袁 蓓
（中国船舶集团有限公司第七一○研究所，湖北 宜昌 443003）
摘 要：介绍了烟草机械的特点及我国烟草机械技术发展现状。探讨了烟草机械未来发展趋势的几大特点。着重探讨了烟草机械的市场发展趋势。
关键词：烟草机械；现状；发展趋势
0 引 言
我国是全世界最大的烟草生产国与消费国，生产并消费了全球三分之一的卷烟，烟草行业在我国国民经济中占有重要的地位。当前，我国正处在经济转轨、社会转型的关键时期，烟草行业也正处在改革调整的关键时期。在经济全球化的背景下，烟草行业要在激烈的竞争中站稳脚跟，必须加强质量、降低成本、提高效率。这就要求烟草企业加大创新力度，实现烟草生产过程自动化和企业管理自动化，将先进的电子信息技术运用到各个环节，促进烟草自动化进程。
1 烟草机械的特点
烟草机械是生产烟草产品的专用生产设备、工具、仪器仪表的总称，主要包括打叶复烤设备、制丝设备、梗丝膨胀设备、烟草薄片生产设备、风力送丝设备、卷接设备、烟支储存输送设备、包装设备、条烟输送设备、封箱设备、滤棒设备、滤棒风送设备、辅联设备等。烟草机械产业本身具有两重性：一方面服务于烟草加工业，随烟草加工业的技术发展和需要而变化，另一方面烟草机械产业又是机械制造工业的分支，其产品是机电产品中的专用设备。因此，烟草机械既具有机械设备共性特点，又具有烟草行业特有特点。
烟草机械总体来说具有以下8大特点：以微见著(精微化是烟草机械的显著特点)，以自见径（自动化是烟草机械的必经途径），以网见托（网络化是烟草机械的互联依托），以智见核（智能化是烟草机械的技术核心），以数见基(数字化是烟草机械的基础)，以极见焦（高速极致化是烟草机械的焦点），以集见向（高度集成化是烟草机械的发展方向），以绿见擎（绿色化是烟草机械的引擎）。
2 我国烟草机械技术发展现状
我国烟草机械设备走的是引进国外烟草机械技术，消化吸收到自主创新的思路，以下主要介绍一下具有代表性的打叶复烤设备、制丝设备及卷接包装设备。
打叶复烤设备主要是将烟叶片从烟梗上分离，然后将二者分别进行干燥处理，使其含水率为20%左右，从而便于存储。目前，我国打叶复烤设备的研发已经取得显著成效，在部分设备、技术方面也已取得创新。近些年，环保节能型打叶风分设备在我国得到广泛使用。
打叶复烤设备主要采用的有意大利C OMA S 公司、MACTAVISH-GARBUIO公司、HAUNI公司的打叶复烤线和GODIOLI公司的打包机。目前单线生产能力已达12000kg/h，打叶机生产能力已达18000kg/h，复烤机生产能力达12000kg/h，具有柔打和低温复烤功能，生产出的叶片结构良好，造碎少，叶片的纯净度高。打叶复烤生产线已实现高度自动化和计算机控制，生产线上的各工段广泛采用了最新控制理论和技术进行控制和管理，复烤机亦实现了温度和水分的自动控制，预压打包实现了全自动作业。烟叶的挑选与杂物分离采用光学杂物分离技术。目前研究主要以打叶复烤生产线上的风分设备为重点。目前，国内厂家通过测绘、仿制、创新，具有了一定的技术基础，正逐渐用国产的打叶复烤线来装备各打叶复烤厂，已经具有较高的技术水平。但在风分技术、自控水平上还有一定的差距。
