刘世丹-卷烟生产中烟梗等烟草废次物的加工

卷烟生产中烟梗等烟草废次物的加工

和生产工艺改进

姓名：刘世丹

专业：环境工程

学号：201110701140

摘要：2013年国家局烟叶工作的主要目标是“烟叶收购严格控制在国家计划之内，任何单位都不得突破”，对企业的烟叶配给严格控制，企业在通过加强管理，提高烟叶利用率的同时，改进生产工艺，技术提高烟梗等烟草脚料的利用率才能从源头解决好原料与卷烟生产的矛盾及烟叶的结构性矛盾，降低成本，持续发展。

关键词：烟梗，利用率，发展

一．污染分析

1.1卷烟生产工艺流程

图1 卷烟生产流程图

1.2污染源分析

1.2.1烟草废次物

烟草原叶须经采收、烘烤、晾制、加工成型等工艺方可用于卷烟制造，烟茎、烟梗、烟末等烟草废次物即在此加工过程中产生，如图2 所示．烟草废次物是指烟草原叶在采收以及烟草制品加工过程中产生的，未能用于制烟的烟草组成部分（制烟包括用下脚料制造膨胀烟丝或烟草薄片等），包括烟茎（又称烟杆，烟秆）、烟梗（即为烟叶的叶柄）、无法进行卷烟加工的低等级或者等外级烟叶、烟草植株的上部烟叶、烟花、烟种、叶脉、腋芽卷烟企业积存的烟末、烟根、根出条．各组成部分化学组成随烟草种类不同有很大变动。作为烟草生产大国，我国每年有数十万吨烟草废次物被弃置，不但污染环境，还是对资源的极大浪费．而烟梗目前的主要利用形式是提取木质素、果胶、烟碱、茄呢醇、制烟草薄片等．废次烟草的主要利用形式是（１）烟草废次物中有效物质的提取，如烟草废次物中提取烟碱、茄尼醇、果胶、烟草蛋白等；（２）制烟草薄片纸、烟梗切丝等卷烟功能材料同时烟茎也是造纤维板，纸制品的较好原料；（３）通过生物处理等方式获得产品．

图2 产生烟草废次物的简易流程图

1.2.1.1烟梗现处理工艺

烟梗是烟叶中粗硬叶脉，约占叶重的25%-30%。我国是烟草大国，每年通过打叶复烤都有大量的烟梗产生，这部分烟草工业的副产物的综合利用途径较少，综合利用程度较低，绝大部分作为废物而被丢弃。梗丝是卷烟配方中的重要组份之一。烟梗常规处理的流程包括三个步骤：烟梗的预处理、烟梗切丝和梗丝干燥。烟梗预处理工序包括烟梗的除杂和润渍，烟梗预处理的主要目的是去除烟

梗中的杂物，提高烟梗的温度和水分，使烟梗的柔软性和耐加工性得到提高，满足压梗和切梗丝的工艺要求。烟梗切丝主要以厚压薄切、热压冷切来提高梗丝的成丝质量，减少烟梗造碎和梗签含量。梗丝干燥工序一般包括梗丝膨胀和梗丝干燥工艺两个过程，干燥形式包括筒式干燥和气流干燥两种主要形式，梗丝干燥的主要目的是提高梗丝的填充值，调整梗丝水分到12%左右。

在目前卷烟原辅材料价格大幅度上涨的情况下，提高烟梗加工技术改善烟梗的吸食品质，降低生产成本；增加烟丝填充能力、提高烟丝燃烧性是烟梗资源利用的主要途径目前梗丝主要应用于中低档烟中，根据烟草发展趋势，低焦油卷烟将是今后烟草发展的主体，增加梗丝用量作为降焦的方式，在今后高档卷烟中梗丝的比例将逐步增加。

1.2.1.2烟梗直接切丝工艺

烟梗纤维素含量较高，经膨胀工艺生产的梗丝使用在卷烟产品上，不仅可降低原料消耗，而且能够降低卷烟焦油含量、平衡烟气、改善烟支燃烧性能．目前制梗丝工艺已相当成熟，使得烟梗的有效利用率和梗丝加工质量大幅度提高．烟梗切丝工艺流程：

