引言
膨胀梗丝由于具有较高的填充能力和燃烧性能，已成为降低卷烟焦油含量的重要方法之一[1]。近些年来，随着对膨胀梗丝生产质量要求的提高，各种梗丝生产工艺及膨胀设备的技术水平得到了快速发展，我国也在不断引进和消化吸收国外先进的梗丝膨胀技术，并积极参与膨胀技术的推广和应用，目前引进吸收应用比较成熟的主要有德国HANUI、意大利COMAS和英国LEGG梗丝生产线及相关设备[1]。
梗丝生产工艺比较繁多，有叶梗分离、水洗处理、增温增湿、压梗、切梗、增温增湿、膨胀等，其关键是提高烟梗水分和膨胀，膨胀就是使干缩的梗丝吸收较多的水分，并在短时高温的作用下增加细胞内的蒸汽压使梗丝组织膨胀，然后利用梗丝温度高、水分大造成的组织内蒸汽压远远大于干燥介质的水蒸汽压，并使这一压差大于梗丝的干燥收缩力这一关键技术，使梗丝内多余的水分去除，从而使膨胀的体积固定下来。膨胀最常用的方法是采用烘梗丝机，英国LEGG、德国HAUNI的生产线都采用了该技术，而意大利COMAS却采用了文氏管喷射入料的设计，设备虽然较大，但膨化的效果却好得多，其膨胀率可达40%～60%[2]。在此，本文针对目前国内外比较先进的梗丝生产工艺、设备及特点进行简要概述，以供参考。
1 不同梗丝生产工艺简述
1.1 HAUNI梗丝生产线
德国HAUNI公司对其开发的HT梗(烟)丝在线膨胀设备进行了改进研究，目前最新型HT系统的梗丝填充能力最大可增加60%，对于某些梗丝可高达80%。
1.1.1 HAUNI梗丝生产工艺流程
HAUNI梗丝生产工艺流程见图1，即打叶分离后的烟梗定量送入蒸梗工序，对烟梗进行增温增湿，然后进行除杂，把湿润烟梗压扁后进入切梗丝工序，切后梗丝进入加潮工序，使梗丝快速增温增湿，进入烘丝膨胀工序，梗丝的体积增大，导致梗丝膨胀。进入烘梗丝工序，烘梗丝前后对来料的水分、流量自动控制。膨胀后的梗丝要迅速冷却并保持纯净，因此膨胀后的梗丝设置了筛分工序，目的是将膨胀后梗丝贮存备用。
图1 HAUNI梗丝膨胀工艺流程
1.1.2 HAUNI梗丝生产线的特点
HAUNI梗丝生产线在满足工艺需求的前提下，具有自身独特的优势，其优势在于：
1）整个制丝生产线自动化水平较高。目前的HAUNI生产线已采用全面自动程序控制，各种工艺参数可以随时显示、打印和处理，操作工人的劳动强度大大减小。
2）除尘设备完整。整条生产线采用单机除尘，集中管理，密封性能好，除尘效果高，大大改善操作人员工作环境。
3）梗丝膨胀工序较为先进。利用HT加潮隧道对梗丝进行高温高湿处理，最终达到提高梗丝膨胀率的目的。它既可直接与烘丝机衔接，膨胀梗丝，也可与压梗机衔接用于蒸梗。
4）打叶去梗所使用的设备为立式打叶机，采用上、中、下三级风分，各级风量调节方便，使梗中带叶率、叶中带梗率均能满足工艺要求，而且该设备占地面积小、能耗低。
5）KLK-G烘丝机是HAUNI制丝生产线中的重要设备之一，也是决定卷烟内在质量的关键设备。该设备采用热风加速干燥，热风温度自动调节，提高了制丝的干燥率和质量。
1.2 COMAS梗丝生产线
COMAS梗丝加工工艺是目前世界上先进的加工方法之一，对物料流量及水分进行自动监测控制，能有效地提高梗丝的质量。梗丝经超级回潮后，使梗丝的水分和温度提高，然后进入梗丝膨胀工序，是为了精确控制梗丝的含水量，而后经分选除杂工序，将未切得梗块、梗签等杂物清除，同时还能给膨胀后的梗丝降温，最后流量控制输送加香段。
