煙草在線專稿 本文從分析我國卷煙工藝研究及發展現狀出發,提出“中式卷煙”特色加工技術概念,并從整個加工過程及其管理對分類加工技術、功能性加工技術、柔性加工技術進行了比較系統和全面的探討,對研究“中式卷煙”特色工藝具有一定的參考價值。
為了推進科技進步與創新,2003年,國家局制訂并發布了《中國卷煙科技發展綱要》,明確提出了要大力發展中式卷煙。特色工藝技術作為構筑中式卷煙的核心技術,作為形成卷煙產品特色的關鍵技術,作為提高中式卷煙核心競爭力的關鍵所在,是當前煙草科技工作的重中之重[1]。
1、我國卷煙加工工藝技術所面臨的問題
1.1卷煙生產企業加工工藝技術水平參差不齊,南北差距較大
目前,我國各卷煙工業企業的設備型號繁多,高低檔良莠不齊,要統一他們的加工工藝水平,全部上升到同一檔次是不可能的,高檔的卷煙設備當然具有較高的加工工藝水平和制造工藝技術,而低檔的設備的加工水平和工藝技術相對而言是比較落后的。而與國際先進水平相比,絕大多數卷煙生產企業仍然有相當大的差距,主要表現是卷煙質量穩定性差、卷煙焦油波動性較大的狀況。
1.2過多引進國外的設備與技術,缺乏自主知識產權的核心技術
我國卷煙企業在設備選用上基本是以引進或仿制國外先進設備為主,加工工藝流程設計上擁有自主知識產權的核心技術少之又少,缺乏針對自己的產品特色及產品市場定位而設計的特色工藝,研發環節薄弱是我國煙草企業與國際大企業相比最大的落后之處[2]。特別是不同卷煙產品所用的原材料、加工設備、加工工藝流程及指標設定雷同,導致不同卷煙產品的香氣風格和口味特征不明顯,產品同質化現象較為普遍[3]。
2、中式卷煙特色加工工藝技術
一般認為,特色加工就是根據煙葉的等級、部位、品質等,制定不同的工藝參數、工藝路線、加工方式、加料技術,提升在線加工工藝的水平,一方面最大限度地保留原料原有的優異品質;另一方面有效去除原料本身的不良因素,維護產品的個性特征,生產出滿足消費者需求,具有市場競爭力的高品質產品。包括分類加工技術、功能性加工技術、柔性加工技術。其中分類加工技術是特色工藝的核心。
2.1分類加工技術
分類加工技術是指針對不同品質、不同類型、不同特性的煙葉,采用不同的加工技術分別處理。
2.1.1配方打葉復烤
打葉復烤配方打葉技術,是指根據卷煙生產企業對糖、煙堿等含量和煙氣特征求,將煙葉物理特性、吸昧品質相近,具有共性的煙葉進行小配方組合,然后打葉復烤[4]。在配方打葉過程中,遵循三個原則:其一,滿足卷煙生產企業需求;其二,以同一品質、顏色、不同或相近部位的煙葉為主,加入少量其它等級煙葉(如低次檔煙葉等填充煙葉,不多于10%,按一定比例配成企業級別;其三,強調只有成熟度或顏色相同或者化學指標、吸食口味相近(填充煙葉主要強調化學成分互補)的煙葉才能進行混打。其優點在于既有利于打葉復烤過程參數的固化,確保葉片結構的改善和過程造碎的減少,又有利于卷煙企業煙葉配方的調整。打葉復烤過程的分組處理可操作性相對簡練,處理模塊的建立技術相對成熟,已越來越受到卷煙骨干企業的青睞[5]。
2.1.2絲過程的煙葉分組處理
制絲過程的煙葉分組處理,是指將煙葉化學成分(香氣質、糖堿量等)相似,同等加工參數下內在質量變化曲線平穩的煙葉(包括混打煙葉)進行小配方組合(也就是上面所說的分類加工),根據每一組的特點和要求,設置工藝參數,進行分組潤葉、儲葉、加料、烘絲和儲絲,其優點在于加香、加料的比例可根據組分煙葉的特點確定,工藝參數的設置可根據組分煙葉的化學成分調整(包含功能性加工和柔性加工),甚至可以保留煙葉原有的優異品質[6]。
2.2功能性加工技術
功能性加工技術是指根據煙葉原料物理特性和化學成分指標等的差異。采用不同的加工工藝和不同的加香加料技術,具有針對性強的特點[7]。主要通過改變加料方式、方法,針對不同卷煙品牌加工的具體特點和工藝要求,科學設計香精香料配方來完成,達到提高優化煙葉原料品質,降低成本等目的,如不同小配方加入不同料液,改變加料方式。在現今,主要以卷煙產品提質、降耗、減害為核心目標,開展“中式卷煙”功能性特色加工工藝技術的研究,并設計相關功能性加工工藝的方法,具體包括:打葉復烤加料醇化技術;制絲線(葉絲、干冰膨脹煙絲和梗絲)分類加料、加香新工藝、新技術;新型提質、降焦、減害煙草功能添加劑的研究開發和添加工藝研究等。
2.3柔性制造
國際生產工程研究協會的定義[8]:“柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統,在最少人的干預下,能夠生產任何范圍的產品族,系統的柔性通常受到系統設計時所考慮的產品族的限制。”
