《打叶复烤均质化加工技术规程》技术报告

《打叶复烤均质化加工技术规程》

行业标准制修订项目

技术报告

项目组

2019年12月

1项目背景

打叶复烤均质化是指将不同产地、品种、等级的原烟按照一定的

比例均匀掺配在一起进行打叶复烤的过程，形成一个内在质量稳定、

理化指标均匀的成品片烟或配方模块。目前打叶复烤均质化加工模式

主要分为三种，第一种是铺叶直投模式，利用铺叶线实现烟叶原料的

精确配比；第二种是平库混配投料模式，利用铺叶线、在线化学成分

采集和平库相结合实现烟叶原料的精确配比；第三种是立体库混配投

料模式，利用铺叶线、在线化学成分采集和立体库相结合实现烟叶原

料的精确配比。

目前行业内没有统一的均质化加工技术标准，但是均质化加工技

术已经在行业内持续推进，2015年以来卷烟品牌原料均质化生产加

工不断推进，实施单位已由4个重点卷烟品牌、4家复烤企业、100

余万担加工量，逐步扩大到2018年的23个卷烟品牌、48家复烤企

业、2000万担加工量以上，均质化加工已基本覆盖整个复烤行业。

但是行业内复烤企业均质化加工水平不一，以2017年国家局均质化

检查结果为例，总共38个成品片烟模块，烟碱CV最大值为3.94%,

最小值为1.81%，水分CV最大值为3.04%，最小值为1.03%，各复

烤企业生产水平分布情况存在明显差异。因此，制定《打叶复烤均质

化加工技术规程》，对指导行业均质化加工作业，有效解决目前均质

化加工存在问题具有重大意义。

国家局于2018年9月国家局下发了国烟科[2018]177号文件，

根据文件精神，确定了《打叶复烤均质化加工技术规程》行业标准的

制定任务。由中国烟叶公司、浙江中烟工业有限责任公司、福建武夷

烟叶有限公司、郑州烟草研究院、上海烟草集团有限公司、河南中烟

2

工业有限责任公司、云南烟叶复烤有限责任公司、华环国际烟草有限

公司、四川烟叶复烤有限责任公司、贵州烟叶复烤有限责任公司、湖

南烟叶复烤有限责任公司共同承担，主要负责参与项目实施方案设计

和指南的编制，进行试验研究等工作。

2技术路线

通过收集资料，了解行业内打叶复烤环节均质化加工的工艺路径

及应用成效，调查行业内打叶复烤企业均质化加工的研究成果，识别、

分析影响打叶复烤均质化加工的因素。目前行业各复烤企业均质化加

工工艺路径，研究分析不同条件下化学成分、装箱水分、片型结构、

密实度控制等均质化加工路径关键节点的控制与管理要求，并通过工

业验证对不同条件下的均质化加工效果进行评价、验证，最终按照卷

烟“大工艺”系统化加工要求进行技术集成，形成《打叶复烤均质化

加工技术规程》。具体技术路线如下：

收集国内外提高打叶复烤环节均质化加调研各打叶复烤企业质化加

工技术控制的相关资料工技术控制现状

识别、分析影响打叶复烤均质

化加工关键环节

1.明确目前各复烤企业均质化加工工艺路径；

2.研究不同条件下化学成分均质化加工路径的关键节点控制与管理要求；

3.分析装箱片烟水分、密度等物理指标均匀性控制关键点的技术与管理要求。

探索总结适宜不同条件下的均质化加工控制

方法和技术要求

效果验证

3

形成规程

3烟叶收储技术研究

3.1烟叶检验接收关键技术

原烟接收批次以收货2000担左右为基准，浙江中烟物资供应部

监打人员与技术中心质检人员根据原烟计划采购协议、原烟检验结

果、接收时间等数据协商确认产生原烟接收批。具体实施步骤如下图：

录入原烟信息原烟分类入库化学成分检测剁位管理

图3-1原烟接收批次管理示意图

3.1.1录入原烟接收记录或接收明细。

3.1.2原烟入库时，核对单、证、货，一致后做好入库验收工作，按

照10%的比例进行过磅检斤，并生成磅码单。同时，对每批入库烟叶

进行随机取样并送至检测室进行水分检测。对于异常烟叶，一律单独

存放。将原烟按产地、等级、品种、数量、车次、时间等信息进行分

类入库存储，明确标识，做好记录。

3.1.3进行原烟化学成分取样与检测时，按车次、数量或货位为单元

进行抽样，采取连续流动法或近红外光谱仪进行检测，连续流动法按

照YC/T159、YC/T160、YC/T161、YC/T162、YC/T217相关要求

执行。

3.1.4入库后进行垛位管理，利用木质夹板，将垛位信息挂在相应的

货位烟垛中间。

4

4烟叶选叶技术研究

4.1人工地摊式选叶关键技术

4.1.1标准化作业流程

下达作业单制定投料计划安排投料平衡等级

报表分析选后入库质量检验除杂分级

图4-1选叶标准化作业流程图

4.1.2选叶过程标准化

选叶必须抓住烟叶基部，“先看杂物，后分等级”，保证选后烟叶

的纯度和净度；开烟包必须用剪刀，禁止使用解把刀，解把刀的使用

必须距离自己身体部位20cm；缝包时严禁将针尖对准有人的方向，

针的活动范围在四周1m以内，取消以前的挑针缝包，改用横针缝包，

将原来的单线标准为双线缝包，明确针脚之间的距离在10-15cm之

间；霉烟的处理要求从发霉点向内8cm处剪掉、超16%水分的烟叶必

须经过抽湿处理，利于仓库保管。

4.1.3选叶质量及杂物控制体系

一是班组长检查。小组长必须把每个组员选后的烟叶进行仔细翻

查，检查选后烟叶的等级纯度及含杂情况，检查质量不合格，则指导

其重新分级，保证选后烟叶的纯净度。二是带班质检员抽查。带班质

检员一天6次对每个小组选后烟叶等级进行严格抽查，按9点取样法

抽取烟叶2Kg，抽查项目有符合度、混上、混杂、超水、霉变、杂物

等。如抽查结果不合格，开出返工单，说明不合格原因及返工的要求

和做法。三是清选车间管理员巡查。清选车间管理员随机对选后烟

叶进行抽查和监督，通过首检、巡检、抽检相结合的方式，充分保证

选后烟叶的质量。四是委托方检查。委托方对当天清选后的烟叶质量

进行检查，检查项目包含符合度、混上部叶、混杂色、含杂物等，检

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查合格确认签字包装入库，检查不合格即按客户要求重新反选，直至

