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。     

卷烟燃吸模拟装置的设计与应用

设计了一种卷烟燃吸模拟装置,对其控温性能进行了评价,比较了烟丝在该装置中模拟燃吸时的裂解产物与卷烟采用吸烟机抽吸产生的烟气成分之间的差异,考察了采用该装置裂解烟丝所产生的NH3,HCN和苯酚的重复性.结果表明:①该装置具有较快的升温速率和较大的样品容量,当升温速率分别为50,100和150℃/s,未装载样品时,其实测温度曲线的相对标准偏差(RSD)分别为4.80％,5.10％和8.10％,装载样品时,RSD分别为3.50％,3.65％和9.02％;②该装置能够实现烟丝裂解产物的定量捕集,裂解产物经GC/MS分析,共鉴定出141种成分,比卷烟烟气成分多16种,其产生量也高于烟气成分的释放量;③该装置裂解烟丝样品的实验重复性较好,NH3,HCN和苯酚的RSD分别为2.54％,7.32％和3.11％.     

不同反应条件下的Maillard反应产物对卷烟燃吸品质的影响研究

制备了在不同反应条件下混合氨基酸和葡萄糖的Maillard反应产物,并把它们加入空白烟丝中进行详细的感观评价,在该反应体系中,反应温度为105℃左右,pH为10左右,反应时间5 h左右条件下的MaiⅡard反应产物对卷烟加香效果较好.     

卷烟燃吸过程中温度分布检测系统的开发与应用

卷烟燃烧锥内部温度分布检测采用的微细热电偶检测技术,存在热电偶定位不准确、热电偶易折损、被测卷烟易变形、数采系统与吸烟机不同步等问题.为此,采用微细热电偶模块化、烟支反射光定位预打孔、螺旋测微器控制插入深度等技术,研制开发了卷烟燃吸过程温度分布检测系统.应用结果表明:①烟支反射光定位预打孔技术和热电偶模块化设计,降低了操作过程中对被测卷烟造成的变形和微细热电偶的损伤;②螺旋测微器进位装置对热电偶模块插入烟支内部的轴向和径向定位,提高了热电偶检测位置的准确性,控制精度由0.5 mm提高到0.01 mm;③通过负压联动机制实现了卷烟抽吸与数据采集同步,提高了检测结果的重复性.该检测系统操作灵活,自动化程度高,有效降低了人为因素的影响,提高了工作效率.     

卷烟阴燃和吸燃时CO的释放

为了深入研究卷烟燃吸过程中CO的释放情况,采用先进的热电偶测温装置与烟草热解燃烧反应系统相结合的方式,确保用于模拟卷烟内部热解燃烧反应的热条件准确。根据卷烟燃烧时燃烧线的迁移分为3个区域进行研究,分别是阴燃燃烧线前端的焦炭区域R1,吸燃时燃烧线经过的预加热烟丝区域R2,吸燃燃烧线后端的新鲜烟丝区域R3。试验结果表明:(1) R1和R2在阴燃时已达到较高的温度,是侧流烟气中CO生成的主要来源,对吸燃时主流烟气CO的贡献较少;(2) R3在吸燃时虽然温度较低(400℃),但是却对主流烟气中CO的释放贡献最大;(3)由于热传导的影响,阴燃时温度越高的卷烟,R3的温度越高,所释放的CO含量也随之增加。     

有效燃吸体积折算法判定卷烟主流烟气指标的研究

为探索卷烟规格对卷烟主流烟气指标检测及判定的影响,建立了标准烟支体积折算法,即以标准烟支的有效燃吸体积为基准对其他规格烟支主流烟气指标进行修正。研究表明:(1)经标准体积折算后,使不同规格卷烟的主流烟气指标有了较为科学的可比性,有利于检测口径的统一;(2)国际品牌卷烟在降焦减害方面要好于国内大部分卷烟产品,但国内少数低焦油产品也已具备了很高的降焦减害水平,说明国内卷烟在降焦减害方面仍有很大潜力可挖。     

