卷烟纸透气度对卷烟燃烧锥温度分布的影响

为探索不同透气度卷烟纸烟支燃吸过程中对部分烟气成分的影响,利用热电偶测温装置考察了不同透气度卷烟纸对烟支燃烧温度的影响.结果表明①阴燃时,随着卷烟纸透气度的逐渐增大,烟支高温区面积有增大的趋势,燃烧线后200～260℃温度区面积有减小的趋势;②燃吸时,在卷烟纸透气度从30 CU逐渐增大到137 CU过程中,烟支高温区面积先增大后减小;卷烟纸透气度从30 CU逐渐增大到55 CU,燃烧线后200～260 ℃温度区面积逐渐减小;从55CU逐渐增大到137 CU,燃烧线后200～260℃温度区面积基本保持不变.     

卷烟纸透气度对卷烟燃烧温度及烟气指标的影响

采用红外热像测温平台对不同透气度卷烟纸的卷烟进行全过程燃烧温度测定,探讨卷烟纸透气度的变化对烟支燃烧温度产生的影响,并进一步分析常规烟气的变化情况。结果表明,随着卷烟纸透气度的增加,卷烟燃烧的抽吸平均温度和峰值平均温度呈线性减小的趋势;而在烟支的抽吸间隔时间,燃烧锥的固相温度则相差不大;随着卷烟纸透气度的增加,卷烟的抽吸口数、CO和焦油的释放量呈下降趋势。     

卷烟纸自然透气度对卷烟物理性能及烟气量的影响

为探讨卷烟纸自然透气度对卷烟物理性能及烟气量的影响情况 ,采用国标方法检测了卷烟纸自然透气度分别为 4 0、5 0、6 0、70、80CU时烟支的质量 (g)、圆周、卷烟稀释率、烟支段稀释率、开式吸阻、闭式吸阻、烟气总粒相物、焦油量、烟碱量、一氧化碳量、烟支抽吸口数、静燃速率等 12个理化指标 ,并得到卷烟纸自然透气度与各指标的相关方程。结果表明 ,卷烟纸自然透气度对卷烟的一些物理指标如烟支质量 (g)、圆周、开式吸阻和闭式吸阻影响不大 ,但对卷烟稀释率和烟支段稀释率有影响 ,分别与两者成线性关系 ;卷烟的抽吸口数随卷烟纸自然透气度的增加而减少 ,但当卷烟纸自然透气度超过70CU时 ,卷烟的抽吸口数减少已不明显 ;卷烟的静燃速率随卷烟纸自然透气度的增加而呈上升趋势 ,但增加幅度随卷烟纸自然透气度的增加而减少 ;卷烟烟气中总粒相物、焦油量、烟碱量、一氧化碳量随着卷烟纸自然透气度的增加逐渐减少 ,但当卷烟纸自然透气度超过 70CU时 ,烟气中总粒相物、焦油量的减少已不明显 ,烟气中的烟碱量和一氧化碳量随卷烟纸自然透气度增加基本上呈线性降低。     

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。     

卷烟设计参数对钟形抽吸曲线下烟气稀释作用的影响

为研究卷烟设计参数对烟气稀释作用的影响,设计了一套ISO钟形抽吸模式下卷烟烟气扩散的测量装置,建立了全支(不点燃时的烟支)、燃烧锥(燃烧时的烟支)、切割烟支(在不点燃烟支的情况下,将燃烧时烟灰长度相同的烟支切割掉后剩余的烟支)3种状态下烟气稀释率的测量方法,考察了卷烟材料特性(卷烟纸透气度、滤嘴通风度和未燃烟支长度)在3种状态下对烟气稀释作用的影响规律。结果表明:①当卷烟纸透气度在30~70 CU范围时,全支、燃烧锥和切割烟支3种状态下烟气稀释率均随卷烟纸透气度的增加而增加。其中,全支状态下的空气稀释率最大,为5.97%~12.16%。②滤嘴通风度在0~50.8%时,滤嘴端烟气稀释率为0~59.81%。基于ISO钟形抽吸模式下的滤嘴烟气稀释率检测结果高于GB/T 22838.15-2009恒速抽吸模式下滤嘴通风率的检测结果。③未燃烟支长度同样对烟气稀释具有影响,烟支端稀释作用随着未燃烟支长度的增加而增加,当未燃烟支长度在0~30 mm变化时,烟气稀释率为0~12.58%。      