检查合格为止。

4.1.4化学成分检测与运用

4.1.4.1选叶投料化学成分数据运用

选叶投料运用原烟仓库化学成分检测数据，运用方式分为两种，

一种是大数定律投料，根据原烟烟碱检测情况，采用相邻选叶工位按

烟碱值高低搭配纵向发料，选叶后按照横向收集，完成选叶过程一级

掺配混匀过程。一种是烟碱值搭配投料，根据原烟烟碱检测情况，仓

库按各等级高中低比例同时投料出库，每个选叶工位包含高中低三个

区间烟叶，且工位间高中低区间烟叶占比不变，将备选烟叶投送到选

叶车间。

4.1.4.2选后烟叶化学成分检测与运用

选后烟叶化学成分检测分为两种方式，一种是选后烟叶入暂存

库，按数量或货位为单元进行抽样，采取连续流动法或近红外光谱仪

进行检测，连续流动法按照YC/T159、YC/T160、YC/T161、YC/T162、

YC/T217相关要求执行，检测后按照烟碱值高、低划分为不同区间，

按照不同区间将烟叶分类入库。一种是选后烟叶直接进入选后原烟仓

库，入库后按照选后类别进行堆垛，以烟垛为单位，按照四维空间法

在每个烟垛垛角取300±30g的样品，并充分混匀，运用四分法缩分

成一个300±30g的化学成分检测样品，将样品进行化学成分检测，

以选后批次为单位按照烟碱值高、低划分为不同区间，形成选后烟叶

烟碱含量分布报表，并做好标识。

4.2人机结合式选叶关键技术

4.2.1标准化作业流程

下达作业单制定投料计划回软产前预检平衡等级

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定位挑选除霉剔杂、分料润叶除霉剔杂、铺叶

质量检验打包装框选后入库分析报表

图4-2选叶标准化作业流程图

4.2.2设施设备及工艺参数要求

回软时间：12-14小时。

回软温度：室温45-50℃，包芯温度13-20℃。

回软湿度：室内湿度70-80，表皮水分15-18%。

摆把皮带速度：根据来料等级纯度等调速

电子磅校验:1周2次。

电子秤台面要求：干净整洁，不能有杂物。

4.2.3选叶过程标准化

选叶必须抓住烟叶颜色，“先看杂物，后分等级”，保证选后烟叶

的纯度和净度。1、铺叶前对原烟产地、等级、纯度进行抽查，对来

料差、纯度低的批次在摆把台后端增加人员专门剔除上部、青杂烟叶。

对落地烟及碎烟及时清扫，设专人经挑选后随机投入生产线。2、润

叶时检查润叶机出口烟叶的水分和温度是否符合要求并予以调整，定

期对设备进行巡检、维护、保养，下班或更换等级时清理好润叶筒。

3、选叶时每人负责一个选后等级，保持眼观统一。4、选后打包（装

框）重量统一标准，并不定时抽查，打包（装框）后烟叶按要求标示，

并配备信息卡片。

4.2.4选叶质量控制体系

4.2.4.1原烟备料

（1）原烟仓库根据生产通知单投原烟叶进挑选车间做好挑选的

准备工作。

（2）烟叶原料进入挑选车间全部计量，并作好详细记录。

（3）每批次投入的原料核对产地，等级、数量与生产通知单要

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求相符，并确认签字。

（4）烟叶原料按批次有序堆放，并放置标识牌，产地、等级、

批次之间的间隔不小于1m，不得错堆、混堆、超高堆放。

（5）烟包无严重破损，包内无异味、污染、水浸、雨淋烟叶。

4.2.4.2确定标样

（1）根据原料情况和合同要求，确定对原烟进行片选、精片选

并制定样品。

（2）正式标样至少制作两套，一是用于培训、校对眼光、现场

对标选叶，二是用于选后烟叶对标检验。

4.2.4.3对标选叶

（1）核对待选烟叶产地、等级、品种、数量（重量）等信息；

（2）严把来料质量关，对来料霉烂超过30%、水分超标、部位

和质量严重不符的烟包进行调换或整选；

（3）严格挑出青烟、霉烂烟叶和无使用价值烟叶，霉烂烟叶和

无使用价值烟叶应单独计量；严格清除砂土、烟虫（卵）、杂物等，

分类放入专用箱（盒）内，及时集中清理；

（4）选后烟叶按标识要求分类装框存放，标识清晰，严防实物

与标识不符；挑选中产生的碎叶在剔除杂物后单独计量标识存放。

（5）按标样挑选烟叶，选后的烟叶要循序渐压地放入专用器具

烟把向外。

（6）普通片选的选叶速度应控制在（25-30）分钟/件，精片选

的选叶速度应控制在（50-60）分钟/件。

4.2.4.4巡检制度

（1）台检员对分选的烟叶对标进行质量检查、把关。

（2）质检员不定时对台检员进行督查及质量管理和考核，如有

不符合质量标准的分选烟叶，应立即制止，要求选叶组进行返工，并

将不合格情况向选叶工说明，防止后期出现。

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（3）总检对选后烟叶进行不定时的抽样检查，当出现抽检不合

格时，加大抽检比例，如发现大面积不合格时，应及时要求停止挑选

作业，对整框烟叶进行彻底检查，并追溯到质检员责任并考核，勒令

责任负责人对不合格品组织进行返工。

（4）每日挑选入库前，由总检协助工业客户驻厂人员对选后烟

质量（含碎片）进行两次抽查，判定选后烟叶是否合格；合格方可入

库，不合格对质检员和外包方进行考核。

4.2.5霉变烟叶、杂物质量控制体系

杂物和霉坏烟控制贯穿于整个挑选过程，摆把时在烟包发现霉坏

烟叶、杂物时先剔除再摆把；进入分级台后需有专人松散并剔除霉坏

烟叶、杂物；分级人员在分级前要求先剔除霉坏烟叶、杂物再分级；

分选台末端应落实霉坏烟叶、杂物检查制度；挑出的霉坏烟叶、各类

杂物要单独存放、集中回收。

4.2.6化学成分检测与运用

4.2.6.1选叶投料化学成分数据运用

选叶投料运用原烟仓库化学成分检测数据，选叶备料过程中，以

一定维度划分备料批次，备料批次按原烟仓库化学成分检测数据进行

搭配，再按备料批次进行回软处理。

4.2.6.2选后烟叶化学成分检测与运用

选后烟叶化学成分采用在线近红外方式对在线烟叶实时检测，检

测后按照烟碱值高、低划分为不同区间，按照不同区间将烟叶分类入

库。

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5投料组织技术研究

5.1铺叶直投模式关键技术

加工模块的单等级纯度是基础，模块配比环节的准确稳定是关

键，汇总物料的等级完整性是重点。

5.1.1配比模块的单等级均质化质量控制

实现打叶复烤烟叶模块首先需要解决的是单等级烟叶的均质化。

在原料准备环节采用选叶、分切等手段解决单等级烟叶的质量稳定性

和代表性，然后采用近红外分析技术对配方单等级进行更小区间的质

量稳定性划分，提升单等级烟叶片与片、筐与筐、段与段之间的质量

均质状态，减少单等级烟叶的不稳定状态对配方模块均质化的影响。

5.1.2多维度铺叶策划与精准上料控制

改变传统铺叶策划方式，铺叶工位布局的静态策划时，参考因素

除了流量、投料单元、单次上料量之外，增加原始配方比例、等级间

烟碱区间匹配等因素，在保证实际生产连续运行的前提下，保证总铺

料位数与完整配方上料位数的倍数关系，然后把一个完整的模块配方

等级上料位按照横向工位依次排列。

5.1.2.1传统铺叶等级配比:

