卷烟“三纸一棒“对烟气特征及感官质量的影响(一)

收集具有不同参数的10种卷烟纸、10种成形纸、7种接装纸以及5种丝束,分别搭配组合并选用同一批次的混合型卷烟烟丝卷制成89种试验卷烟.然后对全部试验卷烟进行烟气分析测试及感官质量评吸,最终建立卷烟辅助材料参数与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数、过滤效率、总稀释率等烟气分析指标的数学回归方程,在试验范围内利用这些方程可直接计算出辅助材料参数的改变对烟气分析指标的影响.具体的方程包括卷烟纸自然透气度、总稀释率、滤嘴长度以及滤棒吸阻(对通风卷烟及不通风卷烟)等分别与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数的关系;滤棒吸阻及滤嘴长度与过滤效率的关系;卷烟纸自然透气度与自由燃烧速度的关系等.本文还建立了成形纸透气度、接装纸透气度与总稀释率的回归方程,在试验范围内利用此方程可直接计算出总稀释率的大小;并对丝束规格对烟气分析指标的影响进行了研究.本文还定性描述了卷烟辅助材料参数的改变对感官质量的影响趋势.     

辅助材料设计参数对烤烟型卷烟烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响

为探索辅助材料与卷烟烟气化学成分之间的关系,研究了卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成形纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻对卷烟主流烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响,并通过辅材设计参数的组合设计,建立了辅材设计参数预测焦油、烟碱和CO释放量的数学模型.结果表明:①卷烟纸定量增加CO释放量增加;②卷烟纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低;③滤棒吸阻增加,焦油和烟碱释放量降低;④接装纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量显著降低;⑤成形纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低,降低程度与配合使用的接装纸透气度有关;⑥焦油、烟碱和CO释放量预测模型的预测值与实测值基本吻合.     

深度抽吸模式下卷烟辅助材料设计参数对烟气CO,苯酚和NNK释放量的影响

为研究深度抽吸模式下卷烟辅助材料设计参数(卷烟纸柠檬酸钾添加量、卷烟纸透气度、接装纸透气度、成型纸透气度、滤棒压降和膨胀梗丝掺配量)对不同类型烟气组分释放量的影响,建立了卷烟辅助材料设计参数对烟气CO,苯酚和NNK释放量的预测模型,并对21种卷烟样品进行了分析.结果表明:①所建立的模型预测能力较好,CO,苯酚和NNK预测值与实测值相对偏差的平均值分别为3.47％,7.91％和4.40％;②深度抽吸模式下,各卷烟辅助材料设计参数对3种烟气成分释放量的影响与ISO模式下的情况有明显差异.该模型可用于深度抽吸模式下的低危害卷烟辅助材料设计参数优化.     

辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量的影响

为考察辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量的影响,采用单因素影响设计法制备了40种试验卷烟,考察了卷烟纸透气度、卷烟纸定量、滤棒吸阻、接装纸透气度、成型纸透气度和滤嘴通风度对这些卷烟主流烟气CO、氢氰酸、NNK、氨、苯并[a]芘、苯酚、巴豆醛释放量的影响。结果表明:①卷烟纸定量对苯酚和CO的释放量有显著的影响,随着卷烟纸定量的增加,苯酚释放量下降,CO量增加;②卷烟纸透气度与HCN,NH3,BaP,CO和苯酚释放量有显著的负相关关系,影响大小依次为HCN>NH3>BaP≈CO>苯酚;③滤棒吸阻与NNK,NH3,HCN,苯酚,BaP和CO释放量有显著的负相关关系,影响大小依次为苯酚>NH3>NNK>HCN>BaP>CO;④滤棒成型纸透气度和接装纸透气度对CO,NNK,NH3,HCN,巴豆醛,苯酚和BaP释放量均有一定的影响,但成型纸透气度的影响较小,接装纸透气度的影响较明显。随着接装纸透气度的增大,成型纸透气度对有害成分释放量的影响程度增大;⑤滤嘴通风度与CO,NH3,HCN,巴豆醛,苯酚和BaP有显著的负相关关系,其影响大小依次为HCN>CO>巴豆醛>NH3>苯酚>BaP。辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分有一定的影响。     

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。     

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。     

辅助材料参数对卷烟主流烟气中酸性香味成分释放量的影响

为研究辅助材料参数(卷烟纸定量、透气度,成型纸透气度,接装纸透气度和滤棒吸阻)对卷烟主流烟气中酸性香味成分释放量的影响,采用GC/MS法对不同辅材设计参数试验卷烟主流烟气中21种酸性香味成分进行了测定,并分别从单因素、多因素两方面考察了上述卷烟辅材设计参数对主流烟气酸性香味成分释放量的影响,建立了4种卷烟辅材设计参数(卷烟纸定量、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻)对主流烟气中十四酸、十六酸、亚油酸、亚麻酸、油酸和十八酸6种酸性香味成分及酸性香味成分总释放量的多因素预测模型。结果表明:①卷烟纸定量、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻4种辅材设计参数对卷烟主流烟气中酸性香味成分释放量有影响,卷烟纸透气度无影响。②随着卷烟纸定量、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻的增加,十四酸、十六酸、亚油酸、亚麻酸、油酸和十八酸6种酸性香味成分的释放量逐渐降低,丙酸、丁酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、乳酸、己酸、2-呋喃甲酸、庚酸、苯甲酸、辛酸、壬酸和癸酸15种成分的释放量基本无变化。③所建立的模型具有较好的预测能力。     

