柔性保香复烤工艺及设备的研究

周 喆，苏海龙，刘 文，王 爽，张胜良

（红塔集团玉溪卷烟厂，云南 玉溪 653100）

0 引 言

打叶复烤作为卷烟工业的重要环节，是将烟叶从农业产品转变为工业原料的重要加工过程，是连接商业与工业的重要环节，更是重点品牌原料发展战略的攻坚战。随着烟叶初烤技术水平的逐步提升，建设并推广应用密集性烤房对鲜烟叶进行烘烤加工已是当下的主流技术趋势。密集性烘烤技术缩短了烟叶的烘烤生产周期，烤后烟叶的颜色鲜亮、光泽强，烘烤烟叶醇香已初显。但传统的打叶复烤方式的加工强度较高，留于后续制丝的加工余量明显不足[1]。

在卷烟工业制造大工艺的视角下，传统复烤工艺及设备的加工强度较高，难以契合适应当前及未来卷烟工艺发展的需求；因此，基于初烤、打叶复烤、制丝、卷制的大工艺整体考虑，开发柔性保香复烤工艺技术及设备具有重要意义。

1 烟片复烤过程现状分析

传统打叶复烤方式的加工强度较高，留于后续制丝的加工余量不足，特别是与多等级烟叶构成的模块化之间的不适应性愈加显著，普遍存在的问题有：输送孔板通风率较低，导致干燥区内烟片脱水均匀性差，造成加工后大中烟片收缩率较高；孔板通风率较低，导致脱水速率低，造成干燥热风温度高、烟片加工强度大、致使香物质损失量较大，留于后续制丝环节保香加香的加工余量不足[2]。

目前多采用加长烤机干燥区长度的方法，增加干燥时间，降低烟片干燥温度，但因为增加了干燥时间，不能有效降低烟片加工强度，并且依然存在复烤后烟片水分均匀性差和能耗高的问题。

不同部位、不同等级的烟叶吸湿散湿速率均有差异，配方模块化加工各组成单元吸湿散湿速率同步性差，加之输送网板的通风率过低会导致各组烟叶脱水速率差值进一步变大，导致干燥完成后物料含水率的均匀性较差。

干燥区烟片物料的含水率会受外界环境温度及空气湿度的变化而变化，需要进行人为调控，而调节值在工艺标准内受调控人员经验值左右，难以精准把握干燥区烟片的含水率，导致干燥后烟片含水率波动较大，烟片的感官质量稳定性较差[3]。

输送孔板通风率较低，导致大量雾化水汽撞击孔板凝结成水流排出，少量水汽从通风孔进入回潮区被烟片回潮吸湿，造成烟片回潮速率过慢、蒸汽和水消耗增加。受输送网板通风率、循环风机单侧安装、导风板结构过于简单的影响，烟片物料水分及温度的均匀性较差，直接导致输送网板横向左中右位置、烟片纵向上中下层位置物料的含水率均匀性较差，表现在左右冷房水分极差值较大，上、下物料层相对中层含水率较低。

设备维修安装、维护保养成本高。当烟片复烤设备的某部件损坏时（如鱼鳞片、传送链等），需要及时进行维修，必要时需要更换部件，但新部件造价昂贵，且维修更换费时费力。同时构件连接处污垢易聚集、网板冲孔易堵塞，设备周维护保养时，需要由多名清洁工作人员用高压水枪进行冲洗，清洁成本高。

