参考网


浅析打叶复烤叶片结构的优化措施和途径

2019-05-31 08:05:47 天津农业科学 2019年4期

王鹏泽 党霞 李彦周 吕耀印 陈溪 贾涛

摘    要:针对当前工业企业对叶片结构需求由提高大片率向提高中片率的转变,从改变工艺设备途径、调整打叶复烤工艺参数、改造相关设备3个方面对调控打叶复烤叶片结构的措施进行了综述,认为当前国内复烤企业对控制大片率,稳定提高中片率研究仍处在持续探索阶段,实现打叶复烤叶片结构及片型的可调、可控还缺乏系统的科学研究,考虑到复烤企业为工业企业提供加工服务存在局限性,提出了复烤企业与工业企业合作建立区域加工中心或打叶复烤研究平台、实验室或工作站,努力实现由“委托加工”向“精益控制”转变,以确保卷烟品牌原料加工水平的提高。

关键词:烟叶;打叶复烤;片烟结构;质量

中图分类号:S572          文献标识码:A          DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2019.04.011

Optimize Measures for the Tobacco Leaf Structure after Threshing and Redrying

WANG Pengze1, DANG Xia1, LI Yanzhou2, LYU Yaoyin2, CHEN Xi1, JIA Tao1

(1. Tianchang International Tobacco Company Limited, Tianchang Redrying Factory, Xuchang, Henan 461000, China;2. Tianchang International Tobacco Company Limited, Xuchang, Henan 461000, China)

Abstract:  In view of the current industrial enterprise demand changes from raising the large leaf structure percentage to improving the middle leaf structure percentage, the paper reviewed the measures and approaches that could regulate the leaf structure after threshing and redrying from changing the process equipment, adjusting the technical parameters, and technological transformation of equipment. It was considered that the current domestic re-roasting enterprises were still in the continuous exploration stage for controlling the large leaf structure percentage and stably improving the medium leaf structure percentage, and the systematic scientific studies on realizing the adjustable, controllable structure and shape of the leaf after threshing and redrying still had shortcomings. Thus, the paper proposed that the redrying companies cooperated with industrial companies to establish regional processing centers or threshing research platforms, laboratories or workstations, striving to achieve the transformation from "consigned processing" to "lean control", to ensure the improvement of the processing level of cigarette brand raw materials.

Key words:tobacco; threshing and redrying; tobacco leaf structure; quality

打葉复烤是连接原烟和卷烟生产的重要中间生产环节[1-3],其加工质量的优劣直接影响着后续卷烟产品质量的稳定,关系到整个烟草加工环节健康和稳定发展[4-8]。经过打叶复烤后的烟叶去除了杂质,杀灭了虫卵,防止了烟叶原料存储和醇化时发生霉变,提高了烟叶加工品质。

目前,国际上打叶复烤产业呈现集中生产加工的特点,联一公司、英美烟草公司、环球公司在巴西的加工厂的加工能力都在28 000 kg·h-1以上,集约化规模生产带来了显著的经济效益[9-13]。而国内复烤企业以满足工业需求为导向,尤其是中短支和细支烟需求量的提升与卷烟厂制丝设备的提高及加工理念的转变,使得“降低大片率和叶含梗率,提高中片率,控制烟叶造碎”成为卷烟企业对打叶质量提出的新要求[14-19]。国内外研究表明,片烟尺寸的最佳范围是10~35 mm,包括叶片结构中全部的中等叶片及小范围的大叶片,这个范围内叶片切成烟丝的成丝强度和填充效果最佳[20-24]。据国家烟草专卖局经济运行司统计,2017年全年细支烟销量达到了230.92万箱。因此,片烟结构指标仍是评价打叶复烤加工技术水平的硬性指标。

片烟结构是指烟叶打叶复烤后的片型结构[25-29],主要包括大片(>25.4 mm)、中片(12.7~25.4 mm)、小片(6.35~12.70 mm)、碎片(2.36~6.35 mm)等,片烟结构是稳定制丝品质的基础,直接决定切后烟丝的成丝长度[30-34]。过去烟叶在打叶复烤过程中,青睐于提高大中片率,而如今要降低大片率和叶含梗率,提高中片率,就会在打叶加工过程中施加更多的机械外力,容易使烟叶造碎,烟叶可用性降低。因此,如何降低大片率和叶含梗率、提高中片率、控制烟叶造碎,使复烤产品保持合理的叶片结构及稳定性是复烤和卷烟企业关注的重点。

