基于特征工程的卷烟包灰影响因素筛选及评价模型

为定量评价卷烟包灰能力，采用所建立的包灰外观评价方法对250张卷烟燃烧灰柱图片进行专家打分，获得卷烟包灰值，并基于特征工程的统计分析方法研究卷烟包灰值与灰色值、裂口率、缩灰率、炭线宽度、炭线整齐度等测定指标之间的相互关系。结果表明：(1)灰色值、裂口率和缩灰率对卷烟包灰影响显著，而炭线宽度、炭线整齐度和燃烧速率对卷烟包灰影响不显著。(2)优势主导分析表明，裂口率、灰色值和缩灰率对卷烟包灰贡献权重分别为0.729、0.241和0.030。(3)由裂口率、灰色值和缩灰率为自变量的回归方程可较好地评价卷烟包灰能力，方程决定系数达0.725。     

卷烟燃烧参数、灰分外观和烟气成分相互关系研究

  目的  揭示卷烟燃烧三个维度之间相互关系。  方法  利用统计分析方法研究了卷烟燃烧参数（燃烧温度、耗氧量和燃烧速率）、灰分外观指标（灰色值、裂口率、缩灰率、炭线宽度、炭线整齐度和持灰力）和烟气成分（烟气常规成分和七种有害成分）之间的相关性。  结果  ① 烟丝静燃速率、卷烟吸燃速率和耗氧量之间呈极显著正相关,但均与燃烧温度和卷烟纸阴燃速率无显著相关性;卷烟静燃速率仅与耗氧量显著正相关,燃烧温度仅与卷烟纸阴燃速率呈极显著负相关。②燃烧速率参数不仅与多种烟气成分显著负相关,亦与灰分外观质量显著正相关,与燃烧温度和耗氧量相比,是调节卷烟烟气和灰分外观质量更为有效的燃烧参数。      

烟丝和卷烟纸中金属元素对自由燃烧速率的影响

采用火焰原子吸收法测定42个不同牌号卷烟烟丝、卷烟纸及烟灰中8种金属元素的含量,并研究金属元素含量对烟支自由燃烧速率的影响。结果表明:钾、钠、镁、锰、锌、铜与卷烟烟支自由燃烧速率关系密切。其中,钾对烟支自由燃烧速率具有促进作用、镁为抑制作用,其余元素则因来源(卷烟纸或烟丝)差异呈现不同的影响趋势。     

卷烟纸相关因素对卷烟包灰性影响分析

为进一步改进卷烟燃烧后的包灰质量,采用数码相机拍照、利用图像分析软件对选取部分卷烟纸样品的各相关因素进行包灰效果分析。结果表明:卷烟纸定量、罗纹方式、助燃剂种类与含量及钾/钠比等相关因素对卷烟的包灰质量有较大影响。     

卷烟包灰性能的影响因素

为了准确定量卷烟的包灰性能,采用数码相机拍照,利用图像分析软件(Image.J)计算,建立了卷烟包灰性能的定量分析方法.考察了卷烟纸、卷烟配方和切丝宽度对卷烟包灰性能的影响,结果显示:①随着卷烟纸助燃剂的减少及助燃剂中钾钠比的降低,卷烟包灰性能改善明显.卷烟纸中添加包灰助剂在改善卷烟包灰性能方面作用明显;②建立了膨胀烟丝、梗丝和再造烟叶与卷烟包灰性能的多因素影响模型,正交试验及方差分析结果表明,三丝对卷烟包灰性能的影响程度为:膨胀烟丝＜再造烟叶丝＜梗丝;③烟丝切丝宽度为0.8 mm的卷烟,其包灰性能优于切丝宽度为0.9 mm的卷烟.     

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。     

升温速率对卷烟烟丝快速热解的影响

为考察升温速率对卷烟烟丝快速热解行为的影响,采用热重-质谱联用技术对卷烟烟丝在不同升温速率(200 K·min~(-1)~800 K·min~(-1))下的热解特性进行研究,并建立了不同升温速率下卷烟烟丝的快速热解动力学模型。结果表明:(1)随着升温速率的升高,烟丝各主要成分热分解温度区间的叠加程度、热解速率以及释放特性指数均呈递增趋势,且有不同程度的热滞后现象。(2)引入升温速率校正因子的动力学模型能够克服热滞后所引起的动力学参数偏差,可以更好地预测不同升温速率下卷烟烟丝的快速热解行为。(3)高升温速率下,热解烟气产物中质荷比(m/z)为56(丙烯醛)、79(吡啶)、84(烟碱)、94(苯酚)和117(吲哚)的化合物释放量减小。在高升温速率下卷烟烟丝的快速热解特性与卷烟燃烧的真实状态更为接近,建立的卷烟燃烧数学模型更加准确。     

卷烟纸特性对卷烟静态包灰性能的影响

为研究卷烟纸特性对卷烟静态包灰性能的影响,采用层次分析法确定卷烟包灰持灰力、白度、裂口率、缩灰率、碳线整齐度5个指标的权重,建立了定量评价卷烟包灰综合性能的方法。结果表明:(1)各指标的权重分别为W持灰力=0.04,W白度=0.16,W裂口率=0.64,W缩灰率=0.10,W碳线整齐度=0.06,权重判断矩阵通过一致性检验(CR=0.0810.1),说明计算的权重较准确。(2)利用构建的评价方法分析卷烟纸特性对包灰综合性能的影响,定量结果与静燃实际包灰效果具有一致性,说明该评价方法较可靠。(3)对于不同的有机酸钾助燃剂,其包灰综合性能:酒石酸钾醋酸钾柠檬酸钾。钾钠比为1∶1时,随着柠檬酸根含量的增加,包灰综合性能提升。较低的钾钠比、较高的氧化钙灰分含量、较高的透气度对提升包灰综合性能均有作用。     