制丝设备主要有意大利COMAS公司、德国HAUNI公司的制丝生产线。制丝线有三大主机：回潮机、切丝机和烘丝机。回潮采用直接滚筒式回潮法，有效减少了叶片或烟丝在设备中的翻滚造碎动作，切丝机是将叶片切成工艺需求的等宽烟丝，烘丝机的作用是烟丝膨胀和干燥。为提高烟丝的纯净度，制丝的整个过程都采用新型振筛对烟丝碎片进行分离。为保留烟叶本身的香味，减少烟丝的燥碎，多处使用了流化床设备。烟丝膨胀设备也是制丝线的重要设备，行业目前使用CO2烟丝膨胀设备，主要有HAUNI公司和Dickinson-Legg公司的产品，梗丝膨胀设备使用Dickinson-Legg公司、COMAS公司和HAUNI公司的产品。国内通过引进主机技术和测绘、仿制来进行系统创新，国产的制丝生产线在各大烟厂应用越来越广，性能与国外水平的差距也越来越小。制丝对卷烟产品的质量有着直接影响，对卷烟原料消耗及产品风格稳定都起着重要作用。制丝设备首先包括片烟微波松散回潮设备，这一设备是我国烟草行业在片烟回潮中探索性地应用微波技术的研发结果，已经在国内许多卷烟企业中得到普及。
卷包设备以德国HAUNI公司、英国MOLINS公司、意大利GD公司、德国斯慕门公司的设备为主，具体机型为PROROS （60/80/70/1-8/90/100/2/2-2/M5/M8）卷烟机、PASSIM（7000/8000/10000/12000）卷烟机、GD（X1/X2/S1000/H1000）包装机、FOCKER（350S/FX2/700S/F8）包装机。卷烟设备的发展经历了装填式、重力下丝式、吸丝成形式三个阶段，目前主要采用吸丝成形式。刀头切割装置也从最早的单刀单切发展到双刀双切，减少了刀头振动，提高了使用寿命。接装机均采用搓接式工作原理，鼓轮的传动方式以最初的齿轮传动发展到目前超高速的单独电机传动。其生产能力从7000支/分钟到20000支/分钟。相应的包装机速度从400包/分钟到1000包/分钟。包装机主要由3个模块组成：第一模块：烟库和烟支形成、铝箔纸包装；第二模块： 3、4、5号轮进行硬盒包装；第三模块：供给商标纸和内框纸；包装机的传动方式也从间歇式传动发展到目前超高速的独立伺服电机驱动的连续运动。我国已成功推出国产的高速卷烟机ZJ116与高速包装机ZB48，在各大烟厂陆续投入使用，提升了国产烟机的制造水平。目前国内研发的卷制、接装与包装设备主要由卷烟包装机、卷烟机和滤嘴接装机构成。当前我国使用的卷接机运用了数据通信、驱动和控制技术，在故障诊断、数据监测、数据分析等方面达到先进水平，在技术经济指标方面也不逊色国际同类产品。
在烟草信息化设备方面，近年来我国烟草行业结合实际需求，积极采用信息技术，将其运用到行业的电子政务、决策管理和电子商务等方面，有效提升了烟草行业的信息化水平。
在商业自动化物流技术设备方面，我国商业自动化物流技术设备首先包括条烟分拣设备，其中，手工分拣系统将分拣工作分成若干工序，由传送带旁的工人完成，并辅以电子标签拣选设备。而件烟的分拣和补货则要完全依靠人工。
3烟草机械未来发展趋势
烟草机械未来发展趋势将呈现以下特点：
3．1 采用智能化技术
随着烟草设备智能化的发展，生产过程的智能化控制、智能传感器、设备故障智能诊断、在线自动质量检测等技术的应用，未来的烟草机械设备将具有人机交互的一体化、自律自检的高效控制、自我组织的柔性控制、自我维护和自我学习等特点，使得烟草机械设备沿着集成化、网络化、智能化、柔性化的方向发展。
3．2 采用先进的管控技术
随着当今工业生产自动化控制应用的需求日益增长，全集成自动化提供了更灵活、更经济的解决方案，即采用统一的组态和编程、统一的数据库管理、统一的通讯为从现场级到控制级的生产和过程控制提供统一的全集成平台。大大提高系统的可靠性、快速响应能力且易于信息系统的扩大和升级。
