引言
膨脹梗絲由于具有較高的填充能力和燃燒性能，已成為降低卷煙焦油含量的重要方法之一[1]。近些年來，隨著對膨脹梗絲生產質量要求的提高，各種梗絲生產工藝及膨脹設備的技術水平得到了快速發展，我國也在不斷引進和消化吸收國外先進的梗絲膨脹技術，并積極參與膨脹技術的推廣和應用，目前引進吸收應用比較成熟的主要有德國HANUI、意大利COMAS和英國LEGG梗絲生產線及相關設備[1]。
梗絲生產工藝比較繁多，有葉梗分離、水洗處理、增溫增濕、壓梗、切梗、增溫增濕、膨脹等，其關鍵是提高煙梗水分和膨脹，膨脹就是使干縮的梗絲吸收較多的水分，并在短時高溫的作用下增加細胞內的蒸汽壓使梗絲組織膨脹，然后利用梗絲溫度高、水分大造成的組織內蒸汽壓遠遠大于干燥介質的水蒸汽壓，并使這一壓差大于梗絲的干燥收縮力這一關鍵技術，使梗絲內多余的水分去除，從而使膨脹的體積固定下來。膨脹最常用的方法是采用烘梗絲機，英國LEGG、德國HAUNI的生產線都采用了該技術，而意大利COMAS卻采用了文氏管噴射入料的設計，設備雖然較大，但膨化的效果卻好得多，其膨脹率可達40%～60%[2]。在此，本文針對目前國內外比較先進的梗絲生產工藝、設備及特點進行簡要概述，以供參考。
1 不同梗絲生產工藝簡述
1.1 HAUNI梗絲生產線
德國HAUNI公司對其開發的HT梗(煙)絲在線膨脹設備進行了改進研究，目前最新型HT系統的梗絲填充能力最大可增加60%，對于某些梗絲可高達80%。
1.1.1 HAUNI梗絲生產工藝流程
HAUNI梗絲生產工藝流程見圖1，即打葉分離后的煙梗定量送入蒸梗工序，對煙梗進行增溫增濕，然后進行除雜，把濕潤煙梗壓扁后進入切梗絲工序，切后梗絲進入加潮工序，使梗絲快速增溫增濕，進入烘絲膨脹工序，梗絲的體積增大，導致梗絲膨脹。進入烘梗絲工序，烘梗絲前后對來料的水分、流量自動控制。膨脹后的梗絲要迅速冷卻并保持純凈，因此膨脹后的梗絲設置了篩分工序，目的是將膨脹后梗絲貯存備用。
圖1 HAUNI梗絲膨脹工藝流程
1.1.2 HAUNI梗絲生產線的特點
HAUNI梗絲生產線在滿足工藝需求的前提下，具有自身獨特的優勢，其優勢在于：
1）整個制絲生產線自動化水平較高。目前的HAUNI生產線已采用全面自動程序控制，各種工藝參數可以隨時顯示、打印和處理，操作工人的勞動強度大大減小。
2）除塵設備完整。整條生產線采用單機除塵，集中管理，密封性能好，除塵效果高，大大改善操作人員工作環境。
3）梗絲膨脹工序較為先進。利用HT加潮隧道對梗絲進行高溫高濕處理，最終達到提高梗絲膨脹率的目的。它既可直接與烘絲機銜接，膨脹梗絲，也可與壓梗機銜接用于蒸梗。
4）打葉去梗所使用的設備為立式打葉機，采用上、中、下三級風分，各級風量調節方便，使梗中帶葉率、葉中帶梗率均能滿足工藝要求，而且該設備占地面積小、能耗低。
5）KLK-G烘絲機是HAUNI制絲生產線中的重要設備之一，也是決定卷煙內在質量的關鍵設備。該設備采用熱風加速干燥，熱風溫度自動調節，提高了制絲的干燥率和質量。
1.2 COMAS梗絲生產線
COMAS梗絲加工工藝是目前世界上先進的加工方法之一，對物料流量及水分進行自動監測控制，能有效地提高梗絲的質量。梗絲經超級回潮后，使梗絲的水分和溫度提高，然后進入梗絲膨脹工序，是為了精確控制梗絲的含水量，而后經分選除雜工序，將未切得梗塊、梗簽等雜物清除，同時還能給膨脹后的梗絲降溫，最后流量控制輸送加香段。
