新型白肋烟烘焙技术与应用
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摘要： 当前，吸烟与健康的矛盾日益加剧，通过降焦减害来满足消费者的需求是卷烟发展的必然趋势。混合型卷烟的焦油可降到3mg以下，是解决吸烟与健康矛盾的一条极为重要的途径。与烤烟型卷烟相比，混合型卷烟竞争更偏重于工艺和技术，有着烤烟型卷烟无可比拟的优势。白肋烟作为混合型卷烟的主要原料，决定了混合型卷烟产品的质量。我司在国内首次使用了滚筒式烘丝机来处理白肋烟，在新型白肋烟烘焙技术方面取得了重大突破。
关键词： 混合型卷烟；白肋烟烘焙；滚筒式烘焙机
中图分类号：TH6 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）05-0046-02
0引言
长期以来，混合型卷烟一直是国际上最受消费者青睐的卷烟类型，在国际市场的份额已占到70%，且占全球市场份额逐年上升。在同样人种的日本，混合型卷烟占了市场份额80%以上，而在国内还不到1.5%，市场潜力很大。随着烟草行业的发展和人民生活水平的提高，吸烟与健康的问题日益受到社会各界的关注，国内一部分消费者的消费习惯也悄然变化，逐步转向吸食低焦油混合型卷烟。因此，研制高质量的混合型卷烟已刻不容缓。
在过去20年间，烟草行业投入了大量的人力、物力、财力致力于混合型卷烟生产的技术改造和科技攻关，但就产品质量的总体水平而言，与发达国家相比仍存在较大差距[2]。白肋烟处理技术一直是困扰我国混合型卷烟质量的技术难题之一。白肋烟作为混合型卷烟的主要原料，白肋烟的处理品质决定着混合型卷烟产品的质量。加料后的白肋烟在高温烘焙过程中，产生香味物质并去除白肋烟叶中的刺激性和杂气成分，从而达到改善烟叶吸味品质的目的。因此，对白肋烟的烘焙技术进行攻关，对于提高我国混合型卷烟的总体质量将会起到重要作用。
1白肋烟烘焙工艺的目的
白肋烟在晾晒过程中散失了所有糖份，加料后必须在一定的温度（约140℃，不同的白肋烟有所不同）下通过烘烤一定的时间发生化学反应，使其香气散发出来，产生致香物。
通过对白肋烟进行热处理，赋予白肋烟“烤香味”，驱走白肋烟内的杂气（例如氨气），改善抽吸品质。通过白肋烟烘焙机的处理，烟叶内发生的化学反应，主要是糖和天然氨基酸的反应，即“麦纳德”反应。该反应可增强烟叶的香气质，同时，导致氨物质的形成，并在高温的状态下挥发。
2传统白肋烟烘焙机存在的问题
白肋烟烘焙设备有很多种形式，目前应用最广的是网带式白肋烟烘焙机，整台设备分干燥区、冷却区和回潮区，通过网带的运输将烟叶匀速穿过干燥区、冷却区和回潮区，完成白肋烟的烘焙、冷却和回潮，这种白肋烟烤机的强处理和轻处理通常通过调整物料厚度来实现。主要存在以下缺点：①干燥区内的工艺热风温度无法达到白肋烟“Maillar”反应所需的温度。虽然设备内环境温度可以达到140℃，但被处理的烟叶温度无法达到140℃，当烟叶进入干燥区后，由于烟叶在干燥区内的时间短，烟叶无法达到设定的工艺热风温度，导致处理过程中化学反应不过充分。②物料进料均匀性差。这种设备的进料方式采用刮板喂料，刮板喂料是间歇性喂料，而无法实现连续均匀进料，导致烟叶在网带上的分布不均匀。③对烟叶的处理均匀性差。无论在干燥区还是冷却区或回潮区，都会出现上、下及左、中、右烟叶水分的不均匀的现象。④设备能耗较高，产生的尾气风量大，处理费用较高。同时设备庞大，安装占地面积大。
3滚筒式白肋烟烘焙机的优点及工作原理
目前，多家企业合作开发了一种滚筒式白肋烟烘焙机，我司在“金桥”卷烟生产线技术改造项目中引进了两套。该设备彻底解决了传统网带式白肋烟烘焙机的缺点。
3.1 滚筒式白肋烟烘焙机的技术优势与传统网带式白肋烟烘焙机相比，滚筒式烘焙机优势明显：①可以将烟叶加热到“麦纳德”反应所需的温度，并可根据不同烟叶的加工特性调整其在滚筒内停留的时间，使化学反应更加充分。②能够保证烘焙后的烟叶（或烟丝）水分均匀。③滚筒内工艺热风温度的调整更加快速可控。④设备占地面积小、能耗低。
3.2 滚筒式白肋烟烘焙机的工作原理该设备由型钢制成并受四根支撑支架的框架结构，主要由主筒体、前室（进料斗）、后室（卸料斗）、支架、驱动机构、筒体倾角自动调整系统、工艺热风加热系统、自动清洁系统、管线和几个风机等组成。
主筒体是一个用绝缘矿物棉包裹的不锈钢滚筒，它的转动通过皮带连接到转轮上的齿轮电机来控制，实现物料的前移，滚筒转速影响物料的前移速度。该滚筒通过燃烧炉和添加蒸汽来进行加热，其内部装配有合适数量和尺寸的蒸汽加热抄板，用来辅助物料前移和加热。下面主要介绍本设备工艺热风循环系统的工作原理。