ABCDABCDA

汇ABCDABCDA

总ABCDABCDA

带ABCDABCDA

汇总带上等级状态：

AAAABBBBCCCDAADDABBABACBCCDBDDABABCD

5.1.2.2多维铺叶等级配比

ABCDABCDAB

汇BCDABCDABC

总CDABCDABCD

带DABCDABCDA

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汇总带上等级状态：

ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD

等级配比分析：模块配比周期始终保持在一个工位，瞬间等级完

整、配比准确，为充分混合均匀提供了条件，过程均质可控。

5.1.2.3铺叶精准上料

实现多维度铺叶规划的基础是上料的精准性，因此上料位必须使

用计量称进行铺叶控制。

5.1.3铺叶皮带协同保证配方周期最小化

打叶复烤的烟叶铺叶上料工序一般配置三到四条上料皮带，每条

上料皮带距离汇总皮带的距离有差异，为了保证各个配比等级按照策

划完整集中在汇总皮带的一个周期物料段内，需要对每根上料皮带的

开机顺序进行规划并对及时调整皮带速度，保证每条上料皮带转速的

匹配性，实现铺叶配方周期的最小化。

5.1.4试验与数据分析

5.1.4.1云南上部烤烟配打传统铺叶策划

表5-1传统铺叶策划表

序号等级调拨数量(担）比例工位数单次上料量

1A3118.48010.30%42.86

2B12160.00040.18%132.79

3C1982.3726.55%31.82

4D2753.9809.10%42.53

5E2359.8807.80%32.17

6F2070.3206.84%31.90

7G1044.0003.45%10.96

8H3778.32012.48%43.47

9K1000.0003.30%10.92

合计30267.352100.00%36

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根据各产地、等级烟叶所占比例，计算出每个样品等级烟叶所占