1 打叶复烤叶片结构的优化措施和途径

1.1 改变工艺设备路径

近年来,相关研究人员通过分析烟叶经不同打叶复烤工艺设备路径后的变化情况,发现打叶复烤过程中片烟品质的变化规律,提高了片烟品质。张腾健等[35]、周良明等[36]研究表明,切把头和常规处理两种工艺设备路径对出片率基本无影响,切把头处理叶中含梗率和杂物比例下降,但叶片结构中的中片率提高,风选除杂烟叶与挑选后碎叶分离处理后杂物比例下降,除去叶基后切片刀数由1刀调整为2刀、3刀后片烟结构中的中片率有所提高,润透效果变好,烟碱值和片形结构趋于均匀,感官质量评吸效果更好。刘楷丽等[37]研究了新型复烤方式对片烟结构品质的影响,其中滚筒复烤方式下片烟结构均匀性增大,大片率减少,中小片率增加。李善莲等[38]研究新型复烤方式滚筒直接复烤后,烟片本香突出、香味物质含量高。许淑红等[39]对比了使用和不使用真空回潮机的叶片结构变化,得出使用真空回潮机能显著提高大中片率,减少烟叶造碎。肖锦哲等[40]在打叶环节设计一种筛分复打工艺并优化关键工艺参数,得出筛分复打工艺的应用可有效增加最佳烟叶尺寸区间占比,改善烟叶形态,使烟叶形状趋于规则、方正,有利于增加细支卷烟特征尺寸的烟丝比例,提高工业环节的卷制效率。

1.2 调整打叶复烤工艺参数

合理设置打叶工段工艺参数是调控叶片结构行之有效的重要方法。刘利锋等[41]通过调整打叶机框栏尺寸及不同打叶参数如打叶辊转速的强度、斜率和曲线来分析其对打叶质量的影响,结果表明,通过调整打叶框栏尺寸和打辊转速能有效优化烟叶的打叶质量,例如使用3.0英寸框栏相比3.5英寸框栏烟叶的大片率降低、中片率提高、碎片率降低,更有利于改善打叶风分后的烟片结构。单独提高打叶机的打叶辊转速强度有利于降低大片率和叶中含梗率,提高打叶风分后叶片的中片率。王强[42]研究表明,润叶时的滚筒转速对叶片结构影响不显著,一润后的水分和温度与叶片结构具有显著相关性,适当提高烟叶二润后的温度和水分,可降低叶含梗率和碎片率,提高烟叶的出片率。王金明等[43]分析得出叶中含梗率越高,叶片皱缩率越低,两者成负相关线性关系。徐大勇等[44]研究了不同复烤温度条件下片烟的收缩率及大小分布变化规律,认为在复烤过程中片烟收缩率与复烤温度呈正相关,随着温度升高复烤后片煙收缩率变大,在相同的复烤温度下不同部位片烟收缩率表现为下部烟>中部烟>上部烟,复烤温度越大特征尺寸越小的叶片减小幅度越大,复烤后叶片结构中的中片率增加,大片率下降,且相同部位片烟复烤温度越高其均匀性提高越大。陈家东等[45]研究发现在框栏开档尺寸一定的情况下,打辊转速和线速度越高,对烟叶的机械作用力越强烈,打叶效率越高,但对烟叶的破坏作用增强,使烟叶造碎增加,大片率下降。吴芳等[46]分析了不同工艺参数的设定与打叶复烤质量的关系,发现配方打叶的长梗率和大中片率指标比单等级高,稳定的流量、合适的烟叶水分和温度是保证梗叶分离效果、减少造碎的基本条件,在框栏尺寸一定情况下,打叶辊转速在一定范围内与打叶效率成近似的正比关系,这与前几位研究者的研究结果基本一致。

1.3 对设备进行技术改造

改造打叶器可有效调控叶片结构。高伟等[47]设计了5 种打叶器结构(矩形打刀、梯形打刀、六边形框栏、加密菱形框栏、常规菱形框栏)来调整片形结构大片率偏高等问题,经分析比较认为打叶器以打刀品字形排列、梯形打刀和矩形打刀混用、加密菱形框栏组合为最优一级打叶器结构,打后提高叶片中片率6%以上,降低大片率6.55%,碎片率基本不变,有效改善了成品片烟结构质量。蔡联合等[48]缩减打叶环节一打的框栏尺寸(7.0~8.9 cm),复烤后烟叶的出片率和大片率出现小幅降低,造碎有所增加,但均在可控范围内。李晓等[49]从提中片降大片的设计思路出发,调整了一级打叶器上框栏开孔尺寸(110×78 mm)来改善打叶后的叶片结构,得出将打叶机1、2、6、7排框栏孔径改为110×(72±1) mm,3、4、5排打叶框栏的孔径改为110×(80±1) mm,改造后大中片率提升了0.7%,50×50 mm以上超大片率减少了4.6%。高津[50]、付嘉等[51]、余娜等[52]、李宇婷等[53]对各个工序设备进行技术改造,从而减少烟叶造碎和损耗,其中,在解把刀辊上安放偏心轮推料杆来清除解把刀上粘接的烟叶,提高烟叶的解把率;在热风润叶机内设置可调式纯蒸汽喷管,改进后加快了热风升温速度,雾化效果明显变好,润叶均匀性显著提高,烟梗分离效果提高,叶中含梗率降低;第一级打叶器采用框栏尺寸为2.75″、动刀间距为3″的耳座式打辊同时为双向打叶,第四级打叶器打辊改造为间距为3″的圆盘式打刀,其中双向打叶技术使框栏的两个棱边充分利用,增加对烟叶的撕扯效果,减少了烟叶造碎,提高了打叶质量;采用规格更大的计量管等计量装置,整个环节确保烟叶流量恒定。这些设备改造都显著提高了中片率,减少了烟叶造碎。