2 柔性保香复烤加工工艺技术及设备优点

应用网带载料输送技术，避免材料自身的制约性，加快烟片脱水速率和均匀性，有效降低烟片复烤加工强度和大中烟片收缩率。适应配方模块化加工各单元吸湿散湿速率存在的差异性，有利于烟片低温快速干燥，有利于烟片致香物质的保留，有利于烟片醇化和安全贮存。有效解决因外界因素的变化而导致干燥区烟片物料加工强度的不稳定性，有效提升烟片感官质量的稳定性。网带通风率高，较传统孔板能使雾化水汽气流更均匀地通过网带进入回潮区，有效提升烟片回潮吸湿速率。采用配套烟片输送导风系统布局，确保输送网面上左中右、上中下各点面物料含水率及温度的均匀性，保障烟片含水率的均匀性。烟片输送网带的材料、结构形态的选择自由度高，采用在线实时清洁输送网带技术，确保网带通风率不因通风口堵塞而下降，保障输送网带的实时清洁度。对柔性保香复烤工艺和设备进行开发和研究，有效地提高了成品烟片的感官质量和物理特性，为制丝工艺提供更多加工余量[4]。

3 柔性保香复烤加工工艺技术的设备研究及设计方案

通过相关理论研究，对现有链板孔式烟片复烤机的温湿度变化对烟片感官质量和物理特性的影响开展研究，调研分析现有烟片复烤工序干燥区、冷却区、回潮区水分波动范围、标准偏差以及左中右水分差异，并对环境变化、操作经验等因素影响复烤过程感官质量及水分波动情况开展研究。

项目组对低温慢烤工艺的具体实现做了研究；对现有烟片复烤机链板的开孔率、通风率对烟片的影响开展研究；对现有烟片复烤机的能耗、维护保养成本等开展研究。

对使用网带的再造烟叶干燥机进行了详细调研，其干燥网带速度为9～11 m/min，网带、传动系统、配风系统对柔性复烤设备开发具有显著的参考价值，在此基础上完成了网带选型和传动系统设计，网带材质：经、纬线均是AISI316，网带质量为2.02 kg/m2，开孔率为51%，各项指标均优于传统孔板。

通过开发复烤工艺全模拟的试验装置（图1），对复烤工艺参数和复烤机结构变化对烟片影响的情况进行模拟研究，快速完成柔性复烤工艺的技术开发，并在设备开发改造完成后直接指导生产应用[5]。

图1 复烤工艺模拟装置原理图

该设备为风管式结构造形,主要由烘烤风箱、干燥供热、回潮增湿系统、电控系统等组成。

烘烤风箱由支架、风箱和托盘等3 个部分组成；烘烤风箱采用不锈钢，承载烟片的托盘由不锈钢编织网及支撑架构成，为1 个四周封闭的筐篮。由人工定量把烟片装入托盘内，送入烘烤风箱体进行处理。

干燥供热和回潮增湿系统主要由循环风机、电加热器、循环风管和回潮喷雾管路等组成，其作用是提供烟片处理时所需的热风、冷却气流和回潮气流。热风分别采用上、下进风的方式对烟片进行烘干处理。回潮时通过喷雾回潮气流送入箱体内，也分别采用上、下进风的方式对烟片进行回潮处理。干燥供热和喷雾回潮系统采用旁置式，由外部通过风管向烘烤箱提供循环热风和循环湿气流。本装置还可以在烟叶处理过程中自动调节风速和排潮量，以及自动切换循环方式的换向调节风门。通过自动调节风门，控制穿过烟片的风速、排潮量；自动换向调节风门，实现烟叶处理过程中所需的上进风、下进风之间的切换，其上、下进风模式原理如图2 和图3 所示。

图2 复烤模拟装置上进风模式原理

图3 复烤模拟装置下进风模式原理

4 结 语

利用改造后的复烤设备对烟片柔性保香工艺参数优化，在设备实际运行状态下探索各干燥、回潮、冷却区温度、风量等参数与柔性保香技术的匹配程度，提升实用性及应用效果，进一步完善柔性保香复烤工艺和设备技术。工艺参数优化的同时对比分析新工艺和传统工艺复烤后烟叶的感官质量、物理特性、能耗指标等的变化，综合评价柔性保香技术对于复烤加工的作用及意义。采用柔性复烤工艺，降低复烤工序段加工强度，有助于保持烟片的香气风格特性。