双层纸卷烟——卷烟纸参数对燃吸特性的影响

虽然已研制出双层纸卷烟 ,并在国际卷烟市场上销售 ,但人们对普通卷烟纸参数在双层包卷时的交互作用 ,以及最终对双层纸卷烟燃吸特性的影响知之甚少。研究给出了一个 2水平多因子实验的结果 ,研究在双层纸卷烟结构中 ,以下卷烟纸参数对卷烟燃吸特性的影响 :①外层纸的燃烧剂水平 ;②内层纸燃烧剂配比 ;③外层纸透气度 ;④内层纸透气度。内层纸是定量 2 8g/m2 的降侧流烟气卷烟纸 ,含有Mg(OH) 2 辅助填料 ;外层纸是普通卷烟纸 ,定量 2 5g/m2 。卷烟燃吸特性检测项目有 :主流烟气TPM ,CO ,抽吸口数 ,侧流烟气TPM ,侧流烟气产生速率和静燃速率。燃吸实验的统计分析揭示 ,既有预料的也有非预料的结果。在卷烟燃吸特性研究中 ,主导因素导致预料的燃吸特性发生变化。对所有燃吸测定值起支配作用的主导因素有 :外层纸柠檬酸盐燃烧剂的水平和内层纸的透气度 ,而内层纸燃烧剂的配比 (柠檬酸钾与柠檬酸钠的比率 )对卷烟燃吸特性的影响最小。多因子交互作用对主流烟气中CO产生量的影响一般较小或不显著。由于内外层盘纸透气度的相互作用 ,并最终影响CO透过双层盘纸的扩散 ,有几种二因子和三因子交互作用的影响很显著。希望该项研究能为产品设计人员开发双层纸卷烟提供有效指导     

烟草中部分含氮化合物模拟燃吸生成氨的影响因素

为考察烟草中的含氮化合物在卷烟燃烧过程中生成氨的规律,以烤烟烟丝为基质,采用卷烟模拟燃吸装置研究了燃吸温度、燃吸气氛含氧量及流速和升温速率等因素对烟气中氨的主要前体成分燃吸生成氨的影响。结果表明:1燃吸温度、燃吸气氛含氧量和升温速率对蛋白质、草酸铵、脯氨酸和天冬酰胺等燃吸生成氨均有明显影响,载气流速的影响较小。2低含氧气氛、高升温速率、中温环境可抑制烟草或氨的前体物燃吸生成氨。     

不同材质、长度滤棒基棒对加热卷烟烟气气溶胶吸光度的影响

为探究不同材质、长度的滤棒基棒对加热卷烟烟气气溶胶吸光度的影响,通过改造某牌号加热卷烟作为气溶胶源,将5、10、15、20 mm的中空醋酸纤维、聚乳酸(PLA)、醋酸纤维共12种基棒分别连接至气溶胶源样品上作为测试样品。采用光透射法测量样品的烟气吸光度,以测试样品相对于气溶胶源样品烟气吸光度的变化作为吸光度衰减率,分析了不同基棒对加热卷烟烟气吸光度的影响。结果表明：(1)气溶胶源样品烟气吸光度在第3至第6口变异系数均小于6%,相对稳定;(2)基棒越长,衰减率越高,基棒长度变化对逐口衰减率的影响程度存在一定差异,中空醋酸纤维基棒、聚乳酸(PLA)基棒的长度与逐口衰减率呈指数关系,除第1口外R²均大于0.90,醋酸纤维基棒长度与逐口衰减率呈线性关系,除第2口和第5口外R²均大于0.87。     

卷烟纸钾盐对卷烟燃吸过程的影响

为研究卷烟纸钾盐对卷烟燃吸过程的影响规律,设计了不同钾离子含量的卷烟纸并统一制成卷烟,测定获得了卷烟纸钾离子含量对卷烟燃吸过程中燃烧状态和动态吸阻的影响规律,分析了卷烟纸的热失重特性,探讨了钾离子对卷烟燃吸过程中燃烧锥温度分布的影响机制以及对主流烟气常规化学成分的影响.结果表明:随卷烟纸钾离子含量的增加,①静燃阶段中卷...     

Understanding puffing in a domestic microwave oven

This work is intended to develop an overall understanding of puffing of a starch-based snack in a home microwave oven, using primarily the microwave energy. Combination of experimental measurements was used, including dynamic mechanical thermal analysis, CT-Scan, SEM, image processing, and measurement of temperature, moisture content, and expansion ratio. Effects of various product and process parameters on puffing, including those of pretreatment to produce the half product, were studied. Experimental data showed that the physicochemical processes contributing to crust formation were gelatinization of starch, migration of soluble ingredients to the surface, and shrinkage at the surface. A thicker material was harder to puff due to its increased mechanical resistance. Higher microwave power, leading to higher rate of evaporation, increased expansion. Evolution of mechanical properties of the crust greatly affected the final shape of the puffed product. In overall understanding, critical determinants of a puffing process were attributed to three material factors (reduced surface permeability, optimal moisture content, and deformability) and two process factors (intense heat and higher internal pressure from evaporation).     