2 展 望

当前国内复烤企业对控制大片率,稳定提高中片率研究仍在不断试验探索阶段,实现打叶复烤叶片结构及片型的可调、可控还缺乏系统的科学研究。比如:分切技术对不同产地、品种、部位烟叶叶片结构的改善程度有多大,不同叶片结构比例及形状对均质化加工是否有改善,改善后对工业企业来说烟叶可用率或适配率提升多少,各个环节改善方式怎么搭配使用,等等,这些研究仅仅依靠复烤企业很难完成。

目前已有复烤企业与工业企业合作,开展叶片筛分再打技术研究(采用滚筒、辊道、振筛筛分等),并取得了一定的效果,这就说明打叶复烤企业可与工业企业深度合作,通过建立区域加工中心或打叶复烤研究平台、实验室或工作站,努力实现由“委托加工”向“精益控制”轉变,从而满足工业企业集中定制化加工需求,确保卷烟品牌原料加工上水平。

参考文献:

[1]王满,何结望,许自成,等.打叶复烤成品片烟结构稳定性的综合评价[J].西南农业学报,2010,23(5):1429-1433.

[2]尹旭,徐其敏,陈清.打叶复烤均匀性加工技术研究进展[J].安徽农业科学,2013,41(16):7307-7309.

[3]龙明海,张晓龙,汪显国,等.打叶复烤润叶方式对烟叶质量的影响[J].湖北农业科学,2016,55(1):108-111, 116.

[4]LAYTEN D D, NIELSEN M T.烟草——生产、化学和技术[M].北京:化学工业出版社,2003:423-424.

[5]战磊,尹智华,肖明礼,等.打叶复烤工艺发展及现状研究[J].广东化工,2014,41(11):134,140.

[6]王苏红.打叶复烤新工艺研究[J].安徽农业科学,2015,43(22):249-250,365.

[7]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,2012,19(2):98-100.

[8]安银立,卫盼盼,马建勋,等.不同地区烤前片烟结构各项指标变化规律研究[J].湖南农业科学,2013(17):32-34.

[9]刘志平,姜焕元,林平.叶片大小与叶丝尺寸关系的探讨[J].烟草科技,2002(2):15-17.

[10]吴祚友,卫盼盼,窦家宇,等.烟叶物理特性与打叶质量的关系[J].江西农业学报,2014,26(3):73-75, 79.

[11]史双双,叶协锋,周雅宁,等.烟叶出片率的预测及其与其他物理特性的关系[J].中国农业科技导报,2012,14(2):62-66.

[12]毛福利,何结望,许自成,等.片烟结构稳定性的综合评价[J].江西农业学报,2010,22(11):65-67, 72.

[13]尹旭. 打叶复烤均匀性加工技术研究进展[C]//中国烟草学会.中国烟草学会2014年学术年会入选论文摘要汇编,2014:1-8.

[14]王国斌.毕节市不同产地烟叶打叶复烤产品结构研究[D].长沙:湖南农业大学,2013.

[15]刘芳.提升打叶复烤质量检测水平的途径[J].中国科技信息,2016(21):28-29.

[16]任志春.打叶复烤烟叶分切加工设备设计与应用[J].山东工业技术,2018(5):42.

[17]白万明,潘峰,杨全忠,等.复烤加料加香工艺的设计与应用[J].中国烟草学报,2017(4):15-21.

[18]颛孙伟,高顺利,徐家强.一种新型烟叶碎片干燥装置[J].机械工程与自动化,2017(6):120-121.

[19]米兰,熊珍,秦瑜,等.工业不适用烟叶打叶复烤内在品质改善研究[J].湖北农业科学,2016,55(19):5144-5147.

[20]王兴茂,王磊,邢富春,等.超宽振动输送(筛分)机研制与应用[C]//中国烟草学会.中国烟草学会学术年会优秀论文集,2017:5.

[21]罗晓峰.打叶复烤非烟杂物剔除工艺研究[J].轻工科技,2016,32(3):97-98.

[22]姚小龙.打叶复烤模块化加工的探索[J].质量探索,2016,13(2):31-32.

