复烤加料加香工艺的设计与应用

白万明，潘峰，杨全忠，卢敏瑞，张腾健，肖锦哲，杨斌，庄志雄，朱杰，胡军，胡有持，王芳

1 福建武夷烟叶有限公司，邵武市紫金大道一号 354000；

2 福建中烟工业有限责任公司技术中心，福建省厦门市集美区滨水路298号 361000；

3 云南中烟工业有限责任公司技术中心，昆明市五华区红锦路181号 650231；

4 中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街2号 450001

制造技术

复烤加料加香工艺的设计与应用

白万明1，潘峰1，杨全忠1，卢敏瑞1，张腾健1，肖锦哲1，杨斌2，庄志雄2，朱杰3，胡军4，胡有持4，王芳1

1 福建武夷烟叶有限公司，邵武市紫金大道一号 354000；

2 福建中烟工业有限责任公司技术中心，福建省厦门市集美区滨水路298号 361000；

3 云南中烟工业有限责任公司技术中心，昆明市五华区红锦路181号 650231；

4 中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街2号 450001

为实现复烤加香加料，在打叶复烤生产线的打叶工序之后、复烤工序之前增设一套复烤加料（加香）系统，并配置双介质引射技术，采用双向皮带机，可实现加料或加香两种工艺切换。试验表明，该设计片烟加料精度可控制在±1%、均匀性高于93%、料液有效利用率高于82%。

加料；加香；滚筒；加料系统；系统误差；实际误差

发展低焦油卷烟已成为行业发展的方向，单纯降焦容易降低卷烟的香吃味和满足感，卷烟加料加香的研发及应用已成为降焦减害工作中保持卷烟香味的关键技术[1]，在复烤环节添加料液[2]和生物制剂[3-5]等来改善烟草的香吃味和满足感[6-8]也显得越发重要。

目前，在打叶复烤阶段加料或加香的方式一般有两种：一是二润润叶滚筒入口添加，二是在烤机出口通过喷嘴方式添加，但都存在一定缺陷。在二润入口添加时，只可进行加料，但通常二润后没有储存柜，加料后的烟叶无法充分吸收料液，烟叶进入打叶风分后，易造成打叶器堵料且加料效果不佳；在片烟复烤机出口施加时，只能施加对均匀性要求不高且不需要充分吸收的料香液体，对加料或加香的种类有一定的限制[9-11]。为此，本研究根据加料加香生产需求，在复烤段增设一台滚筒式加料机、一套香精添加系统和一套香料添加系统，实现一套设备两种工艺，具备既加料又加香，且香精、料液添加误差小，料液损失少，料液添加均匀性好、工艺路径短，投资成本少等优点。

1 工艺设计

1.1 工艺流程设计

1.1.1 复烤加料工艺

如图1所示，打叶去梗后片烟通过双向皮带进入定量喂料系统控制加料流量，接着进入滚筒式加料机，均匀添加料液，同时控制加料片烟含水率和温度，促进料液吸收，然后片烟置于储叶柜中短暂存储1 h，进入片烟复烤处理，保障片烟含水率，满足片烟长期贮存要求。

图1 复烤加料工艺流程图Fig.1 Process flow chart of redrying casing

1.1.2 复烤加香工艺

打叶去梗后片烟如需添加香精或生物制剂可选择复烤加香工艺，如图2所示。打叶去梗后片烟进入烤前储叶柜中短暂存储1 h，接着进入片烟复烤处理，保障片烟含水率，然后进入定量喂料系统控制加料流量，接着通过滚筒式加料机，对片烟均匀添加香精料液，同时控制加香片烟含水率和温度，促进香精料液吸收，最后进行预压打包，满足片烟长期贮存和醇化要求。

图2 复烤加香工艺流程图Fig.2 Process flow chart of redrying flavoring

1.2 设备结构

复烤加料加香系统置于打叶复烤生产线打叶后复烤前，主要由提升带、电子皮带秤、滚筒式加料机和加料加香控制系统组成。加料加香控制系统由料桶（一用一备）、加料管路、清洗管路、压缩空气管路、蒸汽管路等组成。