接装纸透气度对卷烟在线吸阻的影响

为探讨接装纸透气度对卷烟在线吸阻的影响,采用自主研发的系统对卷烟燃烧及非燃烧两种状态下的在线吸阻进行了测定,并分析了变化趋势。结果表明:(1)具有同一接装纸透气度的样品,逐口燃烧在线吸阻均高于对应的非燃烧在线吸阻,两种在线吸阻均随抽吸口数的增加而减小。(2)随卷烟抽吸口序的增加,非燃烧状态下的滤嘴通风度逐渐减小。(3)随接装纸透气度的减小,卷烟首末口非燃烧在线吸阻的降幅是9.50%～20.51%,燃烧在线吸阻的降幅是1.96%～10.11%,具有较高透气度样品的在线吸阻的降幅逐渐减小,口与口之间的抽吸相对更稳定。(4)透气度对卷烟非燃烧在线吸阻的影响较燃烧在线吸阻大。     

卷烟表观燃烧性能质量状况分析

为了全面了解卷烟表观燃烧性能质量状况,对近年来代表性规格的卷烟产品进行了燃烧过程外观形貌和落头倾向测试,基于对测试结果数据的挖掘,从产品设计和原辅材料角度对表观燃烧性能进行了分析.结果表明:①所挑选的436个市售卷烟样品总体燃烧锥落头倾向1.58％,其中中支烟落头倾向最低,细支烟最高.烟支硬度大、卷烟纸透气度60 CU...     

卷烟纸性能对常规卷烟和细支卷烟综合特性的影响

为考察卷烟纸透气度和定量对常规卷烟和细支卷烟燃烧锥最高温度和主流烟气有害成分释放量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法建立了多因素预测模型。结果表明,随着卷烟纸透气度的增大,常规卷烟和细支卷烟的燃烧锥最高温度、HCN、CO、NH_3和烟气危害性指数均有降低的趋势,且不利于感官综合特性的提升;随着卷烟纸定量的增大,两种卷烟的燃烧锥最高温度和CO有升高的趋势,NH_3、烟气危害性指数以及感官综合特性有降低的趋势;卷烟纸透气度和定量对两种卷烟部分指标(如苯酚、HCN释放量、香气、烟气以及口感特性等)的影响表现出一定的差异性。     

卷烟燃吸状态下的气体流量分配

为了考察卷烟燃吸时的气体流量分配规律,设计了一种测定烟支不同部分进气量的装置;采用该装置测定了卷烟燃吸状态下燃烧锥端、卷烟纸段和滤嘴段的进气量,分析了卷烟燃吸时不同部分的气体流量分配规律和燃烧锥烟气净生成量。结果表明:①卷烟燃吸时,卷烟纸段和滤嘴段进气量大于未燃卷烟,燃烧锥端进气量小于未燃卷烟,滤嘴通风卷烟的滤嘴通风率大于未燃卷烟。②无滤嘴通风卷烟燃吸时,燃烧锥端进气量与烟丝段长度呈线性递减关系,卷烟纸段进气量与烟丝段长度的二次方呈正比关系。③卷烟抽吸时燃烧锥存在净生成气体量,且烟气净生成量与燃烧锥进气量呈正比,实验卷烟燃吸时每毫升燃烧锥端进气量约净生成0.24 mL气体。      

不同助燃剂对卷烟纸扩散率的影响

我们已经知道,卷烟纸的自然透气度会影响卷烟的燃烧性能,随着卷烟纸透气度的增加,卷烟燃吸时通过卷烟纸进入烟支的空气量增大,提高了对烟气的稀释率和烟气对外扩散率,造成烟气中烟碱、焦油、C O降低,从而影响烟支的品吸口感。而除了透气度指标之外,助燃剂的含量及种类作为影响烟支燃烧速率的主要因素,对香烟口数及烟气的影响更为直观。为了分析不同助燃剂在对卷烟纸起到助燃作用的同时是否会对卷烟纸的扩散率造成影响,     

辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规化学成分释放量的影响

为考察辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规成分释放量的影响,制备了不同卷烟纸透气度、卷烟纸定量、丝束规格和接装纸透气度细支卷烟,对其感官质量进行评价,并测定了主流烟气常规化学成分的释放量。结果表明:(1)卷烟纸透气度对细支卷烟感官质量的影响较小,随着卷烟纸透气度的增加,主流烟气常规成分的释放量均呈降低趋势;(2)随着卷烟纸定量的增加,细支卷烟感官质量呈下降趋势,烟气焦油和烟气烟碱释放量呈降低趋势,烟气CO释放量基本无差异;(3)与6.0/17 000规格丝束相比,8.0/15 000规格丝束细支卷烟的感官质量有所提升,焦油、CO、烟碱释放量均为8.0/15 0006.0/17 000;(4)随着接装纸透气度的增加,细支卷烟感官质量先升高后略有下降,感官质量总分排序为500 CU600 CU400 CU,烟气常规成分释放量均呈降低趋势。通过优化设计相应的辅助材料设计参数,有助于提升细支卷烟的感官质量,降低焦油和CO释放量。     

