淺議打葉復烤均質(zhì)化配方加工

祁路生

1 均質(zhì)化配方加工的背景及現(xiàn)實意義

所謂均質(zhì)化配方加工就是把不同等級原料均勻摻配的物理加工過程，實現(xiàn)同一模塊不同加工批次間、同一批次產(chǎn)品不同加工時段片煙產(chǎn)品煙堿成分（CV值小于5%）均勻一致，評吸品質(zhì)相對穩(wěn)定，物理指標協(xié)調(diào)均衡，水分波動（CV值小于2%）有效控制的過程。均質(zhì)化加工已被國家局確定為《煙草行業(yè)中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》的主攻方向之一。2015年，中國煙草總公司《關(guān)于推進打葉復烤企業(yè)均質(zhì)化生產(chǎn)加工的意見》提出復烤企業(yè)均質(zhì)加工目標要求：把成品片煙煙堿變異系數(shù)控制在5%以內(nèi)，新版煙草行業(yè)標準YC/T 366－2010中也明確提出評價烤煙品質(zhì)均勻性的指標和方法，打葉復烤成品品質(zhì)均勻性規(guī)范標準的出臺有利于打葉復烤企業(yè)有效地評價片煙成品品質(zhì)及其均勻性，建立均勻性評價方法，做好均衡生產(chǎn)工作，提高均勻性和均勻性控制意識，以保持打葉復烤片煙成品在葉片結(jié)構(gòu)、化學成分、水分或其他品質(zhì)特征上的相對穩(wěn)定狀態(tài)[1]。

隨著煙草行業(yè)大集團、大品牌發(fā)展格局逐漸形成，國內(nèi)外競爭日益加劇，卷煙企業(yè)對卷煙產(chǎn)品品質(zhì)均質(zhì)化越來越重視。卷煙產(chǎn)品均質(zhì)化不僅涉及到卷煙生產(chǎn)的原料、配方、工藝，還涉及到煙葉的種植、烘烤等上游生產(chǎn)鏈接的均勻性。打葉復烤作為卷煙生產(chǎn)鏈接的最后一環(huán)，片煙產(chǎn)品品質(zhì)的均勻性和穩(wěn)定性將直接影響卷煙制品感官品質(zhì)的穩(wěn)定，為卷煙企業(yè)提供水分穩(wěn)定、葉片結(jié)構(gòu)均勻、內(nèi)在化學成分協(xié)調(diào)的片煙原料，是復烤企業(yè)必須面對和解決的問題。推行均質(zhì)化配方加工是我國復烤企業(yè)適應煙草行業(yè)發(fā)展的新趨勢，提高加工技術(shù)和管理水平、增強核心競爭實力的關(guān)鍵所在，也是進一步增強優(yōu)質(zhì)原料保障能力的客觀要求[2]。

2 均質(zhì)化生產(chǎn)的關(guān)注重點指標

最新版煙草行業(yè)標準YC/T 366－2010中明確提出評價烤煙品質(zhì)均勻性的指標和方法，其中不僅包括對水分、葉片結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)物理指標進行評價，還對化學成分等內(nèi)在指標進行評價。片煙水分和葉片結(jié)構(gòu)是客戶最為關(guān)注也最容易衡量的指標，適宜的含水率不僅可以減少運輸過程中的造碎，而且對煙葉后續(xù)存儲保管和自然醇化起到至關(guān)重要的作用，片煙結(jié)構(gòu)的均勻和穩(wěn)定也是影響卷煙制品品質(zhì)均勻和穩(wěn)定的重要原因；片煙化學成分是片煙品質(zhì)穩(wěn)定的內(nèi)在基礎(chǔ)。隨著中式卷煙“大企業(yè)、大品牌、大市場”戰(zhàn)略的深入發(fā)展和配方打葉的普遍應用，卷煙工業(yè)企業(yè)對于打葉復烤產(chǎn)品的要求已經(jīng)不僅僅是滿足水分、片煙結(jié)構(gòu)等各項傳統(tǒng)的基礎(chǔ)指標，更為關(guān)注的是包括化學成分在內(nèi)的烤煙產(chǎn)品的綜合品質(zhì)。目前，已有相關(guān)文獻對提高打葉復烤產(chǎn)品的均勻性和穩(wěn)定性進行了初步研究，何結(jié)望等人[3]研究了片煙結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性指標的選取，也有片煙相關(guān)評價方法的研究，并最終確定了中片率和小片率作為評價指標?；瘜W成分作為影響煙葉評吸品質(zhì)的重要內(nèi)在因素也越來越受到重視，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)煙氣波動水平與煙堿含量波動關(guān)聯(lián)性較強，煙堿變異系數(shù)已經(jīng)成為工業(yè)客戶廣泛認同的指標。過去我國復烤企業(yè)更多關(guān)注的是滿足水分、葉片結(jié)構(gòu)等各項傳統(tǒng)物理加工指標，但對片煙化學成分關(guān)注不夠，今后必須在保證各項物理指標的基礎(chǔ)上，以化學指標的含量值和均勻值作為產(chǎn)品是否合格的判定標準，尤其要關(guān)注和控制煙堿變異系數(shù)。