1.2.1 COMAS梗絲生產線的工藝流程
COMAS制絲生產線工藝流程同前面介紹的制絲工藝流程一樣，也是根據煙絲生產的工藝要求和不同的煙絲配方而設置的。其工藝流程如圖2所示。打葉后的煙梗水分低，經定量控制、潤梗、加料、貯梗后，煙梗存貯一段時間，加入的料液或水分滲透到煙梗纖維組織中去，使煙梗柔軟、不易破碎，為煙梗的處理提供了工藝條件。通過蒸梗再次使煙梗增加水分和溫度，確保煙梗更加柔軟，然后進入壓梗工序，以疏松煙梗組織，為提高切梗絲質量提供有利條件。壓梗后緊接著設置了金屬探測工序，其作用與切絲相同。梗絲在進入膨脹工序之前，其所含水分的大小十分重要。梗絲膨脹工序是COMAS 梗絲生產線的核心。水分測定、梗絲膨脹、水分再測定，這種組合工序，是為了精確控制梗絲的含水量，而后經風分除雜工序，將未切的梗塊、梗簽等雜物清除，同時還能給膨脹后的梗絲降溫，最后經流量控制輸送至加香段（線）。主要設備有：貯存喂料機、潤梗加料機、貯梗柜、螺旋蒸梗機、金屬探測器、切梗絲機、超級回潮筒、膨化塔、風分器、貯梗絲柜等。
圖2 COMAS梗絲膨脹工藝流程
1.2.2 COMAS梗絲生產線的特點
中國煙草總公司1987～1989 年分兩次協議從該公司引進了COMAS制絲線的全套設備制造技術。通過消化、吸收和改造，該制絲線自動化程度大大提高，設備先進，采用中央MICON 控制系統，對整個制絲生產線各工序的工藝指標實施了有效的監控，大大提高了制絲的質量。其主要特點如下：
1）為了追求較高的打葉去梗的質量指標，COMAS制絲工藝流程中設置了隨打隨分的臥式打葉方式，打葉、風分采用了分級加工、流水作業原理，葉中帶梗率、梗中帶葉率、大片率等工藝指標均能滿足工藝要求，有效地提高了煙絲的純凈度，并盡可能地避免了重復打葉而引起的造碎問題。
2）潤葉﹙梗﹚加料：烘絲、梗絲膨脹等工序的前后均設置紅外線水分探測工序，其水分和料液施加量均由中央MICON控制系統自動控制，對各工序的工藝指標能夠實施有效的監控，大大地提高了梗絲生產的工藝質量。
3）COMAS制絲生產線除了梗絲膨脹工序是一個創新之外，其自動控制系統還設置了故障顯示和聲光報警系統。
4）制絲工藝流程中采用了世界上先進的梗絲膨脹工藝，大大提高了梗絲的填充率，梗絲得到了充分的利用，降低了煙絲消耗，為卷煙廠創造了最大的經濟效益。
5）切絲工序之前均設置了定量喂料工序，以滿足切絲寬度和生產效率等工藝要求。
1.3 LEGG梗絲生產線
英國DICKINSON－LEGG公司的STS＋FBD梗絲膨化設備。經該制絲線生產出的梗絲吸味醇和，余味純凈，煙堿量、焦油量大大降低，提升了卷煙的科技含量和產品質量。是目前國際上在線膨脹技術水平較高的膨脹方式之一。
1.3.1 LEGG梗絲生產線的工藝流程
英國LEGG 公司生產的LEGG 制絲生產線是我國引進較早的生產線。目前部分卷煙廠對該生產線進行了部分或全部技術改造。隨著技術的進步和發展，經改造后的LEGG 制絲生產線已達世界先進水平。LEGG制絲線工藝流程如圖3所示。
圖3 LEGG梗絲膨脹工藝流程
1.3.2 LEGG梗絲生產線的特點