基于卷烟温度检测技术的瞬时燃烧速率表征及燃烧锥区域特征分析

为了深入研究卷烟燃吸过程中的燃烧状态特征,提出了基于卷烟温度检测技术的瞬时燃烧速率表征方法,即以燃烧锥特征温度T0.5的移动表征卷烟瞬时燃烧速率;同时根据卷烟燃烧锥气相温度分布特征、传热特点,将燃烧锥划分为烟灰区、烟灰与燃烧过渡区、燃烧区和热解区。结果表明:1以燃烧锥特征温度T_(0.5)的移动情况来表征卷烟瞬时燃烧速率,同时将燃烧温度和燃烧速率关联起来,能够准确地获得卷烟在燃吸过程中烟丝实时参与燃烧反应的量。2构建了卷烟燃烧锥区域划分的约束条件。在约束条件的限定下,获得卷烟燃烧锥各区域在燃吸过程中体积的变化情况,发现随着抽吸的进行,参比卷烟3R4F燃烧锥燃烧区体积呈增大的趋势,而热解区体积则呈减小的趋势。     

接装纸透气度对卷烟燃烧温度和烟气指标的影响

为分析不同透气度的卷烟接装纸对卷烟烟气成分和卷烟燃烧温度的影响,对不同透气度接装纸的卷烟进行烟气分析,并采用红外热像仪测定了不同透气度接装纸卷烟的燃烧温度。结果表明,随着接装纸透气度的增大,卷烟主流烟气中的焦油量、CO释放量、烟气烟碱量均显著线性下降,而抽吸口数增加;与采用透气度为0的接装纸相比,采用透气度为500 CU的接装纸后,其卷烟的主流烟气中焦油量降低50.6%,CO释放量降低64.6%,烟气烟碱量降低42.9%,抽吸口数增加22.5%;接装纸透气度对卷烟抽吸燃烧温度影响显著,随着接装纸透气度的增大,卷烟第三口抽吸温度和峰值平均值均明显下降;接装纸透气度从100 CU增加到500 CU,卷烟第三口抽吸温度下降了115℃,峰值平均值下降了87℃,而阴燃平均温度未发生明显变化,此外,阴燃平均温度明显低于第三口抽吸温度和峰值平均值。     

接装纸透气度及烟丝结构对细支卷烟逐口吸阻波动的影响

为考察细支卷烟燃吸期间逐口吸阻波动的一些影响因素,搭建了稳定可靠的逐口吸阻检测装置,研究了接装纸透气度及烟丝结构对细支卷烟在ISO标准模式下的燃吸过程中逐口吸阻波动的影响。结果表明:(1)打孔接装纸能够减小细支卷烟燃吸过程中逐口吸阻的波动,并且接装纸透气度越高,逐口吸阻的波动越小。(2)短丝比例高时逐口吸阻波动小,中长丝比例高时逐口吸阻波动大,波动的大小与长宽比大于6且宽度大于全部宽度数据平均值的较大狭长丝含量显著相关。长宽比大于6且宽度大于全部宽度数据平均值的较大狭长丝一方面会造成烟丝尺寸不均匀,另一方面会使烟丝填充均匀性变差。     

卷烟燃烧性与助燃剂用量间的关系研究

在相同的实验条件下,卷烟的自由燃烧速度随助燃剂添加量的增加呈先增大后减小的变化规律.峰值的大小及位置与烟支重量和卷烟纸透气度有关.烟支重量轻、卷烟纸透气度高时,助燃剂的作用效果较明显.     

卷烟逐口抽吸过程中巴豆醛的递送与分布

为研究卷烟燃烧状态对巴豆醛主流烟气释放量及转移分布的影响,通过改变卷烟纸透气度调控卷烟裂解/蒸馏状态,考察了卷烟样品燃吸时巴豆醛逐口主流烟气释放量、滤嘴截留量、燃烧锥中残留量及其在卷烟不同部位的分布规律。结果表明:①随着抽吸口序的增加,主流烟气中巴豆醛释放量总体上呈上升趋势,但与燃烧锥中巴豆醛残留量无明显相关性;②卷烟逐口燃烧所产生巴豆醛的主流烟气转移率为36%~48%,滤嘴截留率为12%~34%,燃烧锥中残留率为16%~27%,烟丝吸附率低于13%;③卷烟逐口主流烟气中巴豆醛的释放量与卷烟纸透气度无相关性。      

