基于线性网络模型的卷烟逐口动态吸阻与动态通风率的关系

为了研究卷烟在燃吸状态下逐口动态吸阻与动态通风的关系,基于卷烟冷态下的线性网络模型,建立了卷烟在热态下吸阻与通风的相关模型,得到卷烟动态吸阻与动态滤嘴通风率之间的线性关系。采用3种不同圆周卷烟进行实验对模型进行验证,结果表明:①动态吸阻、滤嘴通风率以及总通风率模型计算值与实验值的平均相对误差分别为7.4%、6.3%、11.1%,说明该模型具有较好的适用性和准确性;②不同圆周卷烟在燃吸过程中,当滤嘴通风孔和滤嘴后段的吸阻值保持不变时,动态滤嘴通风率与卷烟的总吸阻之间呈线性关系;③在逐口抽吸过程中,卷烟动态滤嘴通风率和总通风率呈现下降趋势,下降幅度分别为4~6百分点和12~20百分点;④该卷烟动态模型可以对卷烟在燃烧状态下吸阻与通风的变化进行预测,为卷烟设计提供参考。      

卷烟材料多因素对卷烟通风率及过滤效率的影响

为探讨卷烟纸、成型纸、接装纸及滤嘴组合搭配对纸通风率、滤嘴通风率、总通风率及卷烟过滤效率的影响规律,采用L27(313)裂区正交设计方法进行在线试验和取样.检测结果经过直观分析、方差分析及贡献率分析,结果表明:滤嘴长度、吸阻及接装纸透气度是影响试验指标的显著因素和重要因素;滤嘴长度为27 mm,吸阻为794 Pa卷烟的纸通风率及总通风率最大;滤嘴长度或吸阻越大,卷烟的滤嘴通风率及过滤效率也越大;接装纸透气度越大,滤嘴通风率、总通风率及过滤效率也越大,而纸通风率则越小.     

卷烟单支重量、吸阻、通风率与感官质量的关系分析

以同一品牌同一批次卷烟的物理参数和感官质量为研究对象,采用数理统计方法系统地分析了卷烟单支重量、吸阻、通风率与感官质量的相互关系。结果表明,卷烟物理参数与感官质量关系分析中的显著性指标是烟支重量、吸阻、滤嘴通风率、总通风率、香气、杂气、刺激性和余味(香气、杂气、刺激性、余味均以分值表示,下同)。香气、刺激性与滤嘴通风率、总通风率;杂气与烟支重量、总通风率;余味与吸阻、滤嘴通风率、总通风率可分别建立逐步回归方程,且均达到5%显著水平。香气、余味和刺激性随烟支重量、总通风率的变化趋势相似,都是先增加,后降低;杂气随总通风率的增加而增加,随烟支重量、吸阻的增加而降低;刺激性随吸阻的增加而降低。当烟支重量为0.749～0.781g/支、吸阻为996～1089Pa/支、总通风率为24.6～32.4%时,卷烟香气值最高。     

在线激光打孔卷烟通风率与卷烟理化指标的关系

利用在线激光打孔设备制作通风率不同的混合型卷烟和烤烟型卷烟,考察通风率对两种卷烟物理指标、常规烟气释放量的影响.结果表明:两种卷烟的总通风率、滤嘴通风率均与卷烟质量呈正相关,与吸阻呈负相关,且通风率越高,滤嘴通风率对总通风率的贡献越大;两种卷烟的总通风率、滤嘴通风率均与烟气烟碱、焦油和CO释放量呈显著负相关,影响大小依次为CO释放量焦油释放量烟碱释放量.根据卷烟烟气指标设计,可先计算总通风率,再通过调整在线激光打孔参数来满足卷烟产品设计要求.     

基于线性网络模型的卷烟吸阻稳定性检测评价方法

为分析卷烟吸阻稳定性的影响因素及规律,基于线性网络模型方法,建立了卷烟吸阻标准偏差的计算模型,通过该模型可以获得卷烟各部分稳定性对整体吸阻稳定性的贡献。通过4种不同圆周的卷烟样品对模型进行验证,对比实验结果与计算结果的差异。结果表明:①基于线性网络模型的吸阻标准偏差计算模型具有较高的准确性,可以用于评价卷烟吸阻的稳定性。②造成吸阻不稳定的因素主要集中在滤嘴通风段,提高滤嘴通风的均匀性或减小通风均可提高烟支吸阻的稳定性。③随着滤嘴通风孔部分标准偏差的降低,烟支整体标准偏差明显降低。随着滤嘴通风率的减小,卷烟总吸阻呈现出增加趋势,而卷烟整体的标准偏差呈现出下降趋势,因此对滤嘴通风段进行改善可提高吸阻的稳定性。     

