浅论烟花爆竹新技术的研发和应用
一、烟花爆竹生产技术现状
烟花爆竹生产在中国已经有一千多年的历史，长期已来，一直是以手工生产为主，属于劳动密集型产业，由于操作人员直接与药物接触，加之药物的敏感性，生产过程稍有不慎，容易发生各类事故，随着社会进步和科技的发展，烟花爆竹企业的生产规模在不断的扩大，生产过程中药物的流转在加快，生产和管理人员数量必须增加，给企业和监督管理部门的管理带来了非常大的压力。另一方面，受环保“专家”的评论、新闻媒体的炒作和社会舆论的压力，烟花爆竹燃放成为众矢之的。烟花爆竹安全与环保两方面的技术革新迫在眉睫。
目前，烟花爆竹生业的裁纸、分纸、卷筒、打泥底、空筒插引、结鞭、组盆串引、压药柱、亮珠造粒、烘干、礼花弹糊球、制引及黑火药生产等生产工序基本实现了半机械化或机械化。企业生产产品所使用的化工材料，尽管国家强制标准中规定了禁限用药物，但仍有极少数企业在国内销售的产品使用禁限用药物，特别是有些企业主的安全、环保意识不强。由于烟花爆竹行业属于危险行业，从原有的许多外国国家生产逐步转向中国境内生产，再转向靠拢于少数几个省十几个重点县生产。民营企业是烟花爆竹生产企业的主力军，企业主的文化素质和管理水平普遍偏低，企业的安全设施、基础条件相对较差，工人的文化水平极低，因此生产事故时有发生。同时行业也存在不少不足。一是国家没有专项经费和没有专门的机构对行业的新机械、新材料、新产品、新配方进行研发；二是对新机械和新材料没有统一的标准；三是企业对新机械、新材料的应用意识不够；四是企业不会投入足够的经费进行研发，也没有专业的人员来研发。因此，烟花爆竹行业中机械化特别是裸药工序的机械化、自动化水平不高，职工的职业健康甚至生命财产时刻受到危险的威胁，烟花爆竹燃放所释放的二氧化硫等有害气体也确实对环境造成了污染。
二、烟花爆竹新技术研发和应用的意义
（一）提高安全系数。机械化生产主要是可以减少人与药物的接触，保护操作人员的生命。采用机械化生产实现人机隔离、人药隔离，避免人与烟火药的直接接触，大大提高了生产过程的安全性，可以有效的降低事故的发生率，减少人员伤亡。例如近几年来广泛推广应用的爆竹装药机械，集原来的单料称量、混合、药物中转、装药、药饼中转、封口等手工生产工序于一体，操作人员在防护屏障以外，只要送饼和收饼，万一装药部位发生爆炸，不会对操作人员造成死亡。而且采用新的空筒机械插引生产工序，插引工序无烟火药，只有引火线，大大提高了插引过程的安全性。采用爆竹装药机械减少了人与药物的直接接触，减少了生产环节，大大提高了职工的安全系数，实现了爆竹生产的本质安全。
（二）减少环境污染。随着国家对环境条件要求的提高和人民生活水平的提高，人们对燃放烟花爆竹产品的要求越来越高，无粉尘、无污染、微烟、甚至无烟、无刺激性气味是民众理想的烟花产品。无黄土泥底、无封口粉红炮产品的研发是消费者期望的产品，它可以实现少尘、少污染的目标。而无硫开爆药（爆竹药）和无硫发射药的研发应用则可达到产品燃放不形成二氧化硫，无刺激性气味。无硫开爆药（爆竹药）和无硫发射药的广泛推广应用可以减少集中时段、集中地段酸雨的形成和土地的酸化。同时可以减少空气污染，提高人们在燃放过程中的喜庆程度。
（三）提高生产效率。广泛推广应用机械化组织生产，可以极大的提高生产效率。比喻近几年来广泛推广应用的爆竹装药机械，现在机械装药需要4人完成（包括转运人员1人），生产一个班可以装药2万饼，如果4人按原来老的手工生产工艺进行，同样生产一个班四人可装药1万饼。可见，机械装药效率提高了一倍，同时降低了劳动强度，降低了发生事故的可能性。
（四）提升产品质量。目前人工工资占产品成本的很大一部分，多年来产品价格涨幅很小，而人工工资却大增，采用机械化替代人工以后，可以很大的提高生产效率，同时减小操作人员。原来手工操作时，装药都是靠操作工人平时的经验来控制产品的药量，装药量很难均匀，有的药量大，有的药量少，甚至有的漏装药，导致单个产品的药量不均匀，产品质量不稳定，只有提高药量，质量才会稳定，药物成本相对机械装药会更高。
（五）节约土地面积。现有的生产方式需要占用大量的土地面积，手工生产过程生产工序多，且每道生产工序必须单独分开，国家标准规定的安全距离又比较远，因而每条生产线的占地面积大，工人生产过程中劳动强度大，发生产事故的概率也大。例如推广应用全自动内筒装药机，则集原来手工的单料称量、混合、药物中转、装亮珠、装开包药（包括整个流程5道生产工序）、封口、药饼中转等12道生产工序于一体，操作人员在防护屏障以外，只要送饼和收饼，只要3 人则可完成。原来需要至少两条生产线，即内筒生产线和开包药生产线，现采用机械化，只要一栋工房即可，在土地大受限制的今天，可以大大减少征地的压力和企业资金的压力。