3 均質(zhì)化生產(chǎn)的實現(xiàn)途徑

3.1 高低搭配，逐步降低品質(zhì)波動實現(xiàn)均質(zhì)化生產(chǎn)

近年來，隨著光纖技術(shù)和化學計量學的發(fā)展，使得利用近紅外光譜技術(shù)可以快速高效、無損無污染地檢測煙葉化學成分，同時還能獲取其他品質(zhì)信息。所以可以在原煙收儲環(huán)節(jié)利用在線近紅外光譜分析技術(shù)逐包檢測其化學成分，掌握來料情況，通過二維碼對每包煙葉數(shù)據(jù)信息進行標記存儲并上傳至打葉生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)每包煙的煙堿值高低分類入庫堆放，在選葉備料環(huán)節(jié)根據(jù)工業(yè)需求搭配出庫，解決批次間大的品質(zhì)波動；精選提純后再次逐框檢測其化學成分并根據(jù)煙堿值高低分類入庫，打葉投料時根據(jù)工業(yè)客戶模塊配方需求搭配投料，解決批次間小的質(zhì)量波動；打葉過程中還可以利用各段儲葉柜進行摻配，不斷降低品質(zhì)波動；最后，在復烤后成品打包裝箱前設(shè)近紅外光譜儀和故障柜，利用在線近紅外光譜分析技術(shù)實時監(jiān)測烤后成品片煙的化學成分并判斷配打后的產(chǎn)品品質(zhì)是否穩(wěn)定達到均質(zhì)化要求，將煙堿值超出規(guī)定要求的烤后片煙自動分揀至故障柜，故障柜中的成品片煙再少量穩(wěn)定地回摻到流水線，保證最終獲得品質(zhì)穩(wěn)定、均勻的片煙產(chǎn)品[4]。

3.2 控制前移，源頭防控，精選原料，提高分選純度，確保配方比例執(zhí)行精度

煙葉挑選是提高煙葉原料純度和保障后續(xù)復烤加工品質(zhì)的前提條件，復烤企業(yè)要重視煙葉挑選，按照不同工業(yè)企業(yè)的要求，開展精細化的選葉服務，并根據(jù)挑選的場所、設(shè)施設(shè)備、人員技術(shù)確定挑選工藝，以適應不同類型、不同狀態(tài)原料的分選、提純和提質(zhì)功能[5]。分得更純凈才能保證后續(xù)配方比例執(zhí)行得更精確。在實際配比生產(chǎn)中，還可以結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備情況和生產(chǎn)實際先將配方分組為主模塊、副模塊甚至更細致，將配方中單等級量大的歸為主模塊，將配方中量少不夠一個工位的等級，利用分選臺在打葉投料前進行配比、組合成一個或幾個副模塊，以便后續(xù)打葉、鋪葉、擺把操作時更精確地執(zhí)行配方比例，保持煙堿的穩(wěn)定。如果人工鋪葉擺把無法滿足配方比例執(zhí)行精度和煙堿穩(wěn)定的要求，還可以采取根據(jù)設(shè)定的配方比例通過翻箱喂料的離線控制法來滿足精度要求，自動化條件高的復烤企業(yè)可以采取庫柜控制法，把選后原料通過高架立庫按照設(shè)定參數(shù)進行分組集成，按照預先設(shè)定的原料等級進行編程操控式投料，并通過配方柜進行均勻摻配，并根據(jù)在線工藝檢測煙堿CV值，并可快速對在線配方進行調(diào)整。

