基于多因素辅材参数的短支卷烟烟气有害成分预测模型

为考察卷烟辅助材料参数对短支卷烟7种有害成分（CO、HCN、NNK、氨、B[a]P、苯酚和巴豆醛）释放量及H值（危害性指数）的影响，选取卷烟纸定量、卷烟纸透气度、卷烟纸助燃剂质量分数、卷烟纸助燃剂钾钠比、滤棒压降和接装纸透气度共6个因素，采用中心组合结合正交设计制备50个短支卷烟样品，使用样品的检测结果建立多元线性模型、二次多项式模型、多因子及互作项模型，并筛选出各指标的最优模型。通过调整卷烟辅材的参数和烟丝配方对预测模型进行了验证。结果表明：短支卷烟的7种有害成分及H值预测模型预测精度良好，8个模型的验证数据中97.5%的相对误差在±15%以内，平均绝对误差在3.4%～6.5%之间。该预测模型对短支卷烟具有良好的适用性。     

辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量及其危害性指数的影响

为研究辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)释放量及其危害性指数的影响,考察了卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸助燃剂类型、卷烟纸亚麻配比、卷烟纸定量、卷烟纸透气度、滤棒吸阻和滤嘴(不同透气度接装纸和成型纸组合制备)通风率对这7种有害成分及其危害性指数的单因素影响规律,建立了基于卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻的有害成分释放量预测模型,并对预测模型分别进行了外部验证。结果表明:①随着卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸透气度、卷烟纸定量、滤棒吸阻和滤棒通风率的增大,大多数有害成分释放量及危害性指数呈下降趋势;随着卷烟纸亚麻配比和助燃剂钠钾比的增大,有害成分释放量及其危害性指数呈上升趋势。②辅材模型具有良好的预测能力,10个验证样品的7种烟气有害成分释放量预测值与测定值相对偏差均低于15%。③增加卷烟纸定量、滤棒吸阻或降低接装纸透气度,可降低单位焦油中HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛的释放量。     

卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响

卷烟自由燃烧速率是卷烟燃烧特性的表观特征参数,实验考察了卷烟纸的原料组分、定量、透气度、灰分、宽度及助燃剂等参数对卷烟自由燃烧速率的影响,并分析了卷烟纸阴燃速率与卷烟自由燃烧速率间的关联性,结果表明:卷烟纸的定量、透气度、助燃剂含量以及助燃剂中钾盐和钠盐的比例是影响卷烟自由燃烧速率的主要卷烟纸参数,而卷烟纸浆料组分、灰分以及宽度对卷烟自由燃烧速率影响有限;卷烟纸阴燃速率仅反映卷烟纸自身的燃烧性,与卷烟自由燃烧速率无明显相关性。     

基于卷烟辅助材料参数的卷烟烟气有害成分预测模型

为考察卷烟辅助材料参数(卷烟纸克重、卷烟纸透气度、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻)对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响,采用中心组合结合正交设计制备试验卷烟,利用线性回归法和逐步回归法建立卷烟辅助材料参数对主流烟气7种有害成分(CO,NNK,NH3,HCN,BaP,苯酚、巴豆醛)及2种常规化学成分(焦油、烟碱)释放量的多因素预测模型,根据统计学原理中交叉验证标准差(RMSECV)最小的原则筛选出最优预测模型。在不同卷烟配方条件下,外部验证结果表明:CO,NNK,NH3,HCN,BaP,巴豆醛、苯酚、烟碱和焦油等9种有害成分平均预测相对偏差分别为6.9%,8.7%,6.6%,11.8%,4.1%,8.2%,5.3%,4.0%和4.8%。9种有害成分预测模型预测精度良好,对于不同的配方和辅助材料具有广泛的适用性。     

卷烟纸参数对细支卷烟烟气常规成分释放量的影响

为研究细支卷烟卷烟纸参数(定量、透气度、助燃剂中钾钠比,以及麻浆、灰分和助燃剂的质量分数)对烟气常规成分释放量的影响,根据国内外细支烟用卷烟纸的设计特点进行了样品设计和制作,分析了细支烟卷烟纸参数对烟气常规成分释放量的影响,并与常规卷烟进行了对比。结果表明:(1)透气度、助燃剂质量分数、钾钠比与细支烟主流烟气焦油、烟碱和CO的释放量呈现强的负相关关系。相同的助燃剂质量分数和钾钠比增加幅度,细支烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比常规卷烟大;相同的透气度增加幅度,常规卷烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比细支烟大。(2)卷烟纸定量与细支烟焦油和烟碱的释放量具有一定的负相关关系,与CO释放量具有一定的正相关关系。相同的定量增加幅度,细支烟焦油和烟碱释放量降低率比常规卷烟大,细支烟CO释放量降低率与常规卷烟基本一致。(3)麻浆和灰分的质量分数与细支烟焦油释放量均具有一定负相关关系,与烟碱和CO的释放量不相关;常规卷烟卷烟纸麻浆和灰分质量分数对烟气常规成分释放量影响不明显。     