滤嘴设计参数对细支卷烟吸阻的影响

为给细支卷烟(圆周=17.0 mm)吸阻设计及优化提供参考,将5种规格二醋酸纤维丝束(8.0Y/15 000、9.5Y/12 000、11.0Y/15 000、6.0Y/17 000、6.7Y/17 000)成型为不同压降(2 400～5 200 Pa)滤棒,并搭配不同滤嘴通风率(0、20%、40%、60%)进行细支卷烟样品制备,考察了滤嘴通风率、二醋酸纤维丝束规格及滤棒压降对细支卷烟吸阻的影响。结果表明:(1)固定滤棒压降,烟支吸阻与滤嘴通风率呈显著负相关关系(R~20.98),且滤棒压降增大,改变相同滤嘴通风率对烟支吸阻的影响幅度略有增加;(2)固定滤嘴通风率,高单旦、低总旦规格二醋酸纤维丝束适宜于降低烟支吸阻;(3)固定滤嘴通风率,烟支吸阻与滤棒压降呈显著正相关关系(R~20.96),且滤嘴通风率增大,改变相同滤棒压降对烟支吸阻的影响幅度减弱。     

材料多因素对30mm滤嘴长卷烟通风率的影响

采用正交试验设计法研究卷烟纸、成型纸、接装纸及嘴棒组合搭配对30 mm滤嘴长卷烟的纸通风率、滤嘴通风率以及总通风率的影响.结果表明:接装纸透气度及卷烟纸透气度是影响卷烟通风率的显著因素和重要因素,对其进行调整和控制,可以很好地实现对30 mm滤嘴长卷烟产品通风率的控制.     

基于MARS的卷烟吸阻和通风预测模型

通过对卷烟吸阻、通风率的原理分析找出相关的影响因子,结合大量丰富的不同规格和原辅料特性的卷烟数据,利用多元自适应回归样条(MARS)方法建立了卷烟吸阻、通风预测模型。结果表明,吸阻预测模型的标准化均方误差为0.276,绝对误差平均值为37.5Pa;纸通风预测模型的标准化均方误差为0.184,绝对误差平均值为0.91%;滤嘴通风预测模型的标准化均方误差为0.044,绝对误差平均值为1.27%,模型预测效果较好。     

基于线性网络模型的卷烟吸阻及通风特征预测方法

为了快速预测卷烟吸阻与通风之间的关系,根据卷烟各个组成部分之间的串联与并联关系,建立了卷烟气流流动的线性网络模型,计算卷烟的吸阻、卷烟纸通风率、滤嘴通风率以及总通风率。通过3R4F卷烟和细支卷烟的结构参数与物性参数,验证线性网络模型,比较模型预测结果与实验检测结果之间的相对误差可知,卷烟吸阻和总通风率的相对误差都在3%以内。线性网络模型不需要复杂的数值模拟或解析计算即可快速预测卷烟气流流动过程通风特征,揭示卷烟通风特征与结构参数和物性参数之间的非线性关系,且该方法预测结果准确性高。     

不同抽吸状态下卷烟内部气流流动特性的近似分析

为了快速方便地考察卷烟内部气流流动特性,建立了不同抽吸状态下卷烟内部气流流动一维数学解析模型,分别获得了未燃烧3R4F卷烟在恒速抽吸和ISO标准抽吸状态下卷烟内部气流压降与速率分布分析解,并且比较了分析解与模拟解的差异。分析解可以用于计算卷烟压降、吸阻、总通风率以及滤嘴通风率。分析解显示卷烟内部气流一维近似流动假设成立;卷烟内部气流压降满足分段线性函数变化;气流速率在烟丝前段呈二次函数变化,在滤嘴段呈阶梯函数变化;卷烟总通风率与滤嘴通风率在不同抽吸模式下保持不变。分析解可为深入理解未燃烧卷烟气流流动特性提供理论支持。     

不同规格卷烟物理参数量化关系研究

为了进一步探究不同规格卷烟的物理参数量化关系,指导不同规格卷烟设计开发与相关研究工作,基于通风度、吸阻、卷烟纸透气度等基本概念和检测原理,运用达西定律,分析了卷烟吸阻、通风度的组成和相互影响,建立并验证了卷烟的物理参数量化关系模型。结果表明:①滤嘴通风度、纸通风度、总通风度、卷烟吸阻模型拟合值与实测值的双样品t检验P值分别为0.943、0.759、0.984和0.844,无显著性差异,成对双样本t检验泊松相关系数分别为0.999、0.990、0.999和0.993,该模型与实际情况符合性较好,可以利用该模型进行不同规格卷烟产品物理指标的预测与设计。②建模过程中引入的变量均为一般性卷烟物理指标,使用的设备是卷烟常规检测仪器,数据易于检测和获取,便于技术人员掌握和应用。      