三、烟花爆竹新技术的研发进展情况
一直以来，我们充分发挥科研技术优势，切实加大科研工作力度，与机械研发企业通力合作，近几年来各类科研项目研发进展顺利。主要有以下新成果和新技术，均已经通过了省级科技鉴定和安全论证。
（一）环保开爆药。该产品安全环保，不含硫磺和金属材料，明显减少烟雾，对环境无污染；其抗撞击感度高。取少量该材料平摊在地面上，用铁锤砸砸不响（传统爆竹炸药会砸响），在生产过程中不易引发事故；燃爆敏感度低，在开阔环境下明火和引火线点不着，仅仅在密闭封闭状态下会发生燃爆。
（二）无硫微烟发射药。该产品安全环保，不含硫磺和金属材料，明显减少烟雾，对环境无污染；该产品不爆炸、不可燃，可以杜绝运输安全事故；该产品生产过程，采用湿法混合、湿法造粒，生产过程安全可靠；4.发射力强，与传统的黑火药相比较，药物用量可以减少40%，有效降低企业生产成本。
（三）无硫微烟发射药造粒机。采用湿法造粒，超温报警，安全高效。投入生产后，占地面积20个平方米，投资20万元，相当于投资1000万，占地1000亩的传统发射硝生产企业的年产量。
（四）双桶入料气动混药机。采用双桶入料方式，在药物混合之前，将氧化剂与还原剂置于不同的入料桶，分类初筛入料，万一存有杂质或摩擦发热，只会单质燃烧，不会爆炸；入料后采用气动脉冲混合，药物受力均匀柔和，混合充分精准，能够有效防范机械混药事故；混药高效，一台气动混药机每次混合五公斤药物，只需要1分20秒，相当于5个手工作业人员的工作效率。
（五）组合烟花内筒机械生产线。代替了传统手工作业，实现装亮珠、装开爆药、混药、装紧口粉等多个工序的机械化人药分离，达到本质安全（历年内筒装药工序多次发生事故）；大大缩减了内筒装药多个工序，有效节约了生产企业的用地面积；生产成本下降，节约成本20%，生产效率达到320-420饼/小时，相当于手工作业的5倍。
（六）爆竹注引机。采用湿法注引技术，将引线浆料成直线状注入鞭炮饼的纸筒内壁上形成引线，取代现有机械插引的自动化机械；每个纸筒内注引药量位置准确，大小均匀，不会产生引线折断、拆叠、散线和掉落等问题；实现机械化作业，占地面积小，降低了引线需求成本。提高了鞭炮饼插引效率，每台机器每小时可注引520并，相当于传统4台传统插引机生产量；该产品在中央电视台《我爱发明》栏目播出，反响良好。
（七）全天候湿法制引机。全过程采用湿法生产，作业过程中不会发生燃爆事故；湿法制引机提高了生产效能，相比传统制引机提高效率50%。
（八）亮珠烘干机。烟花亮珠烘干箱采用循环热水提供热量，利用轴流风机将热风在烘箱内循环，达到烘干目的，区别于传统烘干机一般采用加热空气或高温蒸汽提供热能；采用智能控温，低温干燥，循环热水温度不超过65℃，安全可靠；电脑自动控制冷、热交换的切换，通过对箱内温度、湿度的自动感应，可自动识别是否干燥完全。
四、烟花爆竹新技术研发和推广应用的建议
（一）规范健全机械标准。一是疏理一遍原有有关机械方面的标准，对于不适合现时的一些进行修订和完善；二是制定一批烟花爆竹机械特别是涉药机械的技术标准；三是理顺各部门间的关系。
（二）政府加大科研投入。一是政府要成立专门的烟花爆竹科研发展基金，并列入财政预算，每年对在花炮科研方面有突出贡献的个人或单位给予奖励；三是加强花炮科研人才的培养。四是加大对花炮科研研发机构和企业的扶持力度；为花炮重点产区的持续稳定发展提供有力保障。
（三）加强知识产权的保护。烟花爆竹行业的新机械、新材料、新工艺、新配方等等都不是什么高精尖，但从研发至推广应用，需要一个较长的过程，而真正应用以后，容易被仿制，相关职能部门应加大打击力度，坚决打击侵权企业或个人，有效的保护研发单位的知识产权。
（四）加大新技术的推广应用。一是技术研发单位应大力宣传自己的新技术，可以采取开新闻发布会、报纸和微信的形式进行宣传；二是行业主管部门和安监部门应加大推广应用的宣贯和政策引导力度，使行业生产更加安全；三是现有涉药机械可以替代手工生产工序政府应强制推行应用。四是企业应主动履行安全生产主体责任，积极主动采用各类新技术和新机械。
作者：何宏寓系农业部烟花爆竹质量监督检验测试中心主任、匡学建系萍乡市焰花鞭炮科学研究所所长