卷烟纸中助燃剂含量及比例对卷烟静燃速率的影响

采用柠檬酸钾和柠檬酸钠两种助燃剂制备了不同助燃剂含量和不同钾钠比例的卷烟纸,并卷制了相应的卷烟样品,研究了卷烟纸中柠檬酸盐助燃剂含量及比例对卷烟静燃速率的影响。结果表明,卷烟纸中柠檬酸钠或柠檬酸钾助燃剂的含量增加,卷烟静燃速率增大;卷烟纸中柠檬酸盐助燃剂含量相同时,柠檬酸钾比例增加,卷烟静燃速率增大。     

卷烟纸组分对常规和细支卷烟烟气释放量及感官质量的影响

为考察卷烟纸组分(亚麻配比、包灰剂质量分数、助燃剂质量分数和助燃剂中钾钠比)对常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法分别建立了常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的多因素预测模型。结果表明:(1)常规卷烟的焦油和大多数主流烟气成分的释放量均随卷烟纸包灰剂质量分数、助燃剂质量分数以及钾钠比的升高而呈下降趋势;细支卷烟的烟气TPM、烟碱、CO释放量以及单位焦油CO的释放量均随包灰剂质量分数和钾钠比的增大呈下降趋势。(2)单位焦油烟气组分受该4个因素的影响表现出较大的复杂性和差异性。(3)随亚麻配比的增大,包灰剂和助燃剂质量分数及钾钠比的降低,常规卷烟的感官质量得到改善;随亚麻配比和钾钠比的增大、包灰剂和助燃剂质量分数的降低,细支卷烟的感官质量得到改善。     

卷烟辅材参数对中支卷烟常规烟气指标及感官品质的影响

【目的】考察卷烟辅材参数对中支卷烟常规烟气和感官质量的影响。【方法】制备不同卷烟纸参数和滤棒参数的中支卷烟，检测主流烟气常规成分释放量并对感官质量评价。【结果】(1)增加卷烟纸定量和透气度，中支卷烟的烟气指标和感官整体呈下降趋势。卷烟纸定量对中支卷烟烟气指标影响程度大。烟气指标平均单口释放量与卷烟纸定量成正相关，而与卷烟纸透气度成负相关。(2)增加卷烟纸助燃剂钾离子含量，多数烟气指标的释放量呈降低的趋势，而阴离子含量对中支卷烟的烟气常规烟气指标影响不明显。卷烟纸助燃剂为柠檬酸钾和酒石酸钾的卷烟感官质量较好。(3)增加接装纸透气度，抽吸口数增加，中支卷烟烟气指标显著下降，对水分释放量影响最大，感官质量呈降低趋势。(4)增加滤棒吸阻，TPM和焦油降低，水分，烟碱和CO基本没有变化。适当提高滤棒的吸阻可减轻杂气和刺激性，改善吸味。【结论】通过优化设计卷烟辅材设计参数，可以调控烟气中TPM、焦油和CO的释放量，且有助于提升中支卷烟感官质量。     

卷烟纸参数对中支卷烟逐口通风率的影响

制备了不同卷烟纸透气度、定量、助燃剂钾钠比、麻浆含量、助燃剂含量及灰分含量的滤嘴无通风中支卷烟,对其逐口通风率进行测定。结果表明,卷烟纸透气度对中支卷烟静态通风率影响较大,呈正相关关系,麻浆含量和助燃剂钾钠比对卷烟纸通风率有一定影响,卷烟纸定量、助燃剂含量、灰分含量对卷烟纸通风率影响较小。中支卷烟第2口的通风率高于静态通风率,随着抽吸的进行,不同卷烟纸参数的卷烟,其逐口通风率递减5%左右。随着卷烟纸透气度的增大,抽吸时逐口间通风率相差值明显增大。     

卷烟纸的透气度等设计参数对卷烟主流烟气中氨释放量及焦油含量的影响

研究了卷烟纸诸设计参数分别对卷烟主流烟气中氨释放量和焦油含量的影响.调整同一卷烟的卷烟纸设计参数,比较其粒相物氨释放量、气相物氨释放量和焦油含量,结果表明:卷烟焦油含量与主流烟气氨释放量显著正相关;卷烟纸参数调整可以实现降低卷烟主流烟气中的氨释放量和焦油含量;提高卷烟纸透气度、助燃剂含量和钾盐含量比例,可以在一定程度上选择性降低卷烟主流烟气中的粒相物氨释放量.     