工位数，使四条生产线36个工位形成一个完整的配方模块。配比周

期是9个工位25秒的时间。

表5-2配方周期控制表

工位1工位2工位3工位4工位5工位6工位7工位8工位9

1A1B1C1D2B2D1E3D2E4D

A线

1.11.31.52.52.52.51.42.52.52.5

1F2F1G1H1K5D3E6D2A7D

B线

1.31.42.52.52.751.02.52.52.52.5

2C2H2G3H3B8D4E9D3A10D

C线

1.40.52.52.52.52.51.52.52.52.5

3F3G11D4B12D5E13D4A14D

D线

2.51.52.51.32.52.52.52.52.5

经计算，生产线一个工位周期是2.8秒，9.3kg流量。

5.1.4.2云南上部烤烟配打多维度铺叶策划

表5-3多维度铺叶策划表

调拨数量

序号县别等级比例占工位数单次上料量

(担）

1临沧临沧A3118.48010.30%32.86

2临沧永德B12160.00040.18%122.79

3丽江宁蒗C1982.3726.55%31.82

4丽江D2753.9809.10%32.53

5丽江永胜E2359.887.80%32.17

6丽江古城F2070.326.84%31.90

7文山丘北G1044.0003.45%30.96

8文山H3778.32012.48%33.47

9大理祥云K1000.0003.30%30.92

合计30267.352100.00%36kg

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表5-4汇总皮带层铺式投料方案工位布置表

工位1工位2工位3工位1工位2工位3工位1工位2工位3

BEKBEKBEK

A线

2.792.170.922.792.170.922.792.170.92

HBFHBFHBF

B线

3.472.791.903.472.791.903.472.791.90

ADBADBADB

C线

2.862.532.792.862.532.792.862.532.79

BCGBCGBCG

D线

2.791.820.962.791.820.962.791.820.96

按照此方法每三列在汇总皮带处形成一个完整的配方，配比周

期从25秒压缩到8秒；从第三列开始，每过一列都能够与前边的两

列构成一个配比周期且周期间的时间间隔从8秒压缩到了3秒,完整

配比的规模从82公斤压缩到27公斤。

5.1.4.3不同铺叶上料方式均质化水平对比分析

表5-5常规化学成分含量及变异系数

指标方法总糖（%）还原糖（%）烟碱（%）总氮（%）氯（%）糖碱比

常规投料方法31.1425.852.892.530.3010.78

平均值

多维铺叶投料30.3624.922.992.500.3210.16

常规投料方法1.160.640.110.070.050.75

标准偏差

多维铺叶投料1.010.630.080.070.040.59

常规投料方法3.722.463.782.7917.816.99

变异系数

多维铺叶投料3.312.512.832.8811.825.86

与正常生产对比，烟碱变异系数由3.78%降低至2.83%，降低了

约0.95%，均质化控制水平提升了25%，由此可以得出初步结论，采

用多维度铺叶投料方式能够明显提高打叶复烤均质化加工水平。

5.2平库混配投料模式关键技术

5.2.1基于平库模式的配比投料技术

随着单品牌规模的不断扩大，通过初配方扩大同一等级烟叶的数

13

量规模是一个必然的趋势。即使配方没变，由于原料的变化，同等级

片烟成品的质量也会产生波动，片烟质量风格的均匀性控制是一个复

杂的技术问题，原料质量均匀性是卷烟产品质量均匀性的基础，原料

质量波动是导致产品质量波动的关键原因，因此近年来卷烟工业加大

了在打叶复烤环节的质量调控执行能力，在平库的模式中根据烟框的

化学值分布实现了烟箱调控。

在烟叶入库的时候，实现划分若干的通道，在烟叶化学值入通道

的过程中，就已经完成各个通道的组批，使得每个通道与通道之间的

化学值是等价均质的；主要包含，化学值得快速获取，仓库的通道划

分，控制指标的选取，通道的调控入库，组通道烟箱出库，均质化的

理论与实际评价等步骤。

5.2.2平库混配投料方法研究

5.2.2.1配比投料原理

设计单个通道摆放烟箱数量为一个储叶柜的容量，通过设计平库

入库算法使一个区域内所有通道的化学值均值接近，当单个通道内所

有烟箱进入储叶柜二次混配时，得到储叶柜与储叶柜之间的化学值均

值接近，从而保证整个打叶复烤过程中烟叶化学值都很接近，因此复

烤片烟化学值变异系数最小化。

平库均质化调控方法比较巧妙的依据实际的库存在原有的均质

化调控，”分类堆放，组批出库”的原则下完成了”入库既组批,，

通道出库调控”的策略，可快捷、准确地均质化调控，很大的提高了

仓库的利用率，以及出库的便捷性。

从调控指标的控制精度上，平库均质化调控方法，实施的基础是

按照具体的化学值进行调控，因此其调控的尺度要比分区间内的一个

范围要精细的多，使得调控的目标与结果更加稳定。

5.2.2.2半成品库区划分

根据半成品仓库的尺寸大小和烟箱的尺寸大小，将半成品库分成

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三个区域，分别是“一进”、“一出”、“一备”，所谓“一进”主要该

该区域用于半成品入库；“一出”是该区域用于半成品出库，“一备”

