我国卷烟加工工艺技术发展方向探讨

罗登山   姚光明  刘朝贤

（中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州市二七路88号   450000）

关键词：卷烟；加工工艺；发展方向

摘要：从技术装备水平、产品质量及稳定性、主要经济技术指标等方面分析了我国卷烟加工工艺技术现状及目前卷烟加工工艺技术面临的一些问题；针对中式卷烟的发展要求，提出了我国卷烟加工工艺应采用系统化设计、精细化加工和智能化控制，并对其发展趋势进行了深入探讨。

中图分类号：TS             文献标识码：B        文章编号：

Discuss about the Development Direction in Cigarette Processing Technology in Our Country

LUO DENG-SAN   YAO GUANG-MING   LIU CHAO-XIAN

Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC，Zhengzhou 450000，China

Keywords：Cigarette；Cigarette processing；Development direction

Abstract：The lever of equipment and the quality of making product the real fact and some facing problems in the cigarette processing technology in our country now are analyzed. Aiming at the development demand of Chinese style cigarette, the systematic design，fine making way and intellectualized control are put forward and the development direction in cigarette processing are discussed in this paper.

近年来，国家烟草专卖局实施“科教兴烟”战略，我国卷烟产品质量有了显著提高，形成了一批具有较高知名度和市场竞争力的全国性或区域性的名优卷烟品牌。“降焦减害”工作也取得了重大进展，卷烟焦油量也逐年下降，成功开发出了具有较强市场竞争力的低焦油卷烟产品。

但随着我国加入世界贸易组织和签署《烟草控制框架公约》，中国烟草面临愈来愈严峻的竞争压力和社会压力。一是从国内市场环境来看，买方市场全面形成，烟草行业各个方面引入市场机制已经是客观的要求。最大限度地提高客户和消费者的满意度和忠诚度，建立真正意义上的客户和消费者稳定的关系已成为中国烟草巩固市场地位、赢得市场竞争最紧迫的任务；二是入世后，世贸规则普遍实施，国家对烟草行业的保护性政策逐步减少以及从今年开始取消“卷烟特种零售专卖许可证”，国内市场国际化的趋势日渐明显，中国烟草直面几大跨国烟草公司强大竞争，将在更大的范围、更深的层次、更广泛的领域直接参与国际的竞争是不可逆转的趋势；三是《世界烟草控制框架公约》的通过和中国政府的正式签约，国内控烟声势将对卷烟产品的降焦减害提出更加严峻的挑战，社会压力也会进一步挤压中国烟草的生存空间；四是随着行业市场化进程的逐步推进，国内卷烟生产企业的竞争也日趋激烈。在新的机遇与挑战面前，稳住、守住中国卷烟市场，满足国内市场需求，成为我国卷烟工业最紧迫的任务。

在此形势下，分析和把握我国卷烟加工工艺技术发展方向，促进工艺技术向前发展，为“中式卷烟”提供核心技术，对促进我国烟草行业持续、稳定、健康发展具有十分重要的意义。本文围绕这一课题，就我国卷烟加工工艺现状、存在的问题、发展趋势作如下探讨。

1 我国卷烟加工工艺技术现状

1.1 技术装备水平

近年来，我国烟机工业坚持“引进消化吸收和自主开发相结合”的方针，先后从国外引进幷成功消化了50多项先进烟机制造技术。在引进消化工作的基础上，我国充分发挥国内各行业，特别是航天、航空、船舶等行业的技术力量，独立自主地研制开发了一批具有当代国际先进水平和自主知识产权的烟机新产品。

1.1.1制丝工艺设备

由于打叶复烤技术在我国得到了普遍的推广和应用，全行业打叶复烤的生产能力已达到了约200万吨/年，具备了全行业采用片烟投料制丝生产的条件。在此情况下，我国重点骨干企业普遍采用了片烟投料制丝工艺。实现片烟投料制丝工艺，不仅可以减少过程损耗，提高原料的综合利用率；提高原料配方精度，改善和稳定卷烟产品质量；同时，有利于改善劳动环境，为卷烟企业制丝工艺实现物流自动化创造必要条件。