我國國家軍用標準的定義[9]:“柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統,它包括多個柔性制造單元,能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整,適用于多品種、中小批量生產。”
2.3.1柔性制造的要素
(1)機器柔性:當要求生產一系列不同類型的產品時,機器隨產品變化而對不同原料加工時的難易程度。
(2)工藝柔性:一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力;二是制造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。
(3)產品柔性:一是產品更新或完全轉向后,系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力;二是產品更新后,對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。
(4)維護柔性:采用多種方式查詢、處理故障,保障生產正常進行的能力。
(5)生產能力柔性:當產量改變、系統也能經濟地運行的能力。對于根據訂貨而組織生產的制造系統,這一點尤為重要。
(6)擴展柔性:當生產需要的時候,可以很容易地擴展系統結構,增加模塊,構成一個更大系統的能力。
(7)運行柔性:利用不同的機器、材料、工藝流程來生產一系列產品的能力和同樣的產品,換用不同工序加工的能力。
2.3.2柔性制造系統可實現的方式方法
柔性制造可實現的方法與方式主要有[10]:
(1)單元生產方式:一是標準化之后的小生產單元可以簡單復制,類似于細胞的復制方式。二是規模小(單元生產線短,操作簡化)。其特點是可以簡單應對產量的變化,通過啟用和停止以及簡單復制性的增加單元,使生產能力成倍地增加;單元的生產效率高。
(2)集中生產方式:作業時間中的處理時間集中,使單臺設備完成多個功能。因此可以減少中間產品庫存,減少資金和場地占用;消除物料的無謂搬運。
(3)柔性輸送方式:采用柔性管路輸送在制品。
(4)輸送中生產方式:在輸送臺車上完成加工任務,通過合理安排,同樣縮短了非處理時間,提高效率。
(5)組合生產方式:由固定生產線和變動生產線組合,固定生產線完成最小批量的生產,變動生產線滿足變動部分的生產。
2.4柔性制絲線
傳統的制絲生產是典型的流水線作業,具有食品加工制造業流程生產的顯著特征[11]。工藝布局中各工序往往采用串聯、并聯、繞過、返回等方式組成工段,相互銜接形成產品加工能力。一般根據各個工序段所承擔的工藝任務不同,將制絲過程分為幾個工段,這些工段的銜接是以貯柜作為手段連續起來,形成制絲生產的有機整體。卷煙廠制絲生產線分為煙葉預處理、白肋煙處理、制葉絲、煙梗預處理、制梗絲、摻配加香、貯絲、CO2膨脹絲、薄片、糖香料配料等主要工段。
在經過多年的發展以后,當前的制絲工藝技術,已經具備了初步的柔性[12]。例如,布局采用雙線、多線并聯;多次加料;煙片輸送時可以任意選柜、任意柜出料;自動化煙葉配方倉庫、成品絲立庫;在線真空回潮機組;分布式智能控制系統等技術的采用和推廣都促進了柔性理念在制絲工藝上的發展。但目前的分組加工技術受煙葉原料的成分多樣性、加工設備的可調整性、產品均質化的穩定性等多種因數的制約,還未達到理想的柔性化生產目標,尤其在生產調度上帶來了較大的麻煩,使得制絲線不得不增加大量的儲柜。
未來的制絲工藝生產線是以高效的柔性輸送工具作為手段銜接工序單元,輔以自動化立庫,強化“加工單元并聯、成組;物流輸送多線、多點、多變;控制系統優化、高效”等手段,有機的形成柔性生產能力。
3、結語
探索和形成中式卷煙的特色工藝技術成為今后我國卷煙加工工藝發展的必然趨勢,特色工藝技術應該是能夠突出中式卷煙風格挎轟、適應中式卷煙需要的技術;是能夠最大程度地保持和發揮。中國煙葉的原料特色和優勢的技術;是體現工藝向上下游延伸觀念的技術;是體現卷煙精細化、柔性化、智能化加工觀念的技術;是體現卷煙集約化生產觀念的技術。
參考文獻
[1]國家煙草專賣局.卷煙工藝規范[M].北京:中央文獻出版社,2003.
[2]于川芳,羅登山,王芳,等.卷煙“三紙一棒”對煙氣特征及感官質量的影響(一)[J].中國煙草學報,2001,(2):1—7.
[3]于川芳,羅登山,王芳,等.卷煙“三紙一棒”對煙氣特征及感官質量的影響(二)[J].中國煙草學報,2001,(3):6—10.
[4]王兵,楊達輝,林平,等.新的卷煙生產工序品質評價方法的建立[J].煙草科技,2002,(11):16—18.
[5]馬士華,林勇.供應鏈管理[M].北京:機械工業出版社,2000.
[6]陳榮
2025中國雪茄(四川)博覽會暨第七屆“中國雪茄之都”全球推介之旅