎn)地多等級(jí)配打，配比差異較大，最大23.60%，最小1.64%，成品片煙煙堿CV值要求<5%，糖堿比CV值要求<10%。在沒有鋪葉臺(tái)人工鋪葉配比及混配柜存儲(chǔ)能力相對(duì)較小的情況下，較難保證成品片煙均勻度達(dá)到要求。配方模塊原料配比構(gòu)成見表1。

1.2 方法

1.2.1 基本思路。

在缺少人工鋪葉臺(tái)配比的情況下，此次加工將重點(diǎn)依靠打后片煙混配柜的充分摻混。但考慮到混配柜貯葉能力偏低，為充分發(fā)揮混配柜能力，須將翻箱喂料單元控制在混配柜貯葉能力以內(nèi)，且喂料單元越小，混配效果越好。

1.2.2 組合原煙裝箱單元。

根據(jù)加工方案中的原料配比要求，經(jīng)計(jì)算，將配方比例全部組合為20%左右較易操作。即ZY15004批次與ZY15002批次保持不變，組合后批次代號(hào)分別為A、D，投料比例分別為20.52%和23.63%；將ZY15007與ZY15005組合為B批次，組合后投料比例為18.98%；將ZY15003批次、ZY15001批次、ZY15008批次組合為C批次，組合后投料比例為17.05%；將ZY15006批次、ZY15009批次組合為E批次，組合后投料比例為19.81%。經(jīng)過組合，將原來9個(gè)原煙小批次壓縮合并為5個(gè)配比單元進(jìn)行裝箱。

1.2.3 壓縮翻箱喂料單元，確定投料輪次。

根據(jù)復(fù)烤廠喂料箱裝料能力在300 kg左右和單包原煙重量40 kg的實(shí)際情況，從易于復(fù)烤廠操作出發(fā)，選取最小比例（1.64%）為配比基數(shù)1，并將最小配比基數(shù)定為1包，按照比例差異均衡調(diào)整原則，計(jì)算各組合批次原煙裝箱要求和投料輪次。詳細(xì)裝箱要求及投料輪次見表2。

1.2.4 固化投料順序并保持打后葉片混配柜料位上限控制。

為防止投料順序錯(cuò)誤，根據(jù)投料輪次要求，設(shè)計(jì)各輪次批次投料順序表，并嚴(yán)格固化于生產(chǎn)全過程。經(jīng)計(jì)算每18輪為一個(gè)大的循環(huán)，以此類推。這樣最大喂料單元（第18輪）僅為2 354 kg，打后葉片混配柜一個(gè)貯葉周期可容納4個(gè)喂料單元的打后葉片，在往復(fù)式布料下，進(jìn)入混配貯柜的葉片將得到充分摻混。詳細(xì)投料輪次及批次順序見表3。

2 結(jié)果與分析

對(duì)該批次成品片煙進(jìn)行檢驗(yàn)，外觀質(zhì)量好，顏色均勻一致。間隔抽取30箱樣品，利用近紅外分析儀進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，并計(jì)算平均值和變異系數(shù)。結(jié)果表明，總糖平均值為26.01%，CV值為3.81%；還原糖平均值為20.42%，CV值為3.12%；煙堿平均值為2.06%，CV值為3.61%；總氮平均值為2.30%，CV值為2.45%；氯平均值為0.56%，CV值為11.61%；鉀平均值為2.48%，CV值為4.60%；糖堿比平均值為12.64，CV值為6.38%，均在較好的范圍以內(nèi)。詳細(xì)指標(biāo)見表4。

根據(jù)均質(zhì)化加工要求，成品片煙煙堿CV值<5%，糖堿比CV值<10%時(shí)說明均勻性較好。對(duì)成品片煙化學(xué)成分檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，CV值最小的是總氮，最大的是氯，CV值<

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

成品片煙均勻性檢驗(yàn)結(jié)果表明，組合原煙裝箱單元，壓縮翻箱喂料單元，確定投料輪次，固化投料順序并保持打后葉片混配柜料位上限控制，是配方打葉翻箱喂料模式下均質(zhì)化控制的有效工藝，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

3.2 討論

目前，國內(nèi)煙葉復(fù)烤加工企業(yè)對(duì)于均質(zhì)化的控制基本為人工鋪葉臺(tái)配比與混配柜配比相結(jié)合的模式。部分復(fù)烤企業(yè)無鋪葉臺(tái)，采用翻箱喂料，利用混配柜進(jìn)行配比；部分復(fù)烤企業(yè)無混配柜或混配柜能力較小，僅利用人工鋪葉臺(tái)配比；部分生產(chǎn)技術(shù)較先進(jìn)的復(fù)烤企業(yè)，在人工鋪葉臺(tái)配比與混配柜配比的基礎(chǔ)上，增加了鋪葉臺(tái)后近紅外化學(xué)成分檢測(cè)，配方高架庫自動(dòng)化配比。

鋪葉臺(tái)人工配比，方法較為簡(jiǎn)單，但受人為因素影響較大，需較高的生產(chǎn)管理水平才能達(dá)到好的控制效果。翻箱喂料配比，配方均勻，不受人為因素干擾，但占地大、成本較高、操作較復(fù)雜。配方高架庫自動(dòng)化配比最大程度地降低了在配比過程中人為因素的影響，使配比均勻性與理論值更加接近，但投入成本較大。在傳統(tǒng)配比模式中，或計(jì)算過于精確而操作困難，或過于簡(jiǎn)單而配比不精確，缺少固化執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和合理有效的安排，操作中容易發(fā)生錯(cuò)亂。另外，由于原料質(zhì)量的不穩(wěn)定性，復(fù)烤企業(yè)臨時(shí)工較多、工作能力參差不齊等外界和人為因素，實(shí)際操作中很難達(dá)到理想的要求。除研究不同生產(chǎn)條件下合理的操作方法外，還要提高煙葉原料的質(zhì)量穩(wěn)定性，加強(qiáng)員工技能培訓(xùn)，優(yōu)化打葉復(fù)烤生產(chǎn)線，從多方面提高片煙成品的均質(zhì)化水平。

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