1.2.1 COMAS梗丝生产线的工艺流程
COMAS制丝生产线工艺流程同前面介绍的制丝工艺流程一样，也是根据烟丝生产的工艺要求和不同的烟丝配方而设置的。其工艺流程如图2所示。打叶后的烟梗水分低，经定量控制、润梗、加料、贮梗后，烟梗存贮一段时间，加入的料液或水分渗透到烟梗纤维组织中去，使烟梗柔软、不易破碎，为烟梗的处理提供了工艺条件。通过蒸梗再次使烟梗增加水分和温度，确保烟梗更加柔软，然后进入压梗工序，以疏松烟梗组织，为提高切梗丝质量提供有利条件。压梗后紧接着设置了金属探测工序，其作用与切丝相同。梗丝在进入膨胀工序之前，其所含水分的大小十分重要。梗丝膨胀工序是COMAS 梗丝生产线的核心。水分测定、梗丝膨胀、水分再测定，这种组合工序，是为了精确控制梗丝的含水量，而后经风分除杂工序，将未切的梗块、梗签等杂物清除，同时还能给膨胀后的梗丝降温，最后经流量控制输送至加香段（线）。主要设备有：贮存喂料机、润梗加料机、贮梗柜、螺旋蒸梗机、金属探测器、切梗丝机、超级回潮筒、膨化塔、风分器、贮梗丝柜等。
图2 COMAS梗丝膨胀工艺流程
1.2.2 COMAS梗丝生产线的特点
中国烟草总公司1987～1989 年分两次协议从该公司引进了COMAS制丝线的全套设备制造技术。通过消化、吸收和改造，该制丝线自动化程度大大提高，设备先进，采用中央MICON 控制系统，对整个制丝生产线各工序的工艺指标实施了有效的监控，大大提高了制丝的质量。其主要特点如下：
1）为了追求较高的打叶去梗的质量指标，COMAS制丝工艺流程中设置了随打随分的卧式打叶方式，打叶、风分采用了分级加工、流水作业原理，叶中带梗率、梗中带叶率、大片率等工艺指标均能满足工艺要求，有效地提高了烟丝的纯净度，并尽可能地避免了重复打叶而引起的造碎问题。
2）润叶﹙梗﹚加料：烘丝、梗丝膨胀等工序的前后均设置红外线水分探测工序，其水分和料液施加量均由中央MICON控制系统自动控制，对各工序的工艺指标能够实施有效的监控，大大地提高了梗丝生产的工艺质量。
3）COMAS制丝生产线除了梗丝膨胀工序是一个创新之外，其自动控制系统还设置了故障显示和声光报警系统。
4）制丝工艺流程中采用了世界上先进的梗丝膨胀工艺，大大提高了梗丝的填充率，梗丝得到了充分的利用，降低了烟丝消耗，为卷烟厂创造了最大的经济效益。
5）切丝工序之前均设置了定量喂料工序，以满足切丝宽度和生产效率等工艺要求。
1.3 LEGG梗丝生产线
英国DICKINSON－LEGG公司的STS＋FBD梗丝膨化设备。经该制丝线生产出的梗丝吸味醇和，余味纯净，烟碱量、焦油量大大降低，提升了卷烟的科技含量和产品质量。是目前国际上在线膨胀技术水平较高的膨胀方式之一。
1.3.1 LEGG梗丝生产线的工艺流程
英国LEGG 公司生产的LEGG 制丝生产线是我国引进较早的生产线。目前部分卷烟厂对该生产线进行了部分或全部技术改造。随着技术的进步和发展，经改造后的LEGG 制丝生产线已达世界先进水平。LEGG制丝线工艺流程如图3所示。
图3 LEGG梗丝膨胀工艺流程
1.3.2 LEGG梗丝生产线的特点