1.1.2卷接包设备现状

引进的PROTOS、PASSIM卷接机组和GDX1、GDX2包装机组，消化吸收的ZJ17、ZJ19卷接机组和ZB25、ZB45包装机组已成为我国重点骨干企业的主力机型。随着我国烟机制造水平的提高，国产卷接包设备稳定性、可靠性已经达到或接近同类进口设备水平。目前，国产卷接包主力机型，如ZJ17、ZJ19卷接机组、ZB25、ZB45包装机组正处于产品的成熟期，被卷烟重点骨干企业所广泛采用。在2002年，我国又先后与意大利GD公司和德国HAUNI公司分别签署了XC－C600包装机组和PROTOS 90E卷接机组的技术转让协议，这两种机型将成为我国烟草行业未来国产卷接包的主力机型。

1.1.3烟（叶、梗）丝膨胀技术得到广泛应用

近年来，CO₂叶丝膨胀、气流式在线叶丝膨胀、STS梗丝在线膨胀等新的工艺设备在我国卷烟企业得到普遍采用，这些烟（叶、梗）丝膨胀技术的广泛采用，对提高在制品的工艺质量和产品加工质量，降低原材料消耗，降低产品有害程度起着十分重要的作用。

由于这些新工艺、新设备的广泛应用，我国的技术装备水平已经达到和接近国际先进水平。

1.2 在制品及产品物理质量

通过“降低烟叶消耗工程”的实施，使我国卷烟加工过程中在制品的物理质量和产品的外在质量明显提高，原材料消耗大幅度降低。

1.2.1在制品的物理质量

衡量卷烟加工在制品物理质量的指标主要有烟丝结构、填充值、整丝率变化率、纯净度等，表1～3分别为《卷烟工艺规范》编写委员会对我国部分重点骨干企业加工过程在制品物理质量的测试结果。

表1  我国部分重点骨干企业烟（叶、梗）丝结构的测定结果

表2  我国部分重点骨干企业烟（叶、梗）丝填充值的测定结果

注：烟丝、叶丝、梗丝填充值测定的压力均为3kg,施压时间为30s。

表3  我国部分重点骨干企业烟丝整丝率变化率的测定结果

从表1～3中可以看出，目前我国卷烟加工的物理质量已经达到了较为先进的水平，烟（叶、梗）丝的整丝率均达到了80.0％以上，碎丝率可控制在3.0％以下；烟丝的填充值均在4.5 cm³/g以上，叶丝的填充值均在4.1 cm³/g以上，梗丝的填充值均在5.0 cm³/g以上；烟丝的耐加工性也显著改善，整丝率变化率可控制在90～95%之间。

1.2.2产品的物理质量

表4为《卷烟工艺规范》编写委员会对我国部分重点骨干企业产品物理质量的测试结果。从表4中可以看出，目前我国卷烟产品的物理质量显著提高，烟支的密度可控制在243 mg/cm³以下，单支重量在0.85～0.95g之间,烟支的硬度在63～70％之间，烟支吸阻多为1100～1300 Pa之间，同时，由于烟丝纯净度的提高和填充能力的增强，卷烟的燃烧性显著增强，卷烟的抽吸口数平均约为8口/支。

表4  我国部分重点骨干企业产品物理质量的测定结果

1.3产品的总体质量

在提高加工过程物理质量和产品外在质量成果基础上，近些年来，我国的加工工艺技术迅速向稳定提高卷烟产品内在质量转变，通过“制丝工艺技术水平分析及提高质量的技术集成研究推广”项目的实施和“降焦减害”研究的不断深入，我国卷烟加工的整体质量水平进一步得到显著提高，卷烟的焦油量逐年降低，目前我国重点骨干企业的卷烟单箱消耗烟叶已降低至38.0kg以下，卷烟焦油量的加权平均值已下降至14.3mg/支以下。