3．3采用先进的设计思想
一个现代化的工厂，必须实现生产的自动化和管理的信息化，而实现生产的自动化和管理的信息化，不仅要建立管理信息网络系统、自动化控制网络系统，同时更要注重管理信息网络与自动化控制网络的集成，使管理信息网络与自动化控制网络融为一体，让自动化监控信息汇入管理信息网络，让管理信息在指挥、调度、控制自动化生产上直接发挥作用。从而进一步拓宽自动化监控的范围和视野，丰富企业网络系统的信息内容和应用领域，实现整个企业内计算机及各种智能设备的协同工作及信息共享。
3．4 采用安全性及可靠性技术
系统运行安全可靠、控制稳定是对电控系统最基本也是最重要的要求。为保证该系统的质量可靠，一是要在总体设计上采用先进而又成熟的技术，如现场总线技术、分布式I/O技术、网络技术、多路级联保护等；二是使用国内外名牌厂家的优质产品。三是在设计、生产、安装和调试中执行严格的质量管理规范；四是集中监控管理层系统有严格的用户权限功能，保证系统的安全运行。
3．5采用网络一体化诊断解决方案
主要完成网络（总线）状态诊断、I/O通讯状态诊断、数据库连接状态诊断、PLC状态诊断、系统状态诊断、组合启动条件诊断、器件故障诊断、设备故障诊断、工艺质量分析诊断和嵌入式视频监控功能，故障出现时将视频画面自动切换到相应报警点，提示报警信息，显示对应的电路图。
3．6节能、环保、安全是烟草机械行业发展重点
节能主要是从工业活动前端提升能源和资源的有效利用率，从源头减少能源的消耗;环保更多是后端处理，对工业活动日常产生的污染物进行处理后，然后排放到自然环境中。
在包装机械节能方面，随着电子齿轮伺服系统、能源综合管理等新技术的出现与成熟，在机械传动能量损失、加热器等大功率器件无用功率的降低上，将是包装机械节能的首要突破发展重点。
环保方面，大范围采用电子齿轮伺服传动技术，减少以往因齿轮咬合传动产生的噪音、减少粉尘、降低能耗。
安全方面，提高设备自动化、智能化和信息化程度，尽可能的减少操作人员干预、严格执行操作规范等都是安全生产的发展方向和必要手段。
我国未来烟草机械的发展趋势是建立中式卷烟制丝生产线，研制超高速卷接包设备。中式卷烟制丝生产线是烟草行业发展九个重大专项之一。重点研究制丝及打叶复烤主要工序工艺任务和质量目标；不同加工原理、加工方式对在制品及产品加工质量的影响；设备不同结构形式对在制品及产品加工质量的影响；影响工艺质量的关键设备控制参数和控制技术；工艺流程再造技术；设备改进及集成创新等。超高速卷接包机组也是烟草行业发展九个重大专项之一。重点研究超高速卷接包机组的设计技术；成套设备制造技术；智能化控制技术；在线质量检测、控制和处理技术。开发16000支/分钟卷接设备、800包/分钟包装设备。
4烟草机械的市场发展趋势
在当前全球经济下滑和烟草业兼并重组以及转向新兴市场的大趋势中，作为烟草工业的供应商，也必须因时变化，以加强自己的实力，拓展未来的发展空间。尽管烟机辅料业所涉及的范围很广，大至数百万美元的烟草机械，小至价值很低的水松纸和过滤嘴，品种繁多，但是总的趋势有三个：合作拓展市场、聚焦亚洲市场和灵活性应对变化。
4．1合作拓展市场
目前，烟草工业收购兼并进行的如火如荼，烟草产品制造公司的规模越来越大了，对所需的烟机辅料产品的技术水平和服务需求越来越高了，为了应对这种潮流，烟机辅料也加强了彼此之间合作的力度，以增强竞争实力。