经技术改造后的LEGG制丝生产线的设备主要有真空回潮机、双轨切尖解把机、润叶机四打六分卧式打叶机组、香料厨房煮料设备、加料润叶机、贮叶柜、RC4切丝机、超级回潮筒、烘丝机、加香机、加料润梗机、HT梗丝流化床、烘梗丝机、塔式分离机及辅连设备等。主要有以下特点：
1）打叶去梗使用多级打叶、多级风分，保证了打叶质量和打叶效果，使梗中含叶率、叶中含梗率满足工艺要求。
2）生产线加料系统运用微机进行控制。设置了9个质量控制点，皮带秤反馈重量信息，对流量进行严格控制，以便微机根据流量信息合理计算加料比例，实现全自动加料。
3）运用超级回潮膨化技术。超级回潮膨化技术使经过高温处理后的烟丝得到充分膨化，提高了烟丝的膨胀效果。
4）加香加料工序运用了MICON控制技术。MICON控制技术使生产线能够依据设定的料液比例进行加香加料，保证了烟丝加入料液比例的均匀性。
5）生产线中各电机均采用继电器逻辑控制，各段电机控制分组集中在控制柜上，具有紧急停车保护、隔离开关保护、电机跳闸保护、联锁/独立等控制功能。
6）部分单机控制采用PLC或计算机自动控制，操作方便，提高了控制精度。如真空回潮采用PLC控制，加料润叶、加料润梗采用PLC与计算机联合控制，烘叶丝、烘梗丝的水分控制则采用STD总线的计算机控制等。
2 几种不同梗丝生产工艺的对比分析
对比三种不同的梗丝生产工艺， HAUNI梗丝膨胀系统设备单元比较复杂，而COMAS和LEGG梗丝膨胀系统相对简洁，并且各个单元之间衔接紧密。其中HAUNI梗丝膨胀系统中在线水分检测单元贯穿整个梗丝生产工艺流程，因此设备成本投资将大大增加，并且相应的厂房面积也较之COMAS和LEGG将有所增加。但是由于在整个HAUNI梗丝膨胀系统工艺过程中均采用全面自动程序控制，能实时反映工艺过程中的各项关键工艺参数，因此对整个工艺过程能进行有效控制，并且劳动成本将大大降低。COMAS制丝线由于采用中央MICON 控制系统，因此自动化程度大大提高，梗丝质量也将得到进一步改善。LEGG制丝生产线在制梗丝过程中采用了超级回潮膨化技术以及在加香加料工序运用了MICON控制技术，因此大大提高了梗丝的产品质量和加料的均匀性。
3小结
随着现代卷烟工业的飞速发展，卷烟制品的安全性、经济性越来越受到人们的关注。梗丝膨胀技术应运而生，可以说是现代卷烟工业技术革命的产物。梗丝膨胀技术使现代烟草加工业在降低烟叶消耗，减少卷烟有害物质等方面取得了新的突破。卷烟制丝生产过程中，约有20%-30%的烟梗需要制成梗丝并掺入到烟丝中去[3]。梗丝处理质量的好坏，直接影响到混合后的烟丝填充率和卷烟质量，关系着企业的经济效益。
烟草膨胀工艺技术是提高卷烟产品质量、减少物耗、降低成本最有效方法之一[1]。但这三种膨胀工艺在实现工业化生产的同时也各有利弊，因此需要在日后的工业化生产过程中进一步研究和改进。
参考文献：
[1] 白云,邹玉胜,敖瑞勇,袁建华. 中式卷烟与特色工艺装备[J]. 云南烟草. 2004, (3):39-42
[2] http://www.pdffactory.com 制丝设备概述
[3] 蒋德友, 孙志勇, 陈章玉, 李斌, 刘志华. 高温高湿法梗丝膨胀技术综述[J]. 云南烟草. 2005, (2):