是该半成品准备出库，防止生产中断。然后，每个区域都划分相同的

通道数量。

图5-1库区划分

5.2.2.3配方投料工艺流程

将铺叶混配线迁移，并在单独的铺叶混配皮带上混配铺叶，在解

把切断后装框之前的斜皮带上安装在近红外光谱仪用于实时检测混

配后的烟叶化学值；检测完化学值后的烟叶进行装框，当烟框达到设

定重量得出该烟框的化学值均值；平库均质化配方管理系统给该烟框

分配半成品库货位，转运工将该烟框拉倒半成品库中对应的货位；投

料生产时，转运工将单个通道的所有烟框转运到翻箱喂料出进行翻箱

喂料；然后进行润叶、打叶、复烤和打包过程。其方法流程见下图所

示。

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图5-2配方投料工艺流程图

5.2.3加工过程化学值变化及结果

5.2.3.1烟框化学值统计

选择一批次铺叶完之后半成品烟框数量为8369框，其中A通道

中763框、B通道中765框、C通道中761框、D通道中760框、E通

道中760框、F通道中758框、G通道中765框、H通道中758框、I

通道中760框、J通道中760框、K通道中759框。每通道12框为一

组，因此有63组，每个通道内最后还有尾框。

表5-6半成品数据统计分析

通道号烟框数量均值标偏变异系数（%）

A7632.31370.239510.35

B7652.31460.23089.97

C7612.30880.22029.54

D7602.31150.240410.40

E7602.31930.244310.53

F7582.31060.237410.27

G7652.31350.238310.30

H7582.30820.234710.17

I7602.31010.22369.68

J7602.31010.22369.68

K7502.31800.236110.18

总体83692.31280.234210.13

表5-6为各通道内的烟碱统计数据,从表中可以看出通道内烟碱

16

均值、标准偏差和变异系数都非常接近，且都接近于整体烟碱均值、

标准偏差和变异系数。

6

5

4

3

烟

框2

烟

碱

均

值1

0

010002000300040005000600070008000

烟框序号

图5-3所有半成品烟框烟碱数据

图5-3是半成品总体8369个烟框的烟碱数据，从图中可以看出

烟碱变化基本上是在2～2.8之间变化波动。

5.2.3.2各通道分析

根据储叶柜容量，一组每个通道内有12个烟框，然后，每个通

道内12个烟框翻箱喂料后经过往返布料车均匀混合的添加到储叶

柜，这样，一个储叶柜内的烟碱值为该12框烟碱的均值，因此整体

加工过程中成品片烟的烟碱数据是有储叶柜烟碱所决定的。

表5-7各时间段储叶柜数据统计表

个数均值标准偏差变异系数（%）

储叶柜数据6982.31280.08533.69

表5-7是储叶柜的烟碱数据数据分析，从表中可以看出，储叶柜

之间的变异系数相对于半成品烟框之间的变异系数下降了很多。

17

6

5

4

3

储2

叶

柜

烟

碱1

均

值

0

0100200300400500600700

储叶柜序号

图5-4各储叶柜烟碱数据

图5-4为每时间段储叶柜烟碱数据，从图中可以看出，烟碱变化

很小，在2.3上下波动，且波动幅度很小，这说明柜与柜之间的变化

很小，选后原烟得到很好的控制。

为了进一步研究在线近红外检测及NP算法的重要性，将8369个

烟框按装箱顺序依次堆放到11个通道中去，并且每组每个通道内还

是12框。不经过近红外检测，且不按照NP算法得到各储叶柜数据如

表5-8所示。

表5-8按照先后顺序放入储叶柜的数据分析（不调控）

项目个数均值标准偏差变异系数（%）

储叶柜数据6982.31280.19218.31

从表5-8可以看出，不经过NP算法按顺序以12投入到储叶柜变

异系数为8.31%，而按照NP算法指导半成品入库得到的储叶柜烟碱

变异系数为3.69%。

18

6

5

4

3

储2

叶

柜

烟

碱1

均

值

0

0100200300400500600700

储叶柜序号

图5-5不调控得到的储叶柜烟碱数据

图5-5是不经过NP算法按顺序以12投入到储叶柜中的各阶段烟

碱数据，从图中可以看出有个别储叶柜烟碱波动很大，有的8大于3。

5.2.3.3成品片烟数据分析

成品按照每25箱取样检测，检测方式为实验室近红外，检测指

标有：烟碱、总糖、还原糖、总氮、氯、钾、PH。