“三纸一棒”对卷烟烟气气溶胶粒度分布的影响

为考察不同材料参数的卷烟纸、接装纸、成型纸和滤棒对卷烟主流烟气气溶胶粒度分布的影响,按照标准吸烟条件对试制的16种试验卷烟进行抽吸,对其主流烟气在线稀释约1000倍,并利用测量范围在0.007~9.970μm的电子低压撞击器测量气溶胶粒子的质量和数量。结果表明:①3种纸浆中麻浆对气溶胶粒子质量和数量的增加影响最显著;②卷烟纸透气度与气溶胶粒子质量和数量呈负相关关系;③卷烟纸中柠檬酸盐含量对气溶胶粒子数量的影响大于对质量的影响;④接装纸透气度的增加对气溶胶粒子数量的增加影响显著,但对粒子质量没有影响;⑤随着成型纸透气度的增加,气溶胶粒子的质量和数量均增加;⑥与普通滤嘴和复合滤嘴相比较,沟槽滤嘴能够显著降低气溶胶粒子的质量和数量;⑦随着滤棒吸阻的增加,气溶胶粒子的质量降低,数量略有增加。     

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。     

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。     

高透气度成型纸对卷烟降焦的作用

介绍了高透气度成型纸及其对卷烟降焦的作用.     

接装纸和成形纸透气度对主流烟气中碱性香味成分的影响

为研究卷烟接装纸和成形纸对烟气中碱性香味成分的影响,采用GC/MS法对不同接装纸和成形纸透气度卷烟中烟气粒相物和气相物中的碱性香味成分进行了分析.结果表明:分子量小、沸点低的碱性香味成分在气粒相均有分布;成形纸透气度对烟气中碱性香味成分影响较小;接装纸透气度对烟气中碱性香味成分影响显著;随着接装纸和成形纸透气度的增加,烟气中碱性香味成分释放量降低.     

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。     

功能性烟支用纸的开发及应用

对现有烟支用纸进行改性,制备功能性烟支用纸,在卷烟的增香保润和减害降焦等方面发挥着积极的作用。本文综述了成型纸、接装纸、卷烟纸和纸质滤嘴棒用纸改性的研究进展,为开发适用于产品的功能性烟支用纸提供新思路和新方法。     

27 mm滤嘴长卷烟材料多因素对主流烟气递送量及过滤效率的影响

采用正交试验设计的方法研究27 mm滤嘴长卷烟之卷烟纸、成型纸、接装纸及嘴棒组合搭配对国标规定的卷烟主流烟气递送量（包括焦油量、烟气烟碱量、烟气CO及烟气水分）及过滤效率的影响。结果表明:接装纸透气度及嘴棒吸阻是影响卷烟主流烟气递送量的高度显著因素及重要因素;成型纸透气度及嘴棒吸阻是影响过滤效率的高度显著因素及重要因素。重点对接装纸透气度、成型纸透气度及嘴棒吸阻进行调整和控制,可以很好地实现对27 mm滤嘴长卷烟主流烟气递送量及过滤效率的控制,减少产品质量波动,降低产品成本。使用该方法可快捷、高效、经济、准确地确定卷烟材料多因素对卷烟主流烟气递送量及过滤效率的影响规律。      

加快环境中烟用滤嘴的生物降解

本文通过在复合嘴棒中添加高分子聚合物和生物降解促进剂,提高了卷烟滤嘴在自然环境中的降解速度,采用不同时间段内的重量损失和电子扫描三维照片试验与普通嘴棒降解速度进行对比,效果显著。进一步试验发现,上述添加剂在不改变吸味的基础上,具有良好的降焦效果,降焦率达到2 5%~30%。      

沟槽醋酸纤维滤棒的开发

为提高卷烟滤嘴的过滤性能,由醋酸纤维丝束滤芯、C型沟槽纯纤维素纸(定量80g/m2)和成形纸开发出醋酸纤维沟槽滤棒。该滤棒结构为沟槽滤棒与普通醋纤滤棒的二复合(1∶1)滤棒。试验结果表明,与普通醋纤滤嘴相比,C型沟槽滤棒的硬度可提高2～3个百分点;在卷烟感官质量基本保持不变的情况下,对卷烟烟气的过滤性能显著提高,同等条件下可再降低烟气焦油量2～3mg,降低幅度为13.66%～24.69%。     

接装纸和成型纸透气度对卷烟中元素迁移行为的影响

为研究接装纸和成型纸透气度对卷烟燃烧过程中铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)、硒(Se)、镉(Cd)和铅(Pb)6种元素迁移行为的影响,采用单因素设计方法制备了不同接装纸、成型纸透气度试验卷烟样品,并对抽吸前后各部分(卷烟烟丝柱体、抽吸前烟蒂、抽吸后烟蒂、主流烟气、侧流烟气和烟灰)中6种目标元素进行了电感耦合等离子质谱(ICP-MS)测定和迁移率分析。结果表明:①卷烟燃烧过程中,Cr,Ni,As,Se和Pb 5种元素的烟灰迁移量占总量的70%以上,仅少量(<10%)迁移到主、侧流烟气中。②随着接装纸和成型纸透气度的增加,6种元素的主流烟气、烟蒂迁移率有一定程度的降低,但烟灰迁移率有所增加。③接装纸和成型纸透气度对6种元素侧流烟气迁移率的影响不明显。