再造烟草颗粒卷烟与常规卷烟的对比

为提高卷烟品质稳定性,以烟草颗粒为填充物制备了再造烟草颗粒卷烟,从外观、燃烧性能、烟支物理指标、化学成分和常规烟气成分等方面考察了其与常规卷烟的差异。结果表明:①相比常规卷烟,再造烟草颗粒卷烟的静燃速率快约6%,包灰值减少80%以上,燃烧线齐整,烟灰颜色更白。②再造烟草颗粒卷烟的烟支质量、吸阻、总糖、总碱、焦油和烟碱释放量的检测平均值与常规卷烟基本相同,但相应指标的标准偏差均显著降低。③再造烟草颗粒卷烟的CO释放量比常规卷烟降低约5 mg/支,CO/焦油比值降低到约0.55。      

不同切丝机对卷烟包灰性能的影响研究

卷烟包灰直接影响到消费者体验,特别是在高档卷烟中,包灰性能的优劣显得尤为重要。为研究切丝工序中不同切丝机对卷烟包灰性能的影响,本文选取TOPSPIN和SQ两种切丝机进行切丝试验,分析切后烟丝的结构差异并分别卷制成烟支样品,最后通过卷烟包灰测定仪检测两种卷烟样品的包灰性能。结果表明:SQ切丝机的切丝质量优于TOPSPIN,其切后烟丝的薄片团和并条丝、花片含量明显降低;SQ切丝机切后烟丝在卷制过程中,薄片丝的损耗率小于TOPSPIN,烟支中薄片丝的均匀性优于TOPSPIN,含薄片团烟支占比降低;静燃时SQ切丝机卷烟的包灰性能优于TOPSPIN,抽吸时SQ包灰性能稍差。     

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...     

烤烟烟叶理化特性对烟气烟碱、CO、焦油量的影响

对河南不同产地、津巴布韦和巴西的烤烟烟叶中的焦油、烟气烟碱、CO等有害成分的释放量进行了检测和分析，并对烟叶的填充力、静燃速率和化学成分中的还原糖、总氮、烟碱、K2O、Cl^-、SO4^2-及有机钾与烟气有害成分影响进行了相关性分析，结果表明，河南烤烟烟气有害成分含量高于漳巴布韦、巴西。烟气有害成分与烟叶的K2O、有机钾、还原糖／烟碱和K／C1、静燃速率呈显著负相关；与烟碱、Cl^-、SO4^2-呈显著正相关；烟气有害成分与还原糖与上部烟呈显著负相关，与中部烟和全部样品比较相关性不明显；烟叶填充力也呈类似结果；说明与烟叶燃烧性有关的因素对烟气中有害成分含量有明显影响。     

烤烟主要化学成分与感官质量的相关性分析

对我国15个省及部分进口烟叶样品化学成分指标与感官质量指标间进行了简单相关分析。结果表明,所有化学成分指标均与总体感官质量呈显著或极显著的相关关系,与总体感官质量的相关程度由大到小排序依次是：总氮^-〉烟碱^-〉总糖^＋〉两糖差^＋〉有机钾^＋〉还原糖^＋〉糖碱比^＋〉无机硫^-〉钾硫比^＋〉两糖比^-〉钾氯比^＋〉氮碱比^＋〉总氯^-〉总钾^＋（指标的上标为“-”表示与总分负相关,上标为“＋”表示与总分正相关）。研究认为,相对于两糖比指标、烟叶的两糖差与感官质量的关系更为密切,相对于总钾、氯、钾氯比等指标,无机硫、有机钾与燃烧性及感官质量的关系更为密切,两糖差、无机硫、有机钾可作为烟叶品质评价的重要指标。     

影响卷烟包灰能力的因素研究

为了准确判断卷烟的包灰性能,模拟设计20孔道直线式吸烟机设备抽吸卷烟,用数码相机拍摄,评价卷烟的包灰图像.结果显示:①卷烟纸透气度从40 CU增加至70 CU,定量从28 g/m2增加至34 g/m2,凝灰剂含量从0增加至0.3%,柠檬酸盐助燃剂含量从1.7%减少至1.0%,卷烟燃烧后的灰分包灰变紧,卷烟纸的包灰能力增...     

电子鼻结合GC-MS检测鸡肉蛋白酶对鸡肉风味的影响

采用PEG2000/(NH4)₂SO₄双水相体系萃取鸡肉内源性蛋白酶,并结合电子鼻和GC-MS检测蛋白酶处理前后肉品风味的变化情况。结果表明:当PEG2000质量百分浓度为32%,(NH₄)₂SO₄质量百分浓度为32%,pH为6.5,鸡肉蛋白酶的萃取率最高达到83.48%。用此条件下提取的蛋白酶处理鸡肉,采用电子鼻能够很好的区分处理前后鸡肉样品中挥发性风味物的变化。GC-MS共检测出66种挥发性成分,主要包括醛类、烃类、芳香族类、含硫化合物、有机酸以及醇和酯类挥发性物质,处理组醛类、芳香族类、含硫化合物相对含量明显高于空白组。综上结果表明鸡肉蛋白酶可以很好的增强鸡肉风味。     

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。