烟草加香加料的降耗分析
摘 要 目前，国内烟草行业内加香加料设备主要是通过香精香料与蒸汽或压缩空气相结合方式使烟丝烟叶吸收，从而改善卷烟吸味品质和保持卷烟风格。在实际生产加工中，试验线加香加料系统的过滤罐过大，造成香精香液的浪费。基于此，车间组织人员通过实施攻关，以降低加香加料每罐次损耗。
关键词 加香加料；管路；过滤器
中图分类号：TS43 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.03.076
1 卷烟加香加料的作用
卷烟加料作用是减轻刺激性，改善余味，使烟气柔和细腻，并可改进烟草的保润性、柔韧性、燃烧性和防霉等物理性能。卷烟加香的作用，1）赋予烟草制品优美舒适的嗅香，增强人们的吸烟欲望；2）赋予烟草制品的烟气特征香气，消除不同等级烟叶之间的差异并使之相互协调，协调不同类型烟叶的香气，增加或增强某些香气，使烟香丰满，模拟某些类型烟叶的香气；3）减轻烟气的刺激性，掩盖杂气，使烟气柔和圆润，并能改善余味[1]。
卷烟加香加料主要通过影响卷烟主流烟气化学组成而起作用。卷烟主流烟气化学组成决定卷烟品质，其中香味成分的种类和比例决定香气质，香味成分的总量决定香气量，烟气的酸碱平衡对口感有重要影响。卷烟加香加料可对主流烟气组成产生重要影响。因为挥发性香料和添加剂可以直接转移到主流烟气中；香料和添加剂在卷烟加工、放置和燃吸过程中，发生化学反应产生新物质；香料和添加剂在卷烟燃吸过程中热解产生新物质。例如，糖类物质在燃烧后产生酸性烟雾能中和烟草含氮物燃烧后产生的碱性物质，从而减轻刺激性和改善余味；糖类物质在烟草加工过程中和烟草燃烧时参与棕化反应，产生香味物质；糖在烟草燃烧时本身会焦化、产生优美舒适的焦甜香。
卷烟加香加料能减轻刺激性，使烟气柔和细腻，改善余味，并可赋予烟草制品优美舒适的嗅香，赋予烟草制品的烟气特征香气，使烟香丰满。因此，卷烟加香加料对改善和稳定卷烟品质，尤其对确立卷烟风格有重要影响。卷烟加香加料对形成中式卷烟独特的香气风格和口味特征起了重要作用[2]。
2 加香加料工作原理
系统通过管路将料液计量后送入调制罐内，并经过过滤器、输送泵和管路将调制好的料或香液送入移动罐内，再将移动罐送到车间每个加香加料现场接入，经过过滤器、齿轮泵经流量计控制后向滚筒内实施定比跟踪施加，实现对物料自动定量配比，工作结束后，余料回收并现场吹扫清洗。
2.1 问题现状
制丝生产线中，加香加料工序主要是改善烟叶烟丝的物理性质，从而改善产品的感官质量。试验线加香加料系统使用两个容量约4 g的过滤罐过滤料液，通过铁氟龙管连接，将料液由移动罐引入过滤罐再施加。为保证加料精度需预填充，其包含对两过滤罐进行填充，填充量达8 kg。在实际生产中，每批次物料只需要施加料液在10 kg左右，料液在允许时间内未使用将作废，为此车间组织人员攻关，降低加香加料每罐次损耗。
该制丝试验线流量为5 00 kg·h-1，负责产品开发生产试制，为使系统达到高自动化、高可靠性、计量准确，在总体设计时，应遵循以下原则：1）保障系统工作的可靠性，合理选择关键的控制器件、检测器件和执行器件；2）保证系统的先进性；3）根据工艺流程要求，合理设计加香加料的工艺流程，优化设备总体配置和结构，根据人流和物料路径合理进行设备平面布置；4）最大限度地提高自动化程度；5）考虑企业生产发展的需要，预留改造位置和通讯接口等。而试验线的加香系统配置的与制丝主线3 000 kg·h-1或者5 000 kg·h-1一样，完全不合理。主要有以下几个方面。