2 面临的问题

随着我国加入世界贸易组织和签署《烟草控制框架公约》，中国烟草面临愈来愈严峻的竞争压力和社会压力。新形势下，为了推进科技进步与创新，我国及时发布了《中国卷烟科技发展纲要》，为我国卷烟科技的发展指明了方向。《纲要》中明确指出，“中国卷烟科技发展的方向和目标是以市场为导向，保持和发展中国卷烟的特色，大力发展中式卷烟，巩固发展国内市场，积极开拓国际市场，提高中国卷烟产品市场竞争力和中国烟草核心竞争力，保持中国烟草持续、稳定、健康发展”。“中式卷烟”是指能够满足中国广大卷烟消费者需求、具有独特香气风格和口味特征、拥有自主核心技术的卷烟。随着近些年来工艺技术研究的不断深入，卷烟加工逐步由侧重产品的外观质量和加工的物理质量向注重感官质量转变，工艺对产品质量的作用愈加突出，卷烟配方和加工工艺的特色无疑将成为“中式卷烟”的自主核心技术的重要内容之一。然而，目前我国卷烟生产当中，尽管加工的物理质量和产品的总体质量均有了大幅度地提高，但随着中式卷烟提出之后，目前的卷烟加工工艺技术仍存在着诸多与中式卷烟的发展要求不相适应的方面，主要表现为：

2.1设备、流程及加工参数设置趋同化

不同卷烟产品所用卷烟原料、加工设备、加工工艺流程及指标设定雷同，导致不同卷烟产品的香气风格和口味特征不明显，产品同质化现象较为普遍。

2.2卷烟生产成本较高

目前，卷烟生产是原料的混合加工，一方面，加工的条件和参数设定不能充分发挥不同卷烟原料的潜质；另一方面，造成高档卷烟的生产不得不过分地依赖于卷烟原料，卷烟生产使用高价位配方、高等级原料问题比较突出，卷烟生产的成本较高；此外，在卷烟持续降焦的同时也不利于有效地保持卷烟的香气质和香气量，不利于持续满足消费者对卷烟香气的需求。

2.3对加工过程及产品质量的控制能力较弱

加工过程对产品质量的控制能力较弱，侧重于对生产过程中物理质量的控制而对生产过程稳定性及产品内在质量的控制还有待进一步加强，致使我国卷烟产品质量及稳定性与国外跨国公司的卷烟产品相比，还有较大的差距，不利于形成具有国际竞争实力的大品牌。

因此，在新的形势下迫切需要更进一步地提高我国卷烟加工的工艺技术水平，提高工艺对卷烟产品质量的控制能力，充分发挥卷烟原料的特性和使用价值，进一步提高中国卷烟产品对消费者的满足程度，为打造出具有独特香气风格和口味特征的中式卷烟提供核心技术。

3 发展趋势

3.1 系统化设计

所谓系统化设计就是卷烟产品设计必须全面、系统地研究叶组配方、香精香料、卷烟材料及加工过程四个要素对最终产品的烟气特性、感官特性的影响。研究四要素之间的相互作用，明确各要素对产品风格质量的作用。在配方设计中对原料品质的评价需要重新定位。选择最有效、最经济的手段去创造产品的质量风格，消减质量缺陷。

3.1.1 四个要素对最终产品烟气特性、感官特性的影响

四个要素中叶组配方是产品的基础，它决定了产品的主体风格。香精香料是赋予卷烟产品独特风格的重要因素。卷烟材料对卷烟降焦和控焦起着十分重要的作用，同时对卷烟的感官质量也有着重要的影响，郑州烟草研究院通过深入系统地研究卷烟“三纸一棒”对烟气特征及感官质量的影响，建立起了一整套数学模拟方程，直接描绘出卷烟材料参数与各种烟气指标的定量关系及对感官质量的影响趋势，为卷烟降焦与控焦及在卷烟降焦减害的同时有效地保持卷烟的感官质量提供了依据。而合理的加工过程及参数设定对于保持烟香，改善口感具有不可替代的作用；随着近几年卷烟工艺研究的不断深入，尤其是随着卷烟工序质量评价项目的开展，加工过程及参数设定对卷烟产品感官质量的影响是显而易见的。

3.1.2 四个要素之间的相互作用及各要素对产品风格质量的作用

卷烟原料是产品基础的地位不可动摇，但也不能说卷烟原料配方就决定了最终产品的一切，原料的某些质量缺陷可以通过适宜的加工和针对性的加料予以克服。加香加料应针对叶组配方和卷烟加工后仍然存在的质量缺陷，遵循“修饰、衬托加弥补”的原则进行，它是构成产品特征香气和口味特征的重要因素，是卷烟生产的核心技术之一，但不应该成为决定性因素；今后我国要继续努力培养和造就一批高水平的调香师，研究并掌握各种单体香原料的作用；在卷烟产品设计过程中，针对产品设计的目标，结合产品设计的其他要素，自行完成加香加料设计，更加体现出加香加料的核心地位。由于卷烟材料对烟气特征和感官质量均有影响，因此根据目标产品烟气特征的要求，在产品设计之初，就应系统设计。随着工艺技术研究的不断深入，卷烟加工工艺对卷烟产品质量的影响越来越显得重要。卷烟工艺只是产品质量保障的地位已不符合当前卷烟加工工艺的发展要求。