表5-9成品片烟检测数据统计

烟碱总糖还原糖总氮钾氯PH

均值2.4527.6524.402.341.790.595.23

标准偏差0.061.290.990.050.190.060.05

变异系数（%）2.464.674.072.3410.469.380.87

通常是以烟碱来计算成品片烟的变异系数，该批次烟碱的变异系

数为2.46%，已经达到了研究目标。

5.3立体库混配投料模式关键技术

5.3.1基于近红外在线检测的配比投料技术

近红外分析技术(NIR)是近些年发展起来的一种绿色分析技术，

具备简单、高效、快速等优点，适于在线检测与过程分析，是质量控

19

制的理想手段，在农业、食品、石油等领域特别是烟草行业的应用日

益广泛。近年来该技术已快速地进入烟草领域，烟碱、总糖等化学成

分是烟草的重要指标，对于烟草品质的控制和卷烟配方设计等环节因

素极为重要，传统的分析手段需要花费大量的时间和精力，难以对整

个加工环节进行控制，因此利用在线近红外对这些指标进行检测和控

制对提升烟草品质极为有效。

目前，国外烟草行业对近红外技术的应用已成熟，不但用于烟草

化学成分的快速检测，也可在烟叶焦油等质量指标进行检测。实践证

明利用在线近红外技术具有“快速、简易、准确”的优点。

5.3.2配方烟叶烟碱分布规律研究

在正常加工过程中随机抽取一个批次烟叶，检测切段装箱后每箱

烟叶烟碱化学成分，图5-1所示为该批烟叶经过切断装箱后每一箱烟

的烟碱概率分布图。由图可直观看出，箱装片烟的烟碱含量的概率分

布呈正态分布。

图5-6箱装片烟烟碱分布

5.3.3配比投料方法研究

（1）配比投料的原理

在保证配方物理比例精度的前提下，通过设计出库配方算法，按

20

照化学值高中低搭配的原则对投料顺序进行配比控制，实现配方后成

品片烟烟碱变异性最小化。其一般步骤为烟叶经在线近红外检测检

测值发送给高架库高架库生成出库工单（工单）指定等级和数量

确定投料批次数量生成出库队列队列传输给高架库高架库

依据出库队列按组出库配比投料出库。

其方法流程见下图所示：

图5-7配比投料工艺流程

（2）配比算法原理

加工批次选取是根据每个加工批次的烟叶烟框数量，由于原烟烟

碱分布符合正态分布，利用中心极限定理的原理，从总体样本中每次

取出一定数量加工批次的原料，每个加工批次的中心值接近，且每个

批次的化学成分分布与总体样本化学分布趋于一致，如图5-3所示。

21

图5-8批次烟碱分布

在确保了每加工批次的出库队列之后，以每4箱作为一组，按照

均匀散布的原则对每组的分布进行排序，并采用枚举的方法进行分

组。其原则是排序分组后的结果为组和组之间的变异系数最小（单等

级），或者每个最小配方单元（多等级）间的变异系数最小。

经过上述两步，确定了每个工单的批次和组的队列排布，对每组

的等级进行归类统计，调整组的排序，组合出每个最小配方单元，使

单元内的等级分布趋于一致。

最后，对匹配的库存进行通道调整（化学值接近、等级相同），

尽量保证每组的堆垛机利用率最高。（如果堆垛机本身数量等分布不

均匀，会造成一定的效率下降，因此需要在前端进行调控，保证堆垛

机入库的均匀性）。

5.3.4加工过程化学成分变化规律

选择同一配方模块烟叶，检测不同批次（20批次）加工过程中

各工序加工前后化学成分及其均匀性的检测结果，考察了化学成分含

量及其加工过程均匀性的变化规律。

表5-1所示为同一配方模块各工序出口在制品化学成分及其均

匀性检测结果的平均值。图5-4所示为各工序出口在制品化学成分均

匀性变化趋势。由图5-4可以看出，烟碱、总糖、总氮、糖碱比在加

22

工过程中随着加工的进行，由于混合不断进行，沿加工流程变异系数

逐渐减少，其中打叶过程混合最充分，因此变异系数降低率最高。因

此烟碱、总糖、总氮、糖碱比均可以考虑作为衡量片烟化学成分稳定

性的指标，但由于通常烟碱对感官影响较大，对烟碱的关注度较高，

故将烟碱作为衡量和评价片烟化学成分稳定性的指标参数。

表5-10各工序出口在制品化学成分及其均匀性

烟碱总糖钾氯总氮还原糖糖碱比

平均值2.51------

原烟标准偏差0.35------

变异系数13.90------

平均值2.5224.912.800.372.3121.578.28

一润标准偏差0.292.100.280.090.172.221.23

变异系数11.608.4310.1325.117.2110.3014.87

平均值2.5125.092.830.382.2921.208.43

二润标准偏差0.211.800.320.100.142.001.14

