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。      

爆珠对细支卷烟物理指标及烟气舒适性的影响

为明确爆珠对细支卷烟物理指标和卷烟抽吸舒适性的影响,将香精滴制成细支卷烟用爆珠,并加入到滤棒中,进一步卷制成细支卷烟。分析爆珠对滤棒和细支卷烟物理指标的影响,进一步分析爆珠对细支卷烟的主流烟气成分和感官舒适性影响。结果表明,爆珠明显增大滤棒和烟支的吸阻,爆珠捏破后吸阻下降;爆珠成分进入烟气后会导致烟气焦油量上升,其他成分不受影响;爆珠对细支卷烟的感官舒适性有很好的提升效果,特别是天然提取物类的香料成分提升效果更好。     

滤嘴参数对细支烟主要理化指标的影响

为研究滤嘴参数对细支烟(圆周=17.0 mm)的影响,将5种丝束(6.0Y/17 000、6.7Y/17 000、8.0Y/15 000、9.5Y/12 000、11.0Y/15 000)成型为不同压降的滤棒,并卷制成不同滤嘴通风率(0, 20%, 40%, 60%)的细支烟,考察了滤嘴参数对细支烟烟支吸阻、烟碱过滤效率、主流烟气常规成分的影响。结果表明:①烟支吸阻和烟碱过滤效率在5种丝束规格间的差异分别达到显著和极显著的水平,而主流烟气常规成分释放量在5种丝束规格间的差异均未达到显著性水平。②焦油、烟碱的释放量与滤棒压降和滤嘴通风率均负相关;CO释放量与滤棒压降无相关性,与滤嘴通风率负相关。③滤嘴参数对细支烟烟碱过滤效率和主流烟气常规成分释放量的影响幅度低于常规卷烟。④分别建立了烟支吸阻、烟碱过滤效率、主流烟气常规成分释放量与滤嘴参数的回归方程,且回归方程计算值与实测值吻合度较好(R2均大于0.95)。     

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。     

不同规格中细支卷烟醋纤丝束性能研究

为给中细支卷烟(φ=7.0mm)滤棒设计开发提供更多参考,选取3种典型规格醋纤丝束成型为目标压降中细支滤棒,卷接为中细支卷烟,以烟碱为目标物质,考察过滤能力。结果表明:(1)不同规格醋纤丝束成型能力特性曲线存在明显差异,所选取6种规格醋纤丝束覆盖压降范围为2 170~5 880Pa,且总趋势为高单旦、低总旦规格醋纤丝束适宜成型低压降中细支滤棒;(2)所成型目标压降滤棒烟碱过滤效率为22.0%~27.0%,同一规格醋纤丝束,随着滤棒压降升高,滤嘴对卷烟主流烟气烟碱的过滤效率随之升高,且总趋势为高单旦、低总旦醋纤丝束适宜于成型低过滤效率细支滤棒。可根据中细支卷烟设计目标,选择不同规格丝束成型适宜压降滤棒,获得满意的卷烟感官质量和适宜的主流烟气过滤效率。     

细支烟滤嘴参数对烟碱过滤效率的影响

为给细支卷烟[圆周为(17.0±0.1)mm]滤嘴设计开发提供更多参考,按照单因素设计了5种丝束规格、每个丝束3个滤棒压降梯度、4个滤嘴通风梯度,共15个滤棒样品,卷接为60个卷烟样品,考察了不同滤嘴参数对细支烟烟碱过滤效率的影响。结果表明:对于不同丝束规格成型的细支滤棒卷烟,(1)在滤棒压降相同条件下,细支烟烟气烟碱过滤效率与滤嘴通风率显著正相关;随着滤棒压降增大,滤嘴通风率对烟碱过滤效率的影响幅度先增加后降低,滤嘴通风率每增加10%,烟碱过滤效率增加0.64%～1.00%;(2)在相同滤嘴通风率条件下,烟碱过滤效率与滤棒压降显著正相关,滤棒压降每增加100 Pa,烟碱过滤效率增加1.20%～1.40%;(3)丝束单旦增加、总旦降低,所成型的细支滤棒对主流烟气烟碱的过滤效率呈降低趋势。     

影响卷烟吸阻变化的多因素研究

为研究烟支各项物理指标对卷烟吸阻的影响,以河南中烟某常规牌号的卷烟为研究对象,运用多元线性回归、配对T检验进行统计分析,探究卷烟吸阻与烟支物理指标、滤棒压降、烟丝填充值及含水率间的相互关系,构建卷烟吸阻与其指标间的数学模型,并进行分析、验证和预测。结果表明:滤棒压降越大,卷烟吸阻越大;含水率越大,卷烟吸阻越大;单支烟支质量越大,卷烟吸阻的数值、标准偏差、C_PK也随之增大;烟支圆周与卷烟吸阻呈微弱的负相关性;滤棒压降和填充值的交互作用对卷烟吸阻呈显著的负相关;单支烟支质量、滤棒压降和填充值的交互作用对卷烟吸阻呈显著正相关。该模型的R-Sq (调整)>99.37%,对影响卷烟吸阻的各指标进行优化设计后能获得卷烟吸阻1 050 Pa的95%置信区间。     