[23]李宇婷,张嘉玺,李忠,等.浅谈水分、温度对打叶复烤生产质量的影响及控制[J].山东工业技术,2018(4):36.

[24]白万明,潘峰,杨全忠,等.复烤加料关键参数对片烟质量的影响[J].烟草科技,2017(8):80-84.

[25]张晖,符再德,李枝军,等.基于打叶复烤片烟内在质量均匀性控制的智能平库开发与设计[C]//中国烟草学会.中国烟草学会学术年会优秀论文集,2017:6-12.

[26]王强.打叶复烤影响出片率的因素分析[J].科技展望,2015,25(16):143.

[27]卢幼祥,周良明,邵名伟,等.大中片率与打叶经济指标、叶中含梗率的关系研究[J].安徽农学通报,2017,23(15):130-131.

[28]王发勇,张春磊,喻绍新,等.全程实现打叶复烤均质化加工的研究进展[J].安徽农业科学,2018,46(12):11-13,16.

[29]刘磊,王涛,史绍新,等.复烤片烟自然醇化过程中品质变化研究进展[J].河南农业科学,2015,44(8):7-12.

[30]吴祚友,卫盼盼,窦家宇,等.烟叶物理特性与打叶质量的关系[J].江西农业学报,2014,26(3):73-75, 79.

[31]瞿永生,梁国海,任雯黎,等.打叶复烤过程中烟草逸出香味成分的捕集与分析[J].烟草科技,2015,48(4):32-36.

[32]刘洪标,赵广仁,黄晶,等.烟草碎片异物复合分拣技术研究与应用[J].中国设备工程,2017(22):205-207.

[33]王满.烤烟打叶复烤片烟结构稳定性评价[D].郑州:河南农业大学,2011.

[34]刘海玲,李晓,谭科军.烟草打叶段加工工艺的参数优化设计[J].福建质量管理,2016(4):220.

[35]张腾健,肖锦哲,杨全忠,等.分切工艺对打叶复烤全过程加工质量的影响[J].中国烟草学报,2018(6) :30-36.

[36]周良明,卢幼祥,徐其敏,等.打叶复烤不同工艺路径及工艺参数对烟叶纯净度等指标的影响[J].安徽农业科学,2017,45(28):92-94.

[37]刘楷丽,王晓娟,陈良元,等.滚筒复烤方式下片烟的尺寸分布变化特征[J].烟草科技,2016,49(3):84-90.

[38]李善莲,陈良元,李华杰,等.复烤方式对烟片加工质量的影响[J].烟草科技,2012(10):5-8.

[39]许淑红,熊安言,赵伟民,等.真空回潮对烟叶质量的影响[J].烟草科技,2007(5):12-14, 57.

[40]肖锦哲,张腾健,杨全忠,等.筛分复打工艺的设计与应用[J].中国烟草学报,6(25):1-14.

[41]刘利锋,王花俊,朱晓牛,等.不同打叶参数对打叶质量的影响[J].安徽农业科学,2009,37(24):11519-11520,11531.

[42]王强.打叶复烤在线工艺控制对出片率的实验分析[J].科技展望,2015,25(28):137.

[43]王金明,毕继华,杨松泉.烤烟打叶复烤片烟皱缩率影响因素研究[J].中国烟草科学,2011,32(4):28-30.

[44]徐大勇,李新锋,范明登,等.复烤温度对片烟收缩率及大小分布的影响[J].烟草科技,2013(3):12-16.

[45]陈家东,陶智麟,刘全喜.打叶复烤加工过程造碎及碎烟处理工艺研究[J].烟草科技,2000(4):4-7.

[46]吴芳,喻文蓉,李德综,等.不同工艺参数的设定与打叶复烤质量的关系[J].科技与企业,2012(14):324.

[47]高伟,王晶,米锋,等.打叶器结构对打后片烟片形的影响[J].烟草科技,2018(1):93-97, 102.

[48]蔡联合,邹克兴,孙建生,等.打叶框栏尺寸对烤烟打叶过程中叶片结构及出片率的影响[J].湖南农业科学,2017(8):78-80.

[49]李晓,张亚明,谢永军,等.烟叶复烤线打叶框栏的技术改进[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版,2011,26(1):26-29.

[50]高津.关于打叶器耳座式打辊的研究[C]//中国烟草学会.华北、东北地区2007年度烟草学术交流研讨会论文集,2007:5.

[51]付嘉,高津,闵卫民.Mactavish型耳座式打叶器的结构改进[J].烟草科技,2007(9):27-28.

[52]余娜,夏藝丰,朱文魁,等.叶片结构与叶丝结构关系模型研究[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版,2013,28(3):24-28.

[53]李宇婷,张嘉玺,张丽鲜,等.浅谈烤烟烟叶特性对打叶复烤烟叶造碎的影响[J].科技创新导报,2017,14(34):120,122.