图3 烟梗制丝工艺简易流程图

1.2.1.3烟梗成丝技术的缺陷

膨胀梗丝添加到卷烟配方中是烟梗利用的主要途径之一，但由于烟梗的主要成分是木质素、纤维素和半纤维等,而木质素被认为是造成梗丝木质气重和燃烧时产生灼喉的主要原因,这使得烟梗的利用在许多方面受到了限制。其中梗丝燃烧后的烟气质量明显不如烟丝，主要表现为香气不足、杂气过重、刺激性较大。所以改善生产加工方式，提高梗丝品质，加大其在高档烟中的添加率，会使企业获得加大利润空间。

1.2.2制丝车间梗丝膨化塔冷却用水的大量浪费

一般梗丝膨化装置由落料器、喂料振槽、蒸喷进料装置、一号塔、二号塔、三号塔、切向分离器、风管道系统、热交换装置、储水箱、供水、供气管路及电气控制系统等十几个部分组成。经过增湿的梗丝被送至膨化塔内进行膨胀干燥。

所谓梗丝膨胀就是使干缩的梗丝吸收较多的水分并在短时间高温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、造成组织内蒸汽压远远大于梗丝表面的水蒸气压，并使这种压差大于梗丝的干燥收缩应力，使其梗丝内多余的水分迅速被去除，使膨胀的体积固定下来，达到膨胀目的。经过膨胀后的梗丝从分离器卸出、流入下道工序备用。膨化塔冷却系统由手动进水阀门、浮球阀门、储水罐和水泵等组成，采用经过软化的冷却水对一塔和文氏管等高温部位进行流动冷却。

系统冷却水走向如图1所示：

图4 膨化塔冷却系统示意图

从图 4 可以看出：冷却用水经过手动阀门、浮球阀门进入储水罐，再经过水泵至一塔和文氏管处对一塔和文氏管进行降温，因为经过对前者的降温，冷却水具有了一定的温度，不能继续起到再次冷却降温的作用，所以就被排入下水道，造成了水资源的浪费。

1.2.3系统存在的问题：

问题一：原系统储水罐内设有杠杆浮球阀门用来控制水位，但此阀门体积大,易损坏，工作不可靠，一旦失灵将造成溢水，一生产能力为1250kg/h的梗丝膨

化塔其储水罐溢水流量在16～17升/分钟，由于溢水管是直接引入下水道内的，溢水时不容易被发现，也是造成冷却水浪费的因素之一。

问题二：原系统没有冷却水回收处理系统，用于文氏管及一塔的冷却水使用一次就直接排入下水道，这部分冷却水每小时的流量是1立方米。所以，如果能有效地节省或者回收这部分被排放掉的水就能节约大量的生产成本。

二．预防---可行性分析

2.1有效利用烟草废弃物

在卷烟生产过程中，有大量的烟梗、烟末和低档次烟叶不能使用而废弃，仅红塔集团每年销毁的烟梗就有2万多吨，芝麻片、烟末5,000多吨，库存陈烟在200万担左右。使用这些废弃物制作成烟草薄片再利用，一方面是使废弃的资源得到充分的利用，变废为宝，达到降耗增效；另一方面是每年还能节约一笔废料燃烧或当垃圾处理的费用，同时避免了环境污染。

将烟草废次物利用到烟草生产加工过程中能最大限度地提高烟草资源的利用率，并优化生产结构，减少环境负荷。通过对这些烟脚料的物理，化学处理后，使之能成为具有相同功能的烟草的替代物。

2.2改进产品配方，充分利用烟梗

现在梗丝的加工方式大多只满足中低档烟中的有限利用，通过因地制宜的改进措施，利用现有资源改进梗丝生产品质，加大其在中抵挡烟中的使用量，并逐步应用于高档烟中。

表1 2012年烤季复烤烟叶投入产出表

由表1可以计算得出，红塔集团复烤烟叶出片率67.7％，出梗率24.5％，芝麻片和烟末占2.89％，而烟梗在企业作为无价原料（其成本已计入烤片中），红