细支卷烟用二醋酸纤维素丝束的应用性能

为给细支卷烟(?=5.4 mm)滤棒设计开发提供更多参考,选取5种细支滤棒用二醋酸纤维素丝束规格,评价不同规格二醋酸纤维素丝束的成型能力,绘制二醋酸纤维素丝束成型能力特性曲线。将不同规格二醋酸纤维素丝束成型为不同压降细支滤棒,卷接为细支卷烟,以烟碱为目标物,考察不同规格二醋酸纤维素丝束细支滤棒的过滤能力。结果表明:(1)不同规格的二醋酸纤维素丝束成型能力特性曲线存在明显差异,所选取的5种规格二醋酸纤维素丝束覆盖压降范围从1 850 Pa到7 250 Pa,且总趋势为单旦增加、总旦降低的二醋酸纤维素丝束适宜成型低压降细支滤棒;(2)将所成型的不同压降滤棒卷接为卷烟样品,滤嘴对烟气烟碱过滤效率为11.9%~23.5%,在试验范围内,对于同一规格二醋酸纤维素丝束,随着滤棒压降升高,滤嘴对卷烟主流烟气烟碱的过滤效率升高;对于不同规格二醋酸纤维素丝束而言,总趋势为丝束单旦增加、总旦降低,所成型的细支滤棒对主流烟气的过滤效率降低。可根据细支卷烟设计目标,选择不同规格丝束成型适宜压降滤棒,获得满意的卷烟感官质量和适宜的主流烟气。     

爆珠破碎对主流烟气有害成分释放量和滤嘴截留的影响

为了研究爆珠破碎对卷烟烟气有害成分释放量的影响,以国内典型爆珠卷烟为样品,分析了爆珠破碎对主流烟气7种有害成分释放量和滤嘴截留效率的影响。结果表明:(1)在ISO抽吸条件下,相对于常规卷烟,爆珠卷烟除了苯并芘高于常规卷烟外,其他有害成分单支释放量与常规卷烟没有差异;(2)对于爆珠破碎后的单支卷烟有害成分释放量,巴豆醛单支释放量降低,差异显著;其他成分释放量没有明显差异;(3)对于主流烟气有害成分单位毫克烟碱释放量来说,爆珠是否破碎对氨、NNK和巴豆醛有显著影响,爆珠破碎后氨和NNK单位毫克烟碱释放量升高,巴豆醛单位毫克烟碱释放量降低;(4)爆珠是否破碎对滤嘴中NNK和苯酚有显著影响,爆珠破碎后滤嘴对苯酚的截留增加,对NNK的截留能力减弱。     

凹凸棒石吸附剂在卷烟滤嘴中的应用实验

为寻求一种能够有选择性地去除卷烟烟气中有害物质的吸附剂 ,进行了凹凸棒石在卷烟滤嘴中的添加应用实验。在滤棒成形机上将 3%的凹凸棒石悬浊液均匀施加到开松后的醋酸纤维丝束上 ,制备成合格的滤棒样品 ,控制每支滤棒中的吸附剂含量约为 1.5mg ;取普通醋酸纤维滤棒作对照 ,与添加凹凸棒石吸附剂的醋酸纤维滤棒于同一卷接机组、同一原材料、同一卷制条件下卷接成烟支 ,进行卷烟烟气分析和评吸对比。实验结果表明 ,在醋酸纤维滤棒中添加凹凸棒石吸附剂 ,能使焦油降低 1.4mg 支 ,一氧化碳降低 1.1mg 支 ,而烟碱量保持不变 ,且卷烟的内在质量不受影响 ,能够保持卷烟原有的吸味风格。     

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。     

卷烟纸参数对细支卷烟烟气常规成分释放量的影响

为研究细支卷烟卷烟纸参数(定量、透气度、助燃剂中钾钠比,以及麻浆、灰分和助燃剂的质量分数)对烟气常规成分释放量的影响,根据国内外细支烟用卷烟纸的设计特点进行了样品设计和制作,分析了细支烟卷烟纸参数对烟气常规成分释放量的影响,并与常规卷烟进行了对比。结果表明:(1)透气度、助燃剂质量分数、钾钠比与细支烟主流烟气焦油、烟碱和CO的释放量呈现强的负相关关系。相同的助燃剂质量分数和钾钠比增加幅度,细支烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比常规卷烟大;相同的透气度增加幅度,常规卷烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比细支烟大。(2)卷烟纸定量与细支烟焦油和烟碱的释放量具有一定的负相关关系,与CO释放量具有一定的正相关关系。相同的定量增加幅度,细支烟焦油和烟碱释放量降低率比常规卷烟大,细支烟CO释放量降低率与常规卷烟基本一致。(3)麻浆和灰分的质量分数与细支烟焦油释放量均具有一定负相关关系,与烟碱和CO的释放量不相关;常规卷烟卷烟纸麻浆和灰分质量分数对烟气常规成分释放量影响不明显。     