卷烟燃烧锥形态表征及影响因素

为揭示卷烟燃烧锥形态的影响因素，利用机器视觉技术测定了113个不同设计参数的卷烟样品在ISO抽吸条件下的燃烧锥面积、长度、半峰宽、两侧偏离角，并分析了烟丝参数、卷烟纸参数、燃烧参数与表征燃烧锥形态的各项指标的相互关系。结果表明：(1)基于机器视觉技术可以快速表征卷烟燃烧锥形态，方法重复性高、稳定性好。(2)燃烧参数中，温度对偏离角2（燃烧锥右侧倾角）有显著影响；燃烧锥长度、面积、半峰宽随烟丝燃烧速率、氧消耗量增加而增大；卷烟吸燃速率与燃烧锥长度、面积、半峰宽呈显著正相关，与偏离角2呈显著负相关。(3)燃烧锥尺寸随再造烟叶丝含量、卷烟纸定量和碳酸钙含量的增加而升高，随烟丝宽度和烟支单支质量增加呈先升后降的变化趋势，随钾钠比增加呈先升后降的变化趋势；与气流烘丝相比，薄板烘丝可显著提升卷烟燃烧锥尺寸。     

卷烟纸用填料和添加剂的研究

填料和添加剂是卷烟纸生产中不可缺少的部分，它能有效地改善成纸的匀度，提高不透明度和手感。合适地选择填料和添加剂，又能达到产品透气度高、变异系数小，同时又能帮助燃烧，达到包灰紧密的效果。下面我们对香烟的燃烧状况和卷烟纸透气度对烟气的主要成分所产生的影响进行讨论。填料烟支的直径为8.0mm，横截面积为0.5cm2,空隙体积为1.5cm3，按中等和恒稳抽吸速度燃烧的卷烟内的温度分配数据（国际标准：每口抽吸时间为2s，每口吸1卷卷烟燃烧区温度变化响，未燃烧段过滤效率的变化（抽吸压差的）。填料通常情况下，卷烟纸重量为烟支重量…     

卷烟逐口烟丝消耗量的测定

为准确测定卷烟抽吸时的逐口烟丝消耗量,基于力矩平衡原理设计了一种能实时监测卷烟抽吸过程中烟支质量损失的装置,结合抽吸比率实验获得了卷烟抽吸时的逐口烟丝消耗量,并进一步考察了滤嘴通风率对逐口烟丝消耗量的影响,探讨了燃烧锥端进气量与烟丝消耗量之间的关系。结果表明：1）设计装置能准确测定出烟支的质量变化,且精密度RSD<1%;2）由卷烟抽吸失重曲线可明显区分出烟支阴燃和吸燃过程,并根据卷烟吸燃前后质量差计算得到了卷烟抽吸逐口质量损失,其大小随抽吸口序的增加而增加;3）结合抽吸比率实验测得了卷烟抽吸逐口烟丝消耗量,实验所用1#、2#和3#卷烟稳定抽吸时其逐口烟丝消耗量在19.9～26.2 mg之间;4）相同口序下卷烟抽吸消耗的烟丝量随滤嘴通风率增大而减小;5）燃烧锥端进气量与烟丝消耗量呈线性关系,且每毫升燃烧锥端进气量消耗的烟丝量与烟丝燃烧性相关。     

卷烟燃烧动态吸阻研究

为了研究卷烟燃烧过程中动态吸阻的变化特性及其影响因素,选取3R4F标准卷烟作为试验样品,运用建立的动态吸阻计算方法考察了烟支燃烧过程中动态吸阻随燃烧线位置的变化规律,并分别分析了烟支中烟丝密度、不同抽吸状态(有滤嘴通风、无滤嘴通风和烟丝部分)以及不同抽吸模式对烟支动态吸阻的影响规律。结果表明:烟支动态吸阻随燃烧线长度呈现先增大、后降低并趋于平稳、最后再增大的趋势;烟支两端烟丝密度大的部分具有较大的动态吸阻值,烟支中间密度稳定部分具有较均匀的动态吸阻值;对于3种不同抽吸状态,静态吸阻与动态吸阻的差异性显著,按照偏差分析由小到大的排序为:有滤嘴通风无滤嘴通风烟丝部分;不同抽吸模式下测试所得的静态吸阻值相近,烟支前半部分的动态吸阻相差不大,后半部分的动态吸阻相差较大,有利于根据不同抽吸模式的人群进行卷烟设计,从而达到提高卷烟感官质量的目的。