卷烟纸特性对卷烟主流烟气中氨含量的影响

研究了卷烟纸透气度、定量、亚麻浆配比、助燃剂类型及含量对卷烟主流烟气中氨含量的影响。结果发现,卷烟纸助燃剂类型及含量和卷烟纸透气度对卷烟主流烟气中氨含量的影响具有显著的线性规律。提高卷烟纸透气度、卷烟纸助燃剂含量和钾盐的比例,均有利于降低卷烟主流烟气中氨的含量;卷烟纸定量和亚麻浆配比对卷烟主流烟气中氨含量的影响无显著的线性规律。     

卷烟纸助燃剂设计对卷烟品质的影响

在卷烟设计值焦油量13mg、烟碱量1.2mg、一氧化碳量13mg、感官评吸88.0分,且烟丝、相关辅材、卷烟纸定量、透气度等指标不变的条件下,分析不同助燃剂设计卷烟纸对卷烟燃烧外观、烟气成分、感官评吸的影响,讨论了不同助燃剂设计的卷烟纸与烟丝的匹配性。结果表明:在卷烟减害降焦方面,卷烟纸助燃剂含量及比例的变化在一定范围内对于降低焦油、一氧化碳含量有明显的效果。在满足卷烟设计值的前提下,卷烟纸助燃剂与烟丝的匹配区间为:柠檬酸根含量=2.0%时,K/Na为1.6~11.6;K/Na=1.5时,柠檬酸根含量为1.74%~2.48%;助燃剂设计为柠檬酸根含量2.2%、K/Na1.5的卷烟纸助燃剂与烟丝达到了最佳匹配。     

卷烟纸特性对卷烟主流烟气中氨含量的影响

福建中烟工业公司技术中心白雪平等人研究了卷烟纸透气度、定量、亚麻浆配比、助燃剂类型及含量对卷烟主流烟气中氨含量的影响。结果发现,卷烟纸助燃剂类型及含量和卷烟纸透气度对卷烟主流烟气中氨含量的影响具有显著的线性规律。提高卷烟纸透气度、卷烟纸助燃剂含量和钾盐的比例,均有利于降低卷烟主流烟气中氨的含量;     

卷烟纸助燃剂对卷烟燃烧特性及主流烟气中CO释放量的影响

为了考察卷烟纸助燃剂对卷烟燃烧特性及主流烟气中CO释放量的影响,探讨了卷烟纸助燃剂的类型、用量、含钾比例与卷烟燃烧主流烟气中CO的释放量、卷烟燃烧特性之间的相关性。结果表明,卷烟纸助燃剂用量与卷烟的阴燃温度、烟碱量、焦油量具有相关性,提高助燃剂用量能提高卷烟燃烧时的阴燃温度、加快烟支的燃烧速度,且烟碱量和焦油量随之减少;保持卷烟纸助燃剂用量不变,助燃剂中的含钾比例与烟气常规成分和卷烟燃烧温度无明显相关性;卷烟纸助燃剂的类型、用量、含钾比例与CO释放量无明显相关性,CO释放量与卷烟燃烧时低温区域面积和高温区域面积的比值R具有强烈的正相关。     

卷烟焦油量稳定性影响因素分析

以某滤嘴通风卷烟在一个配方维护周期内的多个批次卷烟为研究对象,采用主成分分析和多元线性回归法,建立辅材参数、烟支物理指标波动与焦油量波动之间的预测模型。结果表明:滤棒压降、烟支质量、卷烟纸燃烧调节剂和成形纸透气度是造成卷烟焦油释放量波动的四个主要影响因素;卷烟烟纸助燃剂的使用及用量允差应纳入管控。     

卷烟纸特性对卷烟主流烟气有害成分释放量影响的研究进展

为深入研究卷烟纸特性对卷烟主流烟气中有害成分释放量的影响,便于卷烟生产中选择合适的卷烟纸,综述了近年来国内外卷烟纸透气度、卷烟纸添加剂(助燃剂、助燃剂添加量、催化型添加剂、吸附型添加剂等)、卷烟纸定量、卷烟纸纸浆类型等卷烟纸特性对卷烟主流烟气中有害成分释放量影响相关的研究报道。结果表明:(1)不同卷烟纸特性中,透气度的影响较大;(2)添加剂的研究较为广泛,国内外开发了助燃剂、催化剂、阻燃剂、灰分调节剂等多种添加剂,可在不同程度上降低主流烟气中有害成分的释放量;(3)不同的亚麻浆、针叶浆比例也会对卷烟主流烟气有害成分释放量产生重要影响;(4)填料及卷烟纸定量对有害成分释放量影响较小。提高卷烟纸透气度是降低烟气有害成分释放量便捷有效的途径之一,但建议与其他方式结合使用,以在减害的同时保证卷烟的感官品质。     