细支卷烟用R型截面二醋酸纤维素丝束的应用性能

为进一步拓宽细支卷烟（φ=5.4mm）滤棒设计思路,设计开发细支滤棒用规格为8.6R13 000的R型截面二醋酸纤维素丝束,绘制其成型特性曲线,评价其成型能力。将8.6R13 000规格二醋酸纤维素丝束成型为不同压降细支滤棒,并以Y型截面醋纤丝束（6.0Y17 000、8.0Y15 000）为对照,卷接为细支卷烟,考察不同截面丝束、不同压降细支滤棒的烟碱过滤效率。结果表明:（1）与Y型截面二醋酸纤维素丝束相比,R型截面二醋酸纤维素丝束成型特性曲线存在显著差异,8.6R13 000规格二醋酸纤维素丝束覆盖压降范围从1 447Pa到6 428Pa,覆盖范围明显增大,且适用于更低压降细支滤棒;（2）R型截面二醋酸纤维素丝束滤嘴对烟气烟碱过滤效率为13.8%到17.6%,随着滤棒压降升高,烟碱过滤效率升高,且与Y型截面二醋酸纤维素丝束相比,R型丝束的过滤效率明显偏低。本文设计开发了细支卷烟用R型截面二醋酸纤维素丝束,并对其应用性能进行了评价,为不同风格细支卷烟开发提供了参考。      

卷烟辅材参数对中支卷烟常规烟气指标及感官品质的影响

【目的】考察卷烟辅材参数对中支卷烟常规烟气和感官质量的影响。【方法】制备不同卷烟纸参数和滤棒参数的中支卷烟，检测主流烟气常规成分释放量并对感官质量评价。【结果】(1)增加卷烟纸定量和透气度，中支卷烟的烟气指标和感官整体呈下降趋势。卷烟纸定量对中支卷烟烟气指标影响程度大。烟气指标平均单口释放量与卷烟纸定量成正相关，而与卷烟纸透气度成负相关。(2)增加卷烟纸助燃剂钾离子含量，多数烟气指标的释放量呈降低的趋势，而阴离子含量对中支卷烟的烟气常规烟气指标影响不明显。卷烟纸助燃剂为柠檬酸钾和酒石酸钾的卷烟感官质量较好。(3)增加接装纸透气度，抽吸口数增加，中支卷烟烟气指标显著下降，对水分释放量影响最大，感官质量呈降低趋势。(4)增加滤棒吸阻，TPM和焦油降低，水分，烟碱和CO基本没有变化。适当提高滤棒的吸阻可减轻杂气和刺激性，改善吸味。【结论】通过优化设计卷烟辅材设计参数，可以调控烟气中TPM、焦油和CO的释放量，且有助于提升中支卷烟感官质量。     

切丝宽度对中支卷烟烟丝结构、烟支理化指标及感官质量的影响

为了探究切丝宽度对中支卷烟烟丝结构、烟支物理指标、烟气指标、主流烟气粒相物致香成分含量及感官质量的影响,在切丝宽度分别为0.80、0.85、0.90、0.95、1.00 mm时,采用相同的烟丝加工和卷制条件卷制成烟支圆周为22 mm的中支卷烟,分析了烟丝结构和成品烟支物理指标、烟气指标、主流烟气粒相物致香成分含量和感官质量。结果表明:①切丝宽度由0.80 mm增加至1.00 mm,整丝率提高2.85百分点,碎丝率降低0.80百分点,烟支圆周呈现增加的趋势,烟支吸阻呈现逐渐降低的趋势,烟支吸阻降低164 Pa。切丝宽度为0.85 mm时,烟支单支质量标准偏差和吸阻标准偏差最小。②烟气CO量和切丝宽度之间呈现显著负相关;随着切丝宽度增加,烟气烟碱量增大,变化在0.04 mg/支范围内;烟气焦油量先增大后减小,在切丝宽度为0.95 mm时达到最大。③烟气粒相物致香成分中羰基类化合物、杂环类化合物、酚类化合物含量及致香成分总量,均呈现先增加后降低并趋于稳定的趋势,在切丝宽度为0.85 mm时达到最大。④烟支整体感官质量得分和单项指标得分随着切丝宽度的增加均呈现下降的趋势,切丝宽度为0.80~0.90 mm的样品感官质量明显好于切丝宽度为0.95 mm和1.00 mm的样品。     

