淺談我國卷煙生產設備的發展現狀

趙漢章，李書杰，門曉龍，魏嘉軒，左 佳

（秦皇島煙草機械有限責任公司，河北 秦皇島 066000）

1 卷煙生產的工藝

煙草行業是我國國家稅收的重要來源，是我國一個重要的經濟主體，2019年，我國煙草行業工商稅利總額為1.2萬億元。煙草中最為流行的種類為卷煙，如圖1所示，卷煙的制作工藝主要分為煙草種植、煙葉加工和卷煙制作三大過程。隨著制造業越來越機械化、自動化，并且人力成本不斷提高，卷煙的制作也逐漸從人工制作轉向為機械制造，在卷煙生產的各工藝階段，機械化程度也越來越高。

圖1 卷煙生產工藝流程圖

2 煙草種植的機械設備

煙草種植是指煙草育苗、煙草移栽、種植掩護和煙葉采摘的過程，煙草的好壞決定著卷煙成品質量。煙草育苗有播種機、剪葉機，煙草移栽有移栽機，種植養護有起壟機、覆膜機、施肥機，煙葉采摘有煙葉采摘機。

2.1 煙草育苗機械化

剪苗可使煙苗長得更加整齊、健壯，常見的剪葉機有手動式剪葉機、軌道式剪葉機和懸浮式自動剪葉機。手動式剪葉機適用環境比較廣泛，但是自動化程度低，懸浮式自動剪葉機與之相反。

2.2 煙草移栽機械化

煙草移栽機種類很多，主要有鉗夾式、鏈夾式、導苗管式和吊杯式等。目前，應用較多的是鏈夾式移栽機，工作過程與鉗夾式移栽機相同，優點是移栽作業穩定。

2.3 種植養護機械化

我國的煙草種植養護常在丘陵地帶，為了解決機械化種植養護的難題，各地區做了大量的實踐工作。沂水縣推廣使用了一種新型可移動水肥一體機，該設備可以適用于丘陵山區進行定量精準施肥，經過實踐證明該設備可以有效提高煙農經濟效益[1]。福建省機械科學研究院針對多雨水的南方丘陵特殊地貌，利用拋土壓膜技術研制了一款覆膜設備，該設備能有效對該地貌進行鋪膜，并且與東風12地盤相配套使用，能形成一套起壟、整地、施肥、鋪膜等功能集于一體的設備[2]。

2.4 煙葉采摘機械化

煙葉的采摘工作較為復雜，機械化作業需要適應田間的特殊地貌，并且不能傷害煙草，所以目前大多數都采用人工施工。目前也有大量的研究者從事煙葉采摘機械化的研究，河南農業大學運用圖像處理、計算機視覺和模式識別等技術設計一款基于機器視覺的自走式煙葉采摘機[3]。同時該大學基于自走式煙葉收獲機，對齊采收刀進行優化，能實現分層采收煙葉，達到更好的煙葉采摘效果[4]。

3 煙葉加工的機械設備

煙葉加工是指煙葉烤制、煙葉發酵和煙葉配方的過程，每個工廠對待該過程的處理方式都不一致，這也能決定最終卷煙的味感。

3.1 煙葉烤制機械化

煙葉烘烤房的溫度、濕度和時間對煙葉品質的影響尤為重要，所以對烘烤房的自控調節的研究比較多，其基本原理是根據經驗參數曲線設置各參數變化，使煙葉能烘烤出想要達到的效果[5]。河南農業大學利用熱泵加熱和冷凝除濕原理，采用自控技術控制溫度與濕度，建造了熱泵加熱式自控煙葉設備，該設備能使室內溫濕度變化均勻，并且工作過程中不產生廢氣、廢水[6]。

3.2 煙葉發酵機械化

良好的發酵工藝可以改善煙葉的品質，經研究煙葉的發酵主要有氧化作用、微生物作用和酶作用[7]。煙葉發酵的機械化研究也借助了這三種發酵機理，如紫外線可以促進氧化作用，酵母菌也可以加快煙葉發酵的過程，因此在設計機械化設備時可采用控制改變發酵質量和速度的方式，如紫外線自動調節等方式。

3.3 煙葉配方機械化

煙葉配方是指依據各種煙葉的主要化學成分、物理特性和感官品質，將其按照一定比例配合。常德卷煙廠設計了一種煙葉定比自動配方裝置，該裝置可以根據產品配方的要求，按照不同等級、不同比例的煙葉進行定比自動配葉，從而保證了煙絲結構的均勻性[8]。

4 卷煙制作的機械設備

卷煙的制作是指將煙葉制絲、煙絲制卷和卷煙包裝的過程，這是卷煙生產的最后一道工序。

4.1 煙葉制絲機械化

成品煙絲的制作過程是將加工好的片煙和煙梗進行回溯、加料、切絲與烘絲，傳統的設備是固定生產線式的，這種方式對原料有所損耗，并且生產煙絲的種類比較固定[9]。為了適應市場的多樣性，設備研究人員提出了柔性的生產設備，將煙葉按照不同的加工特性進行分組并確定工藝過程，選擇相應的加工設備和工藝參數以及物料儲運系統等，并由計算運算處理，因此能自動調整實現多種物料的成批高效生產[10]。同時由于煙葉制絲的復雜工藝、規格可控，自動化技術應用較多，洛陽卷煙廠采用的現場總線的自動化控制，能將設備故障停機率控制在0.2%以內。[11]

4.2 煙絲制卷機械化

煙絲制卷工藝中的關鍵質量控制點是使單只卷煙的質量、吸阻等指標波動變小，煙絲密度均勻。紅塔煙草研究發現PASSIM7000卷接機不同凹槽深度的平準器圓刀規格對煙支卷制質量影響較大，并依此對設備進行了優化，使煙支單只質量標準偏差平均下降了3.42mg/支，煙支中煙絲密度標準偏差降低了6.82mg/cm3[12]。河南卷煙工業經過測試SUPER90等卷煙機，對其工作參數進行了優化設置，使煙支的吸阻由1330Pa下降到了1150Pa[13]。

4.3 卷煙包裝機械化

卷煙包裝實現機械化較為簡單，對卷煙的質量影響較小，但其對卷煙的產量效率以及銷量的影響較深，好的包裝能有利于卷煙的銷售。目前，卷煙包裝設備向一體化、高速化等方向邁進，新的技術也層出不窮。如：GDX6高速包裝設備能實現快速換牌功能；H1000高速包裝機采用多煙庫推進器的設計，在煙槽堵塞的情況下，還能繼續運轉，提高了生產效率[14]。

5 結語

文章從卷煙生產的三大工藝分別介紹了相應的設備，卷煙設備越來越依賴自動化技術，其自動化和智能化也都越來越高。同時，卷煙生產設備也朝著一體化和多功能化發展，這種設備較適用于中小型企業。