卷烟加工工艺对产品风格质量的作用是随着时代的变化、工艺技术研究的逐步深入在逐步的加深。在上世纪80年代中期以前，我国对不同等级的卷烟产品作出了配方的规定，只要卷烟配方符合某一等级卷烟配方的规定，生产出的卷烟产品就可以在这一等级定级，在计划经济的体制下，产品的售价就可以在这一等级的售价范围内定价，这一时期，可以说卷烟原料配方基本上就决定了最终产品的一切，工艺只是一个从原料生产出合格卷烟产品的过程，工艺对产品质量的作用基本上没有体现出来。上世纪80中期～90年代中期，基于我国卷烟设备陈旧和工艺技术落后的现实，我国大力进行技术改造和工艺技术研究，使我国卷烟加工的物理质量和产品的外在质量迅速提高，这一时期，卷烟原料配方不再成为决定最终产品的一切，同一等级卷烟，配方中原料的使用范围不再受到限制，根据最终产品的质量进行定级、定价，工艺尽管仍是从原料到生产出合格产品的一个过程，但工艺的地位有所提高，工艺已成为最终产品质量的保证。进入90年代后期，随着工艺技术研究的进一步深入，尤其是工序加工质量评价技术的研究，在卷烟加工的物理质量和产品的外在质量提高到一定程度后，卷烟加工工艺由注重加工的物理质量和产品的外在质量向注重感官质量转变，工艺对产品质量的重要性日显重要，工艺就不仅仅是从原料到生产出合格产品的一个过程，它还应该是一种加工技术。当前，随着国际、国内形势的变化和消费水平的提高，尤其是“中式卷烟”的提出，对我国卷烟加工工艺提出了更高的要求，在新的形势与机遇面前，我国卷烟加工工艺应继续进行工艺思想的创新和加工技术方法的重大技术改革。“特色工艺”的提出和研究就是在“制丝工艺技术水平分析及提高质量的技术集成研究推广”项目所建立的技术平台基础上的进一步深化和创新，同时也是卷烟工艺思想的继续创新和加工技术方法的重大技术改革。通过特色工艺的创新，提高卷烟加工的技术水平，不断丰富中式卷烟的理论内涵；通过卷烟加工工艺技术方法的变革，实现“中式卷烟”核心技术的重大突破。

“特色工艺”是在对原料加工特性、感官特性和化学特性研究、分析的基础上，建立原料分组的基本原则；企业根据原料分组基本原则，针对特定品牌和原料特点，初步建立配方模块，确定不同模块适宜的加工路径、加工条件和料液；通过对模块反复进行调整、优化和加工条件的研究，最终建立卷烟配方模块,确定各模块的加工路径和加工条件。通过对加工过程质量要素控制和设备性能的研究，为设备改造和新设备的开发提供技术支撑，确定主要工序过程控制图，提高生产过程加工精度和产品质量精度。从而达到：提高产品感官质量，实现产品“个性化”、“差异化”，突出中式卷烟香气风格和口味特征，保持卷烟产品质量的相对稳定；在卷烟原料配方及加料成本不变的前提下，提升卷烟产品的质量，增强中国卷烟产品的市场竞争力和国际竞争力；在卷烟质量、风格基本不变的前提下，拓宽原料使用范围，提升原料使用价值，降低卷烟原料及加料成本；使卷烟产品质量的控制能力显著提高并为打造出适应与满足中式卷烟特色工艺加工要求，拥有自主知识产权的烟机设备（包括控制）提供技术支撑。