变异系数8.597.1711.3026.466.099.4513.52

平均值2.4924.762.950.392.3320.478.22

打叶汇总标准偏差0.170.990.360.100.081.790.62

变异系数6.634.0112.0625.693.618.747.56

平均值2.4525.103.020.412.3519.339.27

烤后标准偏差0.120.940.440.090.071.870.63

变异系数4.903.7414.7222.563.069.676.75

平均值2.4424.542.820.392.3120.418.57

成品标准偏差0.100.640.130.040.060.650.33

变异系数3.902.604.449.612.663.213.85

图5-9各工序出口在制品化学成分均匀性变化趋势

23

6水分均质化控制技术研究

6.1润叶过程水分控制关键技术

6.1.1真空回潮对后续烟叶含水率稳定性控制的影响研究

6.1.1.1材料与方法

6.1.1.1.1材料

南平产区，K326品种，B2F、B3F、C3F三个等级配打烟叶3.6万

担。

6.1.1.1.2仪器

WZ116F型真空回潮机（昆明船舶设备集团有限公司）；烘箱（弗

利斯仪器有限公司）；FOSS9103型旋风磨（丹麦FOSS公司）；

6.1.1.1.3试验方法

本次试验主要研究在真空回潮与没有采取真空回潮工序情况下，

保持后续加工关键控制参数不变，研究一次热风润叶、二次热风润叶

的含水率稳定性及烤机入口含水率变化情况。

6.1.1.1.4结果与分析

实验在线真空回潮，位于高架立体库后、预混柜前，其中在线真

空回潮机配有四级五段的蒸汽喷射真空系统，抽真空能力强，工作真

空度可达到-0.1MPA，可快速将回潮箱内水分达到结冰程度，满足浙

江中烟杀虫卵、除去青杂气和快速回潮要求（通过调整加潮过程的转

换水停止点、转换汽停止点及保压时间保障回潮后烟叶回透率和温度

控制）。

表6-1真空回潮对润叶及烤前含水率均匀性的影响情况一览表

一润一润二润二润烤机

项目烟叶项目

入口出口入口出口入口

平均值%11.2818.5518.0419.7317.28

无真空回配打

标准偏差0.180.350.310.280.3

潮烟叶

变异系数1.62%1.87%1.69%1.44%1.72%

24

平均值%15.5918.6617.8619.2616.98

在线真空

标准偏差0.150.160.160.140.21

回潮

变异系数0.93%0.84%0.88%0.70%1.23%

有无真空回潮变异系数差值0.69%1.03%0.81%0.74%0.49%

备注：以上数据为在线水分采集数据计算得到，采集频率1个/1min，所有试验数据＞150

个以上。

在线真空回潮后烟叶储存于预混柜内暂存50分钟左右，原烟含

水率再平衡，有利于提高后续加工过程烟叶含水率稳定性控制。以下

数据进一步证明了该观点。其中真空回潮与无真空回潮的后续润叶含

水率稳定性提高明显，一润入口烟叶含水率变异系数降低0.69%、一

润出口变异系数降低1.03%，二润入口变异系数降低0.81%，二润出

口变异系数降低0.74%，烤机入口含水率变异系数降低了0.49%，效

果明显。针对该情况，浙江中烟客户所有加工烟叶皆采用在线真空回

潮，保障后续加工过程烟叶含水率稳定性，特别是烤机入口烟叶含水

率的均匀性，以保障复烤过程中来料含水率。

6.1.2润叶工序参数优化研究

6.1.2.1材料与方法

6.1.2.2.1材料

南平、三明产区，K326、CB-1品种，C2F、C3F、B3F三个等级配

打烟叶2.3万担。

6.1.2.2.2仪器

WF3XXX-N型滚筒式热风润叶机（长城高科技有限公司）；烘箱（弗

利斯仪器有限公司）；FOSS9103型旋风磨（丹麦FOSS公司）；

6.1.2.2.3试验方法

采用单因素控制试验，即改变研究因素，其他参数基本不变，研

究不同一二润加水比例，润叶前后蒸汽量及润叶过程是热风温度对润

叶过程含水率稳定性的影响。

试验一：固定二润出口目标含水率，根据总加水量，调整一、二

润增加水分比例分别为8:2、6:4、7:3进行试验，分别检测润叶进口

25

和出口烟叶含水率和温度及其偏差（检测结果以在线水分仪为准）。

试验二：分别设置一、二润前后蒸汽分配比例8:2、5:5、2:8，

固定其余加工参数，分别检测润叶进口和出口烟叶含水率和温度及其

偏差，检测结果以在线水分仪为准，以及打后出口叶片结构。

试验三：采用单因素试验，设置一、二润热风温度分别为，固定