3.3 加強信息化建設(shè)，為均質(zhì)化生產(chǎn)助力

要對原煙收儲及相關(guān)品質(zhì)數(shù)據(jù)進行采集存儲、化學成分分析、分類入庫、搭配出庫、分級編組、計劃投料、參數(shù)設(shè)置、實施加工，并對加工執(zhí)行情況進行追蹤匯總和符合性驗證，對關(guān)聯(lián)流程進行數(shù)據(jù)采集、分析評價并用于設(shè)備的及時調(diào)整和加工工藝指標的校正，實現(xiàn)從原煙接收到烤后成品片煙整體生產(chǎn)過程質(zhì)量的信息化管理，保證全生產(chǎn)過程有檢測、有反饋、有控制、有評價，確保均質(zhì)化方案的貫徹落實，必須有能快速響應的信息系統(tǒng)，目前復烤企業(yè)尚存在著包括技術(shù)設(shè)施、工裝配置不匹配、信息化響應程度低等制約因素，必須要加強信息化建設(shè)，以滿足均質(zhì)化配方加工的需要。

3.4 加強工藝研究和設(shè)備保障能力

過去我國復烤企業(yè)更多關(guān)注的是滿足水分、片煙結(jié)構(gòu)等各項傳統(tǒng)物理加工指標，并在如何控制和保持水分、片煙結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面積累了豐富的經(jīng)驗，但對片煙化學成分的關(guān)注不夠，對均質(zhì)化配方加工工藝研究不足，要由關(guān)注物理加工指標為主、化學指標作為參考的方式，向在保證物理指標的基礎(chǔ)上，以化學指標的含量值和均勻值作為產(chǎn)品是否合格的判定標準的方式轉(zhuǎn)變，這對復烤行業(yè)而言是根本性的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變需要復烤企業(yè)建立專業(yè)的工藝隊伍，來加強均質(zhì)化配方加工工藝的研究，重點聚焦加強均質(zhì)化加工原料組配技術(shù)、開展均質(zhì)化加工效果工序評價、開展近紅外光譜分析儀模型建設(shè)和維護以及加強細支煙原料加工技術(shù)等方面的研究，優(yōu)化工藝路徑，盡快形成與工業(yè)企業(yè)對接的標準化均質(zhì)化配方加工工藝流程，還需根據(jù)工廠實際與工藝實現(xiàn)與工裝匹配需求進行相應技改，完善相應的設(shè)施設(shè)備配套，增強硬件實力，保障均質(zhì)化加工工藝的順利實施[6]。

隨著行業(yè)對均質(zhì)化加工的重視，卷煙品牌規(guī)模度提高的現(xiàn)實需求，均質(zhì)化加工越來越受到高度認可，均質(zhì)化未來將由橫配方向縱配方過渡，漸進式推進均質(zhì)化加工，由年度間均質(zhì)化向年際間均質(zhì)化方向發(fā)展，推進原料模塊品質(zhì)恒定，實現(xiàn)單一化學指標均質(zhì)向加工過程全均質(zhì)的轉(zhuǎn)變，但目前應該客觀地分析需求，穩(wěn)步推進均質(zhì)化加工，畢竟均質(zhì)化加工伴隨的巨大成本對盈利微薄的復烤企業(yè)來說提出了巨大的挑戰(zhàn)，必須做好與工業(yè)企業(yè)的對接協(xié)調(diào)。而且對均質(zhì)化煙堿CV值指標和其他指標過度追求也會導致不必要的質(zhì)量浪費，許多卷煙企業(yè)經(jīng)過多年的經(jīng)驗證明，煙堿CV值5%以內(nèi)所產(chǎn)生的吸味差異是難以判斷的。