恒温恒湿调节箱内气流分布状态及其对卷烟调节效果的影响

  目的  了解恒温恒湿调节箱内的气流分布,验证不同规格卷烟样品在调节箱内的调节效果。  方法  改变在恒温恒湿调节箱内卷烟样品的数量、堆积方式和摆放位置,使用热敏风速仪检测调节箱内特征点的强制气流速度;使用ISO 3402标准规定的平衡判定方法,对不同规格的卷烟调节效果进行了验证。  结果  （1）行业常用的卷烟恒温恒湿调节箱内气流分布并不均匀,各个位置气流速度差异较大,某些位置甚至无法检测到强制气流;（2）卷烟在恒温恒湿调节箱的调节过程中,改变样品数量、堆积方式和摆放位置时,对箱体内各位置的气流强度有一定影响,影响效果并无明显规律,且对箱内整体气流分布均匀度没有明显影响;（3）当调节时间满足48 h时,烟支规格对卷烟调节至平衡并无影响,卷烟样品均能达到标准规定的平衡要求,3 h内重量变化不大于0.2%的判定方法符合国内卷烟调节的实际情况。  结论  该研究结果对生产企业以及实验室研究人员在使用卷烟恒温恒湿调节箱和卷烟样品平衡的验证都具有一定的指导意义。      

传统卷烟和电子烟烟气气溶胶粒径分布研究

为了解传统卷烟和电子烟烟气气溶胶粒径分布特性, 按照ISO 的抽吸模式, 分别对10 个品牌的传统卷烟和电子烟进行测试。通过在线稀释, 采用模拟循环吸烟机和快速粒径谱仪对气溶胶粒径和浓度进行了测试。结果表明:(1)在相同的抽吸条件下, 传统卷烟气溶胶的颗粒、单位体积数浓度都比电子烟大;(2)在不同抽吸口数下, 传统卷烟气溶胶粒径每口之间差异很大, 而电子烟气溶胶粒径每口之间分布比较均匀。      

电子烟多口抽吸过程的传热传质数值模拟

为探究电子烟烟液在多孔雾化芯内雾化过程中的传热传质行为, 建立了适用于模拟电子烟多口抽吸使用场景的多口抽吸模型, 并应用MATLAB软件对模型进行求解, 经验证模型具有一定的准确性。利用多口抽吸模型模拟逐口抽吸条件下电子烟烟液相变过程的传热传质特性、烟液成分变化并计算热效率。结果表明:①雾化芯孔隙中的烟液在抽吸间隙发生降温, 在30 s的抽吸间隙内, 烟液温度无法降至环境温度, 随着抽吸口数的增加, 逐口抽吸开始时刻和结束时刻的烟液温度较上一口相比平均提高4.4%;②在模拟的5口抽吸中, 烟液的平均气化速率呈现先增大后减小的趋势, 第2口抽吸时烟液的平均气化速率达到最大值2.80 mg/s;③随着抽吸口序的增大, 逐口的系统升温耗能呈现先减小后增大的趋势, 逐口的烟液气化耗能呈现先增大后减小的趋势, 逐口的导热、对流、辐射3项热损失不断增大, 每一口抽吸的热损失较上一口分别平均提高8.4%、6.8%、11.6%。每口抽吸的热效率随抽吸口数的增加而减小, 当抽吸口数从1口增加至5口, 每口抽吸的热效率从93.3%降至90.9%。      

烟支规格对卷烟物理、烟气、燃吸特性及感官质量的影响

为探究烟支规格对卷烟质量的影响,在烟丝原料、填充密度、卷烟纸透气度、接装纸规格、丝束材料以及滤棒吸阻条件相同的情况下卷制4种规格卷烟[烟支规格(烟支圆周×长度):常规(24.3 mm×84 mm)、22 mm卷烟(22 mm×84 mm)、中支(20 mm×89 mm)、细支(16.9 mm×97 mm)],检测其物理...     

卷烟主流烟气气溶胶分布研究

对卷烟主流烟气气溶胶分布进行了研究,按照标准吸烟条件,对4个卷烟进行了测试,通过在线200倍稀释,采用测量范围在7～10000 nm的电子低压撞击器对气溶胶粒径和浓度进行了测试。试验结果表明,不同卷烟主流烟气气溶胶分布有一定的差异,烟气气溶胶浓度随抽吸口数增加而增加,所测试的A、D样品气溶胶最高浓度粒径出现在0.261～0.381μm,B、C样品卷烟气溶胶最高浓度粒径出现在0.028μm;A、D样品卷烟气溶胶平均粒径为0.23μm,而B、C样品卷烟平均粒径为0.16μm;4种卷烟主流烟气气溶胶平均浓度介于1.09×109～2.21×109个/cm3之间,而相应每支烟的总粒子数介于2.29×1011～3.88×1011个粒子。     

基于烟丝分布特征的卷烟硬度预测模型

研究了烟支中段填充系数与测量卷烟硬度时的径向压缩量的关系,建立了压缩量与烟丝填充系数和烟支直径的回归模型,进而对卷烟硬度进行预测。结果表明:模型拟合优度>98%、测试集的标准化均方误差为0.6,相对误差均值为3.7%,模型预测误差远远小于指标正常波动范围及产品技术标准规定的允差范围,模型预测效果较好,同时模型适用于各种规格的卷烟,可以应用于实际生产中的卷烟硬度预测。