卷烟吸阻对焦油的影响

在卷烟的加工和原材料的使用过程中,不同因素都可导致卷烟吸阻的变化,对焦油产生影响。我们通过对不同烟支重量、滤嘴和滤嘴打孔、卷烟纸透气度、烟丝填充值与吸阻和焦油的关系方面进行的实验分析发现,随着烟支重量增加,吸阻逐渐增大,但与焦油产生量的高低不成正比例关系。在烟支重量相同的情况下,卷烟焦油随滤嘴吸阻的增大而降低。在烟支重量和滤嘴吸阻相同的情况下,烟支的吸阻随卷烟纸透气度的增高而降低,焦油也呈递减趋势。滤嘴打孔距离越靠近滤嘴上端,卷烟吸阻的下降幅度越大,稀释烟气的能力也越强。通风度与稀释烟气的能力成正比,大约通风度每增加10%,烟支吸阻下降8.67mmH_2O。焦油产生量与打孔通风度成反比,即通风量越大,焦油量越低。在其它条件相同情况下,烟丝填充值越高,烟支吸阻越小,焦油产生量也越低。     

温湿度调节过程中样品放置方式对卷烟主要物理指标的影响

为了考察样品放置方式对卷烟温湿度调节效果和主要物理指标的影响,研究了散装和盒装剪底两种常用样品放置方式对卷烟质量平衡状态和卷烟单支质量、吸阻、总通风率等指标的影响。结果表明:(1)不同样品放置方式下,卷烟含水率和达到质量平衡的时间有较大差异,散装卷烟经48 h调节后达到平衡状态,盒装剪底调节的卷烟质量随调节时间增加持续增加。(2)样品放置方式对卷烟不同物理指标的影响有一定差异,对卷烟硬度的影响最大,会造成产品硬度判定结果的变化;对卷烟单支质量有较大的影响;对卷烟吸阻、总通风率、圆周、长度的影响较小。相同调节时间内散装调节的卷烟的质量、吸阻、总通风率、圆周、长度均大于盒装剪底调节的卷烟,硬度小于盒装剪底调节的卷烟。(3)烟草及烟草制品调节和测试的大气环境标准中应进一步明确卷烟样品温湿度调节时的放置方式,以避免其差异对测试结果的影响,建议调节卷烟样品时应尽量采用散装方式放置。     

卷烟滤嘴设计对主流烟气温度的影响及其降温效应

为降低卷烟主流烟气温度对口腔的刺激,提高消费者卷烟抽吸舒适性,采用热电偶测量了卷烟燃吸过程中滤嘴出口端温度,研究了不同滤嘴设计降低卷烟主流烟气温度的效果。结果表明:(1)卷烟滤嘴具有降低主流烟气温度、减少人体口腔温度刺激感的效果。(2)增加滤嘴压降、缩短滤嘴长度、提高滤嘴通风率,可降低主流烟气温度;其中又以提高滤嘴通风率的效果最为显著。(3)不同结构滤嘴的降温效果存在明显差异,活性炭组合滤嘴沟槽滤嘴活性炭复合滤嘴醋纤丝束滤嘴中空滤嘴;其中,活性炭组合滤嘴和沟槽滤嘴可有效降低烟气的口腔温度刺激感,提高卷烟抽吸的舒适性。     

卷烟主要物理指标质量监控样品的设计与应用

为解决卷烟主要物理指标质量监控样品无法检测通风率、无法重复使用等问题,设计了一种应用于卷烟综合测试台且可重复使用的监控样品。使用弹性材料作为包裹层、多孔材料作为填充层,实现监控样品的重复使用; 利用吸阻恒流管和通风率恒流管,实现卷烟吸阻和通风指标的模拟; 通过质量控制图实现检测过程监控,有效识别检测中的问题。对监控样品的性能和适用性进行评价,并对主要应用场景进行效果分析,结果表明:①实现了对卷烟质量、圆周、吸阻、硬度、长度、通风率等全部物理指标的模拟检测; ②监控样品的稳定性和均匀性显著优于卷烟,各项指标变异系数均明显低于卷烟样品,硬度的变异系数＜2%,其余指标的变异系数均＜1%,连续5年测试的吸阻极差为9 Pa,通风率极差为1.7%,其余指标平均值和标准偏差基本无变化,适用于不同型号的卷烟综合测试台; ③监控样品在卷烟物理指标实验室比对、检测过程监控、标准测量方法的重复性与再现性评价、测量审核4种质量控制活动中应用效果良好,能够保证测试结果的有效性与可比性。      

