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。     

卷烟纸罗纹对卷烟燃烧温度和烟气常规成分的影响

为探讨卷烟纸罗纹参数变化对卷烟燃烧温度和烟气常规成分的影响,对不同参数卷烟进行卷烟燃烧锥温度和主流烟气常规成分的测定。结果发现:卷烟纸罗纹形式、罗纹强度和压纹方式对卷烟燃烧温度和卷烟常规烟气成分有不同程度影响;采用无罗纹卷烟纸、浅罗纹卷烟纸、正压卷烟纸的卷烟,其燃烧最高温、抽吸最高温平均温度、抽吸平均温度、阴燃平均温度、峰值平均值较高,烟气CO释放量较低;烟气中焦油、CO与抽吸燃烧锥最高温平均值呈现显著负相关关系。卷烟纸罗纹参数优化设计可改变卷烟燃烧温度,降低主流烟气焦油和CO释放量。      

卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响

卷烟自由燃烧速率是卷烟燃烧特性的表观特征参数,实验考察了卷烟纸的原料组分、定量、透气度、灰分、宽度及助燃剂等参数对卷烟自由燃烧速率的影响,并分析了卷烟纸阴燃速率与卷烟自由燃烧速率间的关联性,结果表明:卷烟纸的定量、透气度、助燃剂含量以及助燃剂中钾盐和钠盐的比例是影响卷烟自由燃烧速率的主要卷烟纸参数,而卷烟纸浆料组分、灰分以及宽度对卷烟自由燃烧速率影响有限;卷烟纸阴燃速率仅反映卷烟纸自身的燃烧性,与卷烟自由燃烧速率无明显相关性。     

卷烟纸助燃剂对卷烟燃烧特性及主流烟气中CO释放量的影响

为了考察卷烟纸助燃剂对卷烟燃烧特性及主流烟气中CO释放量的影响,探讨了卷烟纸助燃剂的类型、用量、含钾比例与卷烟燃烧主流烟气中CO的释放量、卷烟燃烧特性之间的相关性。结果表明,卷烟纸助燃剂用量与卷烟的阴燃温度、烟碱量、焦油量具有相关性,提高助燃剂用量能提高卷烟燃烧时的阴燃温度、加快烟支的燃烧速度,且烟碱量和焦油量随之减少;保持卷烟纸助燃剂用量不变,助燃剂中的含钾比例与烟气常规成分和卷烟燃烧温度无明显相关性;卷烟纸助燃剂的类型、用量、含钾比例与CO释放量无明显相关性,CO释放量与卷烟燃烧时低温区域面积和高温区域面积的比值R具有强烈的正相关。     

卷烟纸对卷烟燃烧性能的影响

卷烟纸作为卷烟的主要辅料,由于它直接参与燃烧,所以对卷烟的燃烧性能有着直接的影响.本文所探讨的卷烟燃烧性能,从以下两方面来进行认识和分析:一是卷烟燃烧后从外观视觉效果所体现的外观燃烧性能,如燃烧速度、静燃时的侧流烟气、包灰的牢固性、灰色、燃烧碳化圈、卷烟燃烧锥等.二是卷烟燃烧的内在性能,即烟支燃烧后的烟气组分,其中主要是CO、焦油和烟碱的含量.通过调整卷烟纸的生产工艺,可对上述两方面卷烟燃烧性能进行适当的调节.     

卷烟纸特性对短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及H值的影响

考察了不同卷烟纸透气度、定量、助燃剂含量、助燃剂钾/钠比及灰分对短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及卷烟危害性指数(H)值的影响。结果表明,对短支卷烟而言,卷烟纸透气度与CO、HCN、苯酚释放量呈显著的负相关关系,与巴豆醛释放量无明显相关性,其变化对HCN释放量的影响最大;卷烟纸定量与CO释放量呈显著正相关关系,与苯酚释放量呈显著负相关,其变化对苯酚释放量的影响最大;卷烟纸助燃剂含量和钾/钠比与7种有害成分释放量均呈负相关关系,其变化分别对苯并[α]芘和HCN释放量的影响最大;卷烟纸灰分与苯酚、CO、氨、苯并[α]芘、HCN均呈一定负相关关系,与巴豆醛和NNK无明显相关性,其变化对苯酚和CO释放量的影响较大;危害性指数H值与卷烟纸的透气度、助燃剂含量、助燃剂钾/钠比均呈显著的负相关关系,与卷烟纸定量及灰分呈一定的负相关关系。通过对卷烟纸特性参数的优化,有助于降低短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及危害指数。     

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。     

卷烟阴燃完全性对常规烟气指标的影响

采用自制设备测定中国50种不同牌号卷烟实际可燃率、自由燃烧速度,并结合气相色谱分析常规烟气成分。结果表明:①实际可燃率与自由燃烧速度呈极显著负相关,即卷烟阴燃越完全,自由燃烧速度越慢。②实际可燃率与常规烟气中的总粒相物(total particulate matter,TPM)、烟碱、焦油、抽吸口数指标均呈极显著正相关,其中与TPM相关性最强;自由燃烧速度与TPM、烟碱、焦油、抽吸口数指标均呈极显著负相关,其中与TPM、焦油相关性较强。综合分析卷烟阴燃越完全,自由燃烧速度越慢,则抽吸口数越多,焦油含量越高。     

碳酸钾对卷烟纸燃烧热解及卷烟主流烟气成分的影响

为了解卷烟纸助燃剂对卷烟燃烧热解的作用,选择以碳酸钾为助燃剂,考察不同碳酸钾添加量对卷烟纸的阴燃速率、热重分析、热解反应动力学的影响,同时观察主流烟气常规成分释放量的变化。结果表明,随着碳酸钾添加量的增加,卷烟纸的阴燃速率、热失重温度和热解活化能都呈下降趋势,相应地卷烟的总粒相物、焦油、烟气烟碱量和CO量也同样都出现降低趋势。这说明碳酸钾对卷烟纸的燃烧热解起到催化作用,也对主流烟气成分的释放量产生显著影响。     

浅析卷烟纸阴燃速率的影响因素

研究了同一种类不同品牌的浆料、定量、灰分、助燃剂用量、燃烧方式等对卷烟纸阴燃速率的影响,结果显示,同一种类不同品牌的浆料对卷烟纸的阴燃速率影响不明显;定量对卷烟纸阴燃速率影响较大,随着定量的增加,