卷烟吸燃耗氧量影响因素

为研究卷烟设计参数、抽吸参数和燃烧速率对卷烟燃吸耗氧量的影响,采用吸烟机和顺磁氧气分析联用系统建立了卷烟吸燃耗氧量的测试方法,考察了不同抽吸条件下和不同设计参数的卷烟吸燃耗氧量变化,并研究了吸燃耗氧量与燃烧速率和烟气常规成分之间的相互关系。结果表明：(1)卷烟吸燃耗氧量随抽吸容量、抽吸持续时间、膨胀烟丝含量、再造烟叶丝含量、卷烟纸定量、卷烟纸钾钠比、卷烟纸填料含量和烟支圆周的增加而升高,随烟支单支质量、膨胀梗丝含量和卷烟纸透气度的增加而降低,随烟丝宽度和卷烟纸助燃剂含量的增加呈先升后降变化趋势。(2)卷烟吸燃耗氧量与卷烟吸燃速率、烟丝静燃速率和卷烟静燃速率显著正相关,与烟碱、TPM、焦油及抽吸口数显著负相关,与水分和CO无显著相关性。     

卷烟材料对烟气特征的预测模型

卷烟材料中卷烟纸、接装纸、成形纸和滤棒是影响卷烟烟气特征的主要因素。在卷烟材料对烟气特征影响的实验基础上,对所得的实验数据进行了深入分析,建立了滤嘴通风度、焦油、烟碱和CO释放量的预测模型,并利用多元非线性回归方法,求出了预测模型中的相关参数。结果表明,实验值与计算值之间有着较好的相关性,所得预测模型可以对卷烟设计中的材料选择起到一定的指导作用。     

卷烟纸参数对卷烟持灰能力的影响

为了探究吸燃条件下卷烟纸对持灰能力的影响,以定量、透气度、碳酸镁添加量、助燃剂之钠钾比、酸根类型和助燃剂用量为参数,采用均匀试验设计方法设计、制备了12种不同卷烟纸参数组合的卷烟样品,通过单因素分析、回归分析等方法研究了卷烟纸参数对卷烟持灰能力的影响,并进行了卷烟纸参数优化。结果表明：① 随着卷烟纸参数组合的变化持灰能力介于39.07~43.76 mm,变化率为12.0%。② 透气度、钠钾比、碳酸镁添加量、酸根类型的共同作用可解释持灰能力变异的92.3%,是影响持灰能力的主要因素,且主次顺序为透气度、钠钾比、碳酸镁添加量、酸根类型;定量和助燃剂用量是影响持灰能力的次要因素,对持灰能力影响的方向和程度与上述4项参数的组合情况有关。③ 卷烟纸参数的最优组合为定量40 g/m²、透气度50 CU、碳酸镁添加量0%、钠钾比（摩尔比）5.0、酸根类型氯离子、助燃剂用量2.0%。     

卷烟纸特性对短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及H值的影响

考察了不同卷烟纸透气度、定量、助燃剂含量、助燃剂钾/钠比及灰分对短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及卷烟危害性指数(H)值的影响。结果表明,对短支卷烟而言,卷烟纸透气度与CO、HCN、苯酚释放量呈显著的负相关关系,与巴豆醛释放量无明显相关性,其变化对HCN释放量的影响最大;卷烟纸定量与CO释放量呈显著正相关关系,与苯酚释放量呈显著负相关,其变化对苯酚释放量的影响最大;卷烟纸助燃剂含量和钾/钠比与7种有害成分释放量均呈负相关关系,其变化分别对苯并[α]芘和HCN释放量的影响最大;卷烟纸灰分与苯酚、CO、氨、苯并[α]芘、HCN均呈一定负相关关系,与巴豆醛和NNK无明显相关性,其变化对苯酚和CO释放量的影响较大;危害性指数H值与卷烟纸的透气度、助燃剂含量、助燃剂钾/钠比均呈显著的负相关关系,与卷烟纸定量及灰分呈一定的负相关关系。通过对卷烟纸特性参数的优化,有助于降低短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及危害指数。