爆珠滤棒设计参数对卷烟通风率及主流烟气成分的影响

为进一步拓宽爆珠滤棒设计思路,制备了不同爆珠直径和位置的爆珠滤棒和卷烟样品,分析了爆珠滤棒设计参数对常规卷烟主要物理指标、主流烟气常规指标及烟碱过滤效率的影响。结果表明:①随爆珠直径的增加,烟支滤嘴通风率和吸阻的升高幅度分别可达28.4%和28.1%;卷烟焦油和烟碱释放量分别降低6.8%和3.3%,烟碱过滤效率升高幅度达15.8%。②随爆珠距唇端距离的增加,滤嘴通风率和过滤效率在爆珠位置与打孔位置较近时达到最小。③爆珠破碎后,烟支吸阻显著降低,幅度可达210 Pa;焦油和烟碱释放量最大分别可升高1.9和0.08 mg/支,烟碱过滤效率降低16.3%。④随爆珠直径的增加,爆珠破碎后,烟支滤嘴通风率和总通风率整体降低,烟支吸阻呈增加趋势;烟碱和焦油释放量逐渐增加。⑤随爆珠距唇端距离的增加,爆珠破碎后,焦油和烟碱的释放量逐渐增加,过滤效率逐渐减小,并在爆珠距离打孔位置较近时出现极值。      

等离子和静电打孔接装纸特性及其对卷烟物理和常规烟气指标的影响

  目的  为综合对比评价等离子打孔和静电打孔接装纸的特性及其对卷烟物理指标和常规烟气成分释放量的影响。  方法  采用两种打孔方式不同透气度和不同孔带宽度的接装纸进行电镜扫描和卷烟试验。  结果  （1）试验条件下,静电打孔接装纸比等离子打孔接装纸的孔密度更高、孔径更小。（2）在相同孔带宽度和接装纸透气度下,静电打孔和等离子打孔卷烟的吸阻稳定性、总通风率稳定性和常规烟气成分释放量无显著差异,静电打孔卷烟滤嘴通风率稳定性优于等离子打孔。（3）增加打孔宽度可提高卷烟滤嘴通风率的稳定性,可降低焦油量、烟气烟碱量和一氧化碳量等常规烟气指标。  结论  从烟支物理特性及降低焦油、烟碱和一氧化碳的角度,等离子打孔和静电打孔可以实现等同应用,应尽量增加打孔密度,减小打孔孔径,并增加打孔宽度。      

卷烟降焦技术方法

影响卷烟焦油产生量的主要因素有叶组配方、烟支结构、卷烟纸透气度和滤嘴的过滤效率。欲将卷烟焦油量大幅度降低必须采取综合措施。试图通过在卷烟配方中选用一些燃烧后焦油产生量较低的烟叶来达到降焦目的,在实际应用中很难实现。在卷烟中加入一定量的烟草薄片和膨胀烟（梗）丝、改善烟支结构,均可降低卷烟焦油量。将卷烟纸的透气度控制在７０ｃｏｒｅｓｔａ以下,适当提高滤嘴吸阻并降低烟支吸阻,不仅有利于降低卷烟焦油量,而且有利于改善卷烟的吸味品质。滤嘴通风的降焦效果取决于稀释率的大小,过高的稀释率不利于卷烟的吸味质量。     

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。     

卷烟滤嘴在降焦减害中的研究进展

对滤嘴材料、滤嘴参数设计、滤嘴的结构进行了综述。①阐述了醋酸纤维和聚丙烯纤维改性技术,纸质滤材技术,新型滤材技术的特点和降焦、减害效果。②介绍了滤嘴长度、吸阻以及增塑剂添加量、滤嘴通风率等滤嘴参数对烟气焦油、有害成分释放的影响情况。③对引起越来越多消费者青睐的异型结构滤嘴、复合结构滤嘴,阐明了其技术特点和降焦、减害效果。卷烟滤嘴参数优化设计成为降焦减害普遍采用的技术;高效、环保滤材和特殊结构滤嘴未来将在越来越多的低焦油低有害成分释放卷烟产品上应用。