其余加工参数，分别检测润叶进口和出口烟叶含水率和温度及其偏

差，检测结果以在线水分仪为准，以及打后出口叶片结构。

6.1.2.3结果与分析

6.1.2.3.1不同加水比例对润叶过程含水率稳定性的影响分析

表6-2不同加水比例对润叶均匀性影响情况一览表

项目一润入口水分一润出口水分二润入口水分二润出口水分

平均值%15.7918.9217.7219.21

比例8:2标准偏差0.10.190.140.18

变异系数0.66%0.99%0.79%0.92%

平均值%15.6718.8117.7419.13

比例6:4标准偏差0.150.140.120.11

变异系数0.97%0.76%0.67%0.55%

平均值%15.791817.8118.94

比例7:3标准偏差0.090.150.120.17

变异系数0.59%0.81%0.68%0.89%

备注：以上试验烟叶等级为中部烟叶，且以上数据为在线水分采集数据计算得到，采集频率

1个/1min，所有试验数据＞150个以上。

由表6-2分析可知，一、二润加水比例为8:2与7:3时，出口含

水率标准偏差和变异系数都有所升高，而加水比例控制在6:4情况下

标准偏差和变异系数都有所下降；一润入口标准偏差和变异系数分别

为0.15、0.97%，出口分别为0.14、0.76%，二润入口标准偏差和变

异系数分别为0.12、0.67%，出口分别为0.11、0.55%。故当一二润

加水比例控制为6:4状态下，润叶过程含水率稳定性明显优于其他控

制比例。

6.1.2.3.2润叶过程前后蒸汽不同分配比例对烟叶含水率稳定性影响

26

表6-3不同蒸汽比例对润叶均匀性影响情况一览表

项目一润入口水分一润出口水分二润入口水分二润出口水分

平均值%15.6518.4117.9419.59

比例5:5标准偏差0.420.20.150.15

变异系数2.7%1.08%0.84%0.79%

平均值%14.5317.4817.3519.04

比例7:3标准偏差0.150.230.310.34

变异系数1.02%1.3%1.76%1.81%

平均值%14.5318.6817.5819.77

比例3:7标准偏差0.120.170.150.15

变异系数0.85%0.9%0.84%0.77%

备注：以上试验烟叶等级为中部烟叶，且以上数据为在线水分采集数据计算得到，采集频率

1个/1min，所有试验数据＞150个以上。

由表6-3分析可知，当润叶过程前后蒸汽比例控制在3:7时，一、

二润的标准偏差和变异系数总体较低，片烟含水率稳定性高，优于其

他控制比例。当润叶过程蒸汽比例为3:7时一润入口的标准一润入口

标准偏差和变异系数分别为0.12、0.85%，出口分别为0.17、0.9%，

二润入口标准偏差和变异系数分别为0.15、0.84%，出口分别为0.15、

0.77%。

6.2.3.3润叶过程汽不同热风温度对烟叶含水率稳定性的影响

由表6-4分析可知，润叶的热风温度不宜过高，热风温度控制在

125℃和130℃时，烟叶含水率稳定性降低。在热风温度115℃情况下，

整体变异系数都较低，而在110℃及120℃时，一润入口至二润出口

烟叶含水率变异系数不断降低，烟叶含水率稳定性改善。

表6-4不同热风温度对润叶均匀性影响情况一览表

项目一润入口水分一润出口水分二润入口水分二润出口水分

平均值%15.7118.7817.7819.42

热风温度

标准偏差0.270.190.130.14

110℃

变异系数%1.72%1.01%0.75%0.73%

平均值%15.6318.5317.6119.27

热风温度

标准偏差0.070.160.150.14

115℃

变异系数0.44%0.84%0.83%0.75%

热风温度平均值%15.7118.2817.6218.79

27

120℃标准偏差0.210.180.160.12

变异系数%1.37%1.01%0.93%0.64%

平均值%15.7818.4117.6518.92

热风温度

标准偏差0.290.260.160.23

125℃

变异系数1.84%1.44%0.90%1.21%

平均值%15.818.4417.7318.99

热风温度

标准偏差0.10.20.20.33

130℃

变异系数0.62%1.07%1.14%1.72%

6.2复烤过程水分控制关键技术

片烟烤机左右双侧交替进风模式将对复烤过程水分产生重要影

响，为了进一步摸清干燥过程关键工艺，对片烟烤机左右双侧交替进

风模式下不同干燥曲线对片烟装箱水分均匀性的影响进行研究。

6.2.1材料与方法

6.2.1.1材