3.1.3 配方设计中对原料品质的评价需重新定位

在传统的产品设计思想中，由于工艺对改变原料质量特性的作用没有充分体现出来，因此，卷烟产品的质量过分地依赖于原料的质量特性。在目标产品确定之后，何种质量特性的原料可用于卷烟配方，何种质量特性的原料不能在配方中使用，划分较为明确。这时对原料品质的评价是与目标产品烟气特征和感官质量相近似的原料就是上等的原料。或原料品质的优劣是按其对目标产品质量特性的作用进行评价。在产品的系统化设计中，由于考虑到工艺对产品烟气特征和感官质量的作用愈显重要，尤其是当前卷烟生产中所采用的加工方法和手段的多样性，设备、参数、条件的可调性变大，工艺对改变原料质量特性的能力增强，因此，在配方设计中对原料品质评价时，还应着重考虑原料的加工特性。

3.1.4 选择最有效、最经济的手段去创造产品的质量风格，消减质量缺陷

综合四个要素对最终产品质量特性的影响和四个要素之间的相互作用及各要素对产品风格质量的作用，选择最有效、最经济的手段去创造产品的质量风格，消减质量缺陷。四个要素对创造产品质量风格，削减质量缺陷都不可能包罗万象，而且所解决的问题会各有侧重。在系统化设计中，应根据卷烟原料的加工特性、感官特性和化学特性进行原料配方设计，即在探索出不同的加工方法和条件对原料质量特性的影响趋势的基础上，首先考虑工艺加工对创造产品质量风格，削减质量缺陷的作用，最大可能地发挥出工艺加工的作用。因为在四个要素中，工艺是最有效和最经济的手段。工艺不能解决的，通过针对性的加香加料，甚至通过原料配方的重新调整进行解决。

3.2 精细化加工

加工工艺作为卷烟产品设计的四要素之一，对卷烟产品的感官质量有着较大的影响，因此卷烟加工工艺绝不只是一个单纯追求物理指标、追求降低消耗的过程，而应进一步升华为提高感官质量的过程和技术方法。通过工艺加工最大限度地保留烟叶固有的优良品质，有效去除原料本身的不良因素，提高卷烟原料的最大价值，是实行精细化加工最重要的目标之一。

实现精细化加工要以卷烟原料的加工、感官和化学特性研究为出发点，根据不同原料的特性，在卷烟加工过程中采用不同的加工方式及工艺技术条件。

实现精细化加工要以提高产品感官质量和实现产品“个性化”、“差异化”作为落脚点，为中式卷烟提供核心技术。

实现精细化加工要以建立卷配方模块和重新进行流程的设置为切入点，进行特色工艺的加工。

3.2.1 模块建立

模块建立就是在卷烟加工过程中把性质相似的烟叶归结在一起，不同特性的烟叶采取不同的加料及工艺处理。模块的建立必须围绕着卷烟企业的品牌进行，由于不同的卷烟品牌有着不同的风格特征和消费群体，因此在卷烟原料特性研究基础上，根据卷烟原料的分组基本原则，企业结合各自的品牌特点，建立起不同质量特性、加工特点的卷烟配方模块。同时，模块的建立还应根据企业所使用的卷烟原料来源、对原料的控制能力、卷烟品牌的集中度等，系统考虑和深化卷烟配方技术。

3.2.2 流程设置

为了达到加工工艺一方面最大限度地保留烟叶固有的优良品质；另一方面有效去除原料本身的不良因素，达到提高原料使用价值，拓宽原料使用范围的目的，根据不同配方模块加料、加工特点采用不同的流程设置。

工艺流程应根据我国卷烟企业产品特点、原料特性和企业实际，在卷烟原料特性研究的基础上进行设置，目前所采用的分组加工工艺流程大致可分为烟片分组加工和烟片及叶丝分组加工两种基本模式。

3.3 智能化控制

智能化控制是实现精细化加工的必然要求。随着加工工艺向精细化发展，现行的以控制在制品和制品质量指标的控制模式已不能满足加工过程对提高感官质量的要求，必须改变现有的控制模式。智能化控制要以提高加工和控制精度，扩大过程控制范围，保证产品风格质量的相对稳定作为质量控制的目标。实现智能化控制需要对加工过程质量要素（工艺参数和质量指标）与质量的影响进行研究，找出质量要素与质量相关程度；在此基础上，确定质量要素的控制内容和控制路径，并研究选择加工过程关键工序控制图。通过扩大控制范围，使所有影响感官质量的因素（设备运行状态、加工工序参数）处于受控状态，实现由结果控制向过程控制的转变及由控制指标向控制参数的转变。