该系统主要由风机（6）、燃烧炉（4）、管道（3）、管道（8）、管道（2）、管道/罩（9）、风机（12）、滚筒1区（Zone 10）、滚筒2区（Zone 11）、风机（5）、气动阀门（1）、手动阀门（7）等组成（详见图1）。
风机（6）抽吸环境中的自然空气，使用蒸汽喷雾器对空气进行润湿处理，并将其通过专用不锈钢管输送至燃烧炉（4）中。当空气湿润并加热后，将其输送至管道（3）中，该管道又分为两个不同管径的分管道：大管径管道（8）和小管径管道（2）。输送至管道（8）中的空气进入到烘烤滚筒1区（占滚筒长度的2/3）从而充满2/3滚筒。输送至管道（2）中的空气进入到烘烤滚筒2区（占滚筒的1/3）从而充满余下的1/3滚筒。安装在后室（卸料斗）上方的风机（12）用来抽吸来自滚筒2区的空气，将从物料释放出来的水分及杂气排出。滚筒1区从物料释放出的水分及杂气则由安装在滚筒外侧的风机（5）来抽吸，流经前室（喂料斗）及下方管道（9）排出。从风机（12）和风机（5）排出的杂气送到异味处理系统处理后排到大气中。管道（8）内部的气流不受任何控制，而管道（2）内部的气流则通过气动阀门（1）控制，管道风机（6）进风量受手动阀门（7）控制。
通过工艺热风循环系统，可在短时间内让滚筒内工艺气体升温至所需温度，同时可通过筒体倾角自动调整系统来调整物料在滚筒内烘焙的时间，确保生产时达到白肋烟产生“Maillar”反应所需的温度和时间，化学反应充分。同时系统温度控制灵敏，物料在滚筒内翻滚使与其筒内热风和筒壁充分接触，有利于对物料进行均匀烘烤。
4设备应用初探及其使用效果验证
目前，该设备已经在我司“金桥”卷烟生产线上投入使用，使用效果良好，可以进行白肋烟烟片或烟丝烘焙，在主要化学成分和样品感官质量的变化方面进行了效果验证。
4.1 不同烘焙处理强度及烘焙方式条件下主要化学成分的变化[1]我们主要测试了不同烘焙处理强度条件下样品总烟碱、氨、挥发碱的变化情况。烘焙处理后样品中的总烟碱、挥发碱、氨含量均有所降低。同时当烘焙处理强度逐渐增加至中强度条件时，样品中的总烟碱、氨、挥发碱含量快速下降到一个较低的值，但当烘焙处理强度逐渐升至高强度条件以上时，总烟碱、氨、挥发碱含量呈变化较小的趋势。
4.2 不同烘焙处理强度及烘焙方式条件下样品感官质量的变化[3]当采用低强度处理条件时，白肋烟品质略有改善，但尚不够明显；当采用中强度处理条件时，白肋烟的风格特征较为明显，刺激性、杂气较小，余味较舒适；而当采用高强度处理条件时，白肋烟的品质无继续变好的趋势，且处理过程略显过头。结合烘焙处理后化学成分检测结果得出，在所选取的试验范围内，中强度条件下白肋烟烘焙后的品质最佳。
4.3 工艺参数设计初探对于不同白肋烟烟片或叶丝烘焙处理的关键工艺参数设置，不能简单地套用某一固定模式，应根据混合型卷烟产品设计的风格要求和白肋烟的具体特点，通过试验确定出与之相适应的关键工艺技术参数。例如对于等级较低、香气量相对较少、烟气丰满度较差的白肋烟叶组，若产品设计要求为刺激性小和余味较干净舒适，宜采用相对较高的工艺循环热风温度和相对较低的干燥终端含水率；反之，则宜采用相对较低的干燥气流温度和相对较高的干燥终端含水率。
本设备在正常运行中，最好只留一个时时自动调整的变量，锁定其他变量（这些变量仅供设备调试及产品调试时使用）。我司在调试时一般将物料流量作为变量，这样，系统反应速度较快。当烘后烟丝的水分高于设定值时，控制系统会反馈信息给烘烤机前的电子秤，自动降低物料流量；反之，相反。如果以其他参数作为系统时时调整的变量，系统反应速度相对较慢。
5结论
滚筒式白肋烟烘焙机突破了传统白肋烟烘焙设备处理方式的局限，设备易于调试、参数可调范围大，去除杂气效果良好，尤其体现在风格特征凸显、刺激性减小等方面上，使其产生了特殊的香味。同时，物料出口水份均匀性好，工艺热风温度调整更加快速可控，是改善混合型卷烟产品值得推广的设备。
参考文献：
[1]陈子勇，朱巍，黄龙，等.白肋烟处理前后化学成分的变化及其处理工艺优化研究.湖北农业科学，2010，（3）.
[2]吴殿信，王兵，林平，等.当前制约我国混合型卷烟产品发展的几个技术问题.烟草科技，1999，（2）.
[3]郭俊成，刘强，苏勇，阎向阳，金晓艳.中式混合型卷烟白肋烟两次加里料和烘焙技术研究[J].中国烟草科学，2006，（02）.