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。      

烟支内烟丝分布对卷烟质量的影响

通过对卷烟机组使用不同规格平准器卷制的烟支进行试验对比分析,研究了相同条件下烟支内烟丝分布对卷烟密度、吸阻、物理指标、化学指标以及感官质量的影响。结果表明,使用6槽平准器卷制的烟支明显优于3槽平准器卷制的烟支,其烟支内烟丝的密度分布及吸阻分布均较合理,卷烟的内在质量更稳定,烟气中的焦油和一氧化碳量最低。     

滤嘴参数对细支烟主流烟气pH和感官质量的影响

为研究滤嘴参数对细支烟主流烟气pH和感官质量的影响,制备了不同丝束规格、不同滤棒压降、不同滤嘴通风度相互搭配的60个细支烟样品并对主流烟气pH和感官质量进行了分析。结果表明:①丝束规格对细支烟主流烟气pH和感官质量均没有显著性影响。②随滤棒压降升高,主流烟气pH呈增加趋势。对于同一丝束规格细支烟,随滤嘴通风度增大,主流烟气pH呈增加趋势;对于不同丝束规格细支烟,随单旦增加,主流烟气pH总体呈降低趋势。③感官评价得分随滤棒压降升高呈降低的趋势。丝束规格为6.7Y/17 000的细支烟,感官评价得分随滤嘴通风度的增加逐渐降低;其他4种丝束规格细支烟,在所有适宜的滤棒压降范围内,感官评价得分随滤嘴通风度的增加均呈先增加后降低的趋势。④相关性分析表明,滤棒压降与主流烟气pH显著正相关,而与感官评价得分显著负相关;滤嘴通风度与主流烟气pH极显著正相关,与感官评价得分负相关但没有达到显著性水平,与感官评价指标中的香气极显著负相关,与刺激性极显著正相关。     

烟丝长度及其混料配比对细支卷烟质量特性的影响

为探索适宜细支卷烟的烟丝结构,分析了烟丝宽度、长度及不同长度烟丝混料配比与细支卷烟的烟支密度、物理指标和主流烟气指标的关系,结果表明:①烟支压实段(烟支端头第5～9 mm区间)密度、烟支密度压实比(压实段与17～52 mm区间填充段的密度比)均与烟丝长度呈负相关,而烟支密度标准偏差与烟丝长度正相关;烟支吸阻、硬度、滤嘴通风率、含末率、端部落丝量等指标与烟丝长度负相关;总粒相物、焦油量、水分、CO量与烟丝长度极显著正相关。②烟丝宽度0.85 mm时,细支卷烟的烟支密度、物理指标和主流烟气指标呈现良好的可调控性,且水分高而稳定,有利于抽吸品质中润感的保持;长度6.80 mm的烟丝混料配比为4.0%时,烟支压实比高,硬度、吸阻低,滤嘴通风率高,且指标稳定性好,主流烟气的焦油量和CO量均相对较低,烟碱量适中。③烟丝长度直接影响烟支轴向密度,进而通过烟支密度间接影响细支卷烟的物理指标和主流烟气指标。④通过对长度6.80 mm和≤2.29 mm烟丝的混料配比控制以及梗片的丝状处理,碎丝率增加约0.4百分点,卷烟机剔除率降低约1.0个百分点,吸阻稳定性提升,硬度略有增加,细支卷烟机生产效率有所提升。     

卷烟烟气中爆珠特征香味成分的逐口释放

为研究烟用爆珠中的香精在卷烟烟气中的逐口释放情况,选取小爆珠(粒径2.8 mm)、中爆珠(3.0mm)、大爆珠(3.5 mm),将其分别置入常规卷烟(圆周24.5 mm)、中支卷烟(20.0 mm)和细支卷烟(17.0mm)中,考察了爆珠中的薄荷醇、顺式柠檬醛和反式柠檬醛在卷烟主流烟气中的逐口释放趋势。结果表明:(1)不同粒径的爆珠装载于常规卷烟中时,卷烟烟气中香精的逐口释放量随爆珠中香精载量的增加而增加。(2)小爆珠装载于不同圆周卷烟中时,卷烟烟气中香精的逐口释放量随烟气线速度的增加而减少。(3)含爆珠的不同圆周卷烟中,常规和中支卷烟第1口烟气中香精释放量较低;细支卷烟中装载小爆珠时,逐口烟气中香精释放较稳定。(4)大爆珠香精载量较大,滤嘴温度对大爆珠中香精的释放有补偿效应。