1）由于香精香料液体是采用移动罐来储存并使用，生产过程是将需要生产批次的香精香料罐运送到现场，采用快速接头将其与加料系统直接连接，而每天生产有很多牌号就会有剩余香精香料的现象。国内各卷烟生产企业使用移动罐式加香加料的普遍存在上述现象，造成不必要的损失。每批次回料产生的过滤罐内8 kg料液在允许时间内未使用将作废。试验线每批料液施加量为18 kg左右，该浪费占比约44%。
2）由于生产结束后过滤罐中会有残留物，则每天生产前需要清洗过滤罐，操作工每班至少花费15 min拆开过滤罐清洗过滤网，工作量较大。
3）过滤罐的工作原理是高进低出，出口处与过滤罐底部有一定的距离，使滤罐底部出料管路清吹时有时存在料液残余情况，存在混牌的风险。
4）连接移动罐的软管材质是铁氟龙编织金属软管，每天需要拆装多次表面易开裂及形成毛刺，存在滴漏、伤人等风险。
5）加香加料管路及过滤罐都是不锈钢材质，目视化并不显著。
2.2 原因分析
1）试验线生产流量为500 kg·h-1，制丝主线生产流量3 000 kg·h-1或者5 000 kg·h-1，而配置的加香加料系统是一致的，不遵循系统设计的原则。试验线生产量小配料量较小，当前8 kg过滤罐设计容量偏大，因料液存在时限要求，回料料液规定时间内未使用将产生浪费。
2）过滤罐的工作原理采用高进低出走向式，导致过滤网内存在料液残渣，同时低于出料管路的底部残余料液无法被清吹出去。
3）每天需要更换多批次的料液，则铁氟龙材质软管每天需要拆装多次易出现表面开裂情况。
4）过滤罐无法实现自清洗功能，使得操作工每班都需拆开过滤罐清洗过滤网。
5）加香加料全部管路采用不锈钢材质的管路及过滤器，操作无法观察料液的实时状态。
2.3 制定对策
根据制丝生产过程中加香控制精度要求，对加香系统进行检验、分析，针对管路系统浪费香料液的问题，对其管路系统、控制程序进行了优化设计，提高了加香系统运行的精确性、可靠性和经济性，提高了产品质量的一致性。
为满足烟草制丝线对集中加香加料系统的生产要求，通过完善加香加料系统的设计原则、工作流程和设备配置，优化系统设计中的技术要求、元器件选型等关键点和主要功能，提高了系统的运行效果。对试验线加香加料系统的过滤系统进行改造：1）采用前置过滤器降低每罐次消耗；2）重新设计过滤管路，利用前置过滤器特性实现滤网自清洁；3）改铁氟龙材质软管为波纹管；4）采用前置过滤器透明杯，具有可视性；5）将管路中的管径缩小。
2.4 成果成效
1）节约香精香料成本，当天加料系统待报废料液量由10 kg降为3 kg，按每月生产22 d、每月9 d隔天生产不同牌号情况来计算，总计节约香精香料成本约63 kg。
2）改造后，不需要每天清洗过滤网，减少操作人员开机检查时间，降低操作工劳动强度，提高了生产效率。
3）现过滤罐采用低进低出工作原理，避免了因置底出现料液残余而导致的混牌风险。
4）波紋管材质良好，未再出现开裂，规避了料液滴漏、毛刺伤人等风险。
5）将过滤器改为前置过滤器，可直接观察到料液情况，目视化显著。
2.5 成果推广和标准转化
1）将成果推广至制丝主线加香加料系统；2）将改造过程上传至企业学习平台共享；3）该改造成果具有独创性，目前正在申请实用新型专利；4）是组织相关培训，向维修人员分享改造技巧及思路。
3 结语
通过此次攻关对试验线加香加料系统进行改造，系统投入运行后性能稳定、加香加料精度高，满足生产要求，降低加香加料每罐次损耗，从而节约了生产成本。
参考文献：
[1]陈良元.卷烟生产工艺技术[M].郑州：河南科学技术出版社，2002.
[2]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社，2003.
（责任编辑：赵中正）