經技術改造后的LEGG制絲生產線的設備主要有真空回潮機、雙軌切尖解把機、潤葉機四打六分臥式打葉機組、香料廚房煮料設備、加料潤葉機、貯葉柜、RC4切絲機、超級回潮筒、烘絲機、加香機、加料潤梗機、HT梗絲流化床、烘梗絲機、塔式分離機及輔連設備等。主要有以下特點：
1）打葉去梗使用多級打葉、多級風分，保證了打葉質量和打葉效果，使梗中含葉率、葉中含梗率滿足工藝要求。
2）生產線加料系統運用微機進行控制。設置了9個質量控制點，皮帶秤反饋重量信息，對流量進行嚴格控制，以便微機根據流量信息合理計算加料比例，實現全自動加料。
3）運用超級回潮膨化技術。超級回潮膨化技術使經過高溫處理后的煙絲得到充分膨化，提高了煙絲的膨脹效果。
4）加香加料工序運用了MICON控制技術。MICON控制技術使生產線能夠依據設定的料液比例進行加香加料，保證了煙絲加入料液比例的均勻性。
5）生產線中各電機均采用繼電器邏輯控制，各段電機控制分組集中在控制柜上，具有緊急停車保護、隔離開關保護、電機跳閘保護、聯鎖/獨立等控制功能。
6）部分單機控制采用PLC或計算機自動控制，操作方便，提高了控制精度。如真空回潮采用PLC控制，加料潤葉、加料潤梗采用PLC與計算機聯合控制，烘葉絲、烘梗絲的水分控制則采用STD總線的計算機控制等。
2 幾種不同梗絲生產工藝的對比分析
對比三種不同的梗絲生產工藝， HAUNI梗絲膨脹系統設備單元比較復雜，而COMAS和LEGG梗絲膨脹系統相對簡潔，并且各個單元之間銜接緊密。其中HAUNI梗絲膨脹系統中在線水分檢測單元貫穿整個梗絲生產工藝流程，因此設備成本投資將大大增加，并且相應的廠房面積也較之COMAS和LEGG將有所增加。但是由于在整個HAUNI梗絲膨脹系統工藝過程中均采用全面自動程序控制，能實時反映工藝過程中的各項關鍵工藝參數，因此對整個工藝過程能進行有效控制，并且勞動成本將大大降低。COMAS制絲線由于采用中央MICON 控制系統，因此自動化程度大大提高，梗絲質量也將得到進一步改善。LEGG制絲生產線在制梗絲過程中采用了超級回潮膨化技術以及在加香加料工序運用了MICON控制技術，因此大大提高了梗絲的產品質量和加料的均勻性。
3小結
隨著現代卷煙工業的飛速發展，卷煙制品的安全性、經濟性越來越受到人們的關注。梗絲膨脹技術應運而生，可以說是現代卷煙工業技術革命的產物。梗絲膨脹技術使現代煙草加工業在降低煙葉消耗，減少卷煙有害物質等方面取得了新的突破。卷煙制絲生產過程中，約有20%-30%的煙梗需要制成梗絲并摻入到煙絲中去[3]。梗絲處理質量的好壞，直接影響到混合后的煙絲填充率和卷煙質量，關系著企業的經濟效益。
煙草膨脹工藝技術是提高卷煙產品質量、減少物耗、降低成本最有效方法之一[1]。但這三種膨脹工藝在實現工業化生產的同時也各有利弊，因此需要在日后的工業化生產過程中進一步研究和改進。
參考文獻：
[1] 白云,鄒玉勝,敖瑞勇,袁建華. 中式卷煙與特色工藝裝備[J]. 云南煙草. 2004, (3):39-42
[2] http://www.pdffactory.com 制絲設備概述
[3] 蔣德友, 孫志勇, 陳章玉, 李斌, 劉志華. 高溫高濕法梗絲膨脹技術綜述[J]. 云南煙草. 2005, (2):