4．2 聚焦亚洲市场
亚洲经济的迅速发展，以及欧美发达地区经济的衰退，已使其成为许多企业下一步业务发展的焦点。
亚洲将在一段时间内成为一个相当强的市场。亚洲出现的将更多是数量的变化，因为在某些市场的销量增加，同时，因为跨国公司将其制造基地从欧洲转向亚洲。这些情况正在发生，而且，将继续发生。
4．3 加强灵活性应对变化需求
随着烟草业受到法律的约束越来越多，对烟草品牌的提升要求越来越多了，这也要求辅料业能开发出满足新需求的产品。
在烟用薄膜方面，欧洲的主要趋势是从硬纸盒和纸包转变到使用薄膜的透明校订。这对成本产生了重大影响，而随着零售商和消费者习惯了这种新包装，它也成为一个继续发展的趋势。英诺薄膜公司也向这个市场推出了收缩紧致薄膜。
另外，随着环保概念的深入人心，市场上对用于烟草外包装薄膜的可持续材料的潜在应用兴趣也一直在增长。满足客户对可持续包装的需求的大烟草公司，对这些薄膜也产生了兴趣。鉴于此，英诺薄膜公司研制了一系列生物能分解的、可堆肥的、以纤维素为基础的薄膜，这些薄膜的品牌名称为NatureFlex，都是用可持续、可再生资源制造而成。这些薄膜具有不同于目前用于卷烟透明外包装的OPP薄膜的特性。目前，NatureFlex是唯一一个能提供烟草业所要求的许多特性的生物材料。它具有所有生物材料中最佳的保湿屏障功能、热密封性能和机器可加工性能。如果要采用这种薄膜，需要给这些薄膜的特性折中一下，例如，收缩拉紧特性。这些薄膜最有可能首先被用于具有自然的或有机外观的品牌上。
拉线制造商佩恩公司则认为，在法律限制卷烟品牌营销的时候，烟草产品制造商与消费者之间的沟通渠道少了，拉线传递品牌和交流的能力使它成为一种理想的信息媒介。该公司已经在拉线上印刷了强制性的信息，用以确认该产品已经完税。该公司还研究了利用第2根拉线传递信息的可能性，并发现它比用印刷外包薄膜更加经济。
此外，由于消费者对个性化产品需求的增加，如何在增加最小成本的同时生产出新产品；另一方面，新产品的推出增加了，在生产过程中产品批次的转换增加了，这就需要能降低批次转换之间生产费用的机械。
协助烟草产品制造商为消费者提供独特产品，AccuPac公司的新水松纸印刷配准系统就能满足此需求，使卷烟制造商能在一盒卷烟内的每支卷烟上印上独特的信息。这样每支卷烟都可以为独特的产品。这个系统是为Hauni公司的MAX系列机器，包括MAX80、90、100和S等变异机器开发的。它提供了应用带有预先印刷在水松纸幅上的多种信息的水松纸的能力。这种系统要求按照每个切割分格长的间隔，或按照切割分格长的整数倍的间隔，在纸幅上印刷配准标记。
面向未来，尽管有许多不确定的因素，但是作为烟草工业行业服务的烟机辅料企业，只要紧紧跟随烟草工业的发展趋势，就能迎来美好的未来。
5 结束语
我国现代烟草机械发展在国家“统一工控平台”指导思想指引下，将以PLC、IPC作为主导系统控制平台，辅以智能传感及伺服驱动技术、先进总线技术等，提高整个机组的速度、高度智能化、高质量和高可靠性。
总的看来，在今后相当长时间内，世界烟草机械将向高速、高生产效率、便于操作和维修保养、高灵活性、产品质量好且稳定以及全自动化方向发展，同时，其噪音和安全性将得到改善，也将利用计算机技术对生产资料和数据进行管理与整个卷烟厂的管理系统相联，以便更有效地对全厂的生产进行科学管理。技术的发展日新月异，相信在不久的将来，更加自动化、智能化的烟草机械也将应运而生。