滚筒式加料机由进料室、滚筒、管路系统、后室、机架、滚筒驱动装置等构成，其整体结构与打叶复烤热风润叶设备构造基本相同，见图3。

图3 加料机结构简图Fig.3 Structure of casing machine

滚筒式加料机内壁装有导料板及耙钉，用于引导和拨松烟片，筒外装有保温层。滚筒通过筒体两端的圆形滚道由机架上的四个支承辊轮支承。安装在滚筒后端的齿圈是滚筒转动的传动部件，见图3。另外，滚筒的进料端安装有密封圈及箍带，防止漏料。

1.3 加料/加香精度要求

（1）加料比例：0.1 %～1.0 %，加料系统精度为≤1.0 %；

（2）加香比例：0.1 %～0.5 %，加香系统精度为≤0.5 %；

（3）加料(加香)实际误差（系统料液损耗）≤1 %。

2 应用效果测试

2.1 材料与方法

2.1.1 材料

福建南平地区，2015年产云87初烤烟叶，等级C3F。

2.1.2 设备

自行设计与制造的复烤加料加香系统。

2.2 方法

2.2.1 加料、加香精度测试

加料工艺的精度测试采用正交设计（L20(5×4)），设计方案见表1，加香工艺的精度测试采用正交设计（L15(5×3)），设计方案见表2。即模拟电子流量秤流 量 为 5000 kg/h、6000 kg/h、7000 kg/h、8000 kg/h、10000 kg/h，同时分别设置加料比例为0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %，加香比例为0.2 %、0.3 %、0.5 %，待流量稳定后（机器正常运行30 min）每隔2 min记录1次数据，记录电子秤瞬时量、电子秤累积量、加料瞬时量、加料累积量等，每个水平连续记录5次。

表1 加料精度测试设计表Tab.1 Design of casing accuracy test

表2 加香精度测试设计表Tab.2 Design of flavoring accuracy test

加料、加香的实际误差的计算公式如下：

加料（加香）实际误差 =∣（电子秤累积量*加料（加香）比例）-加料（加香）累积量∣ /（电子秤累积量*加料（加香）比例）

2.2.2 加料加香均匀性、料液有效利用率测试

加料均匀性是指加料后烟片中料液含量的一致性程度，加料均匀系数是表征加料均匀性的指标。

待物料稳定后，分别在加料、加香滚筒式加料机出口抽取样品，确保获得具有代表性的样品，每个样品质量约30g，装入密封容器并做好标记。采样时避免用手触摸样品。等间隔时间取样30次，重复3组。

加料、加香均匀系数按行业标准《YC/T 353-2010卷烟 加料均匀性的测定》[12-13]测定，料液有效利用率参考熊安言等在加料系统的研制与应用的相关文献的描述[14]，其中物料中的标记物丙二醇含量（质量分数）测定，通过下式计算得到。

式中：Q为料液有效利用率，%；为物料中的丙二醇含量，%；为料液中的丙二醇含量，%；w为料液施加比例，%。

3 结果与分析

3.1 加料精度分析

加料精度试验结果见表3。由表3可知，在加料流量和加料比例满足设备控制的范围内，系统加料误差（最大值0.13 %）和实际加料误差（最大值0.14 %），满足加料设备误差≤1 %的控制要求，也满足2003版《卷烟工艺规范》中加料精度＜1%控制要求。

表3 正交试验加料误差结果Tab.3 Casing error results of orthogonal test

3.2 加香精度分析

加香精度试验结果见表4。由表4可知，在加香流量和加香比例满足设备控制的范围内，系统加香误差（最大值0.18 %）和实际加香误差（最大值0.19 %），满足加料设备误差≤1 %的控制要求，也满足2003版《卷烟工艺规范》中加料精度＜0.5%控制要求。

表4 正交试验加香误差结果Tab.4 Flavoring error results of orthogonal test

3.3 加料均匀性分析

加料均匀性结果见表5。由表5可知，该复烤加料装置的加料均匀系数平均为93.79 %，与熊安言等[14]报道的卷烟企业片烟滚筒加料机的加料均匀性系数93.14 %基本一致；复烤加料的料液有效利用率为82.33 %，优于熊安言等[14]报道的卷烟企业片烟滚筒加料机77.62 %的料液有效利用率。说明该设备料液有效利用率与卷烟企业片烟滚筒加料设备的基本一致，能满足卷烟工业企业在打叶复烤加工环节加料的工艺需求。

表5 加料均匀性结果Tab.5 Results of casing uniformity

3.4 加香均匀性分析

加香均匀性结果见表6。由表6可知，该复烤加香装置的加香均匀系数平均为93.00 %，与卷烟企业的加料均匀性系数基本一致[14]；复烤加香料液有效利用率为82.43 %，优于卷烟企业的料液有效利用率[14]；复烤加香工艺设备的料液的均匀性和有效利用率均与卷烟企业的基本一致，能满足卷烟工业企业在打叶复烤加工环节加香的工艺需求。

表6 加香均匀性结果Tab.6 Results of flavoring uniformity

3.5 生产成本影响分析

由表7可知，该复烤加料加香设备主要有仓式喂料机、电子皮带秤、近红外水份仪、滚筒、加料加香控制系统和带式输送机等，总投资335.695万元。通过工艺流程优化，使用双向皮带，实现1套设备2种工艺的复烤加料加香工艺，与传统的加料、加香两套设备工艺路线相比，减少了200.836万元的设备投资，节约了生产成本。

表7 设备投入成本明细Tab.7 Cost details of equipment investment

4 结论

针对工业企业复烤加料、加香需求，采用“滚筒+加料、加香控制系统”组合模式，在打叶复烤生产线的打叶工序后复烤工序前增设一套复烤加料加香系统，实现一套设备两种工艺，节约了生产成本。通过验证测试，系统加料误差小于0.13 %，实际加料误差小于0.14 %，系统加香误差小于0.18 %，实际加香误差小于0.19 %，加料均匀系数平均为93.79 %，加料的料液有效利用率为82.33 %，加香均匀系数平均为93.00 %，加香料液有效利用率为82.43 %，符合预期的工艺要求。

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Design and application of casing and fl avoring technologies in tobacco redrying process

BAI Wanming1, YANG Quanzhong1, LU Minrui1, ZHANG Tengjian1, XIAO Jinzhe1,YANG bin2, ZHU Jie3, HU Youchi4,HU Jun4，WANG Fang1*
1 Fujian Wuyi Leaf Tobacco Co., Ltd., Shaowu 354000, Fujian, China；
2 Technology Center, China Tobacco Fujian Industry Co., Ltd., Xiamen 361000, Fujian, China；
3 Technology Center, China Tobacco Yunnan Industry Co., Ltd., Kunming 650231, China；
4 Zhengzhou Tobacco Research Institute, China National Tobacco Corporation, Zhengzhou 450001, China

In order to apply casing and fl avoring in tobacco redrying process, a set of system was inserted to achieve switch between casing and fl avoring through two-way belt conveyor between threshing and redrying.Ejector technique of double media was introduced.Results showed that the accuracy of tobacco casing can be controlled at ± 1%, uniformity rate above 93% and effective utilization of material liquid reached more than 82%.

casing and fl avoring; cylinder; casing system; systematic error; actual error

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，2017,23（4）

中国烟草总公司科技重点项目“复烤加料加香对烟叶品质影响的研究”（编号：110201202009）

白万明（1971—），硕士，农艺师，主要从事烟草种植与打叶复烤工艺研究，Email: bwmwyyy@163.com

王 芳（1981—），硕士，农艺师，主要从事打叶复烤工艺和烟叶原料研究，Email:78640081@qq.com

2017-01-16；< class="emphasis_bold">网络出版日期：

日期：2017-08-15

：BAI Wanming, YANG Quanzhong, LU Minrui, et al.Design and application of casing and fl avoring technologies in tobacco redrying process [J].Acta Tabacaria Sinica, 2017, 23(4)

*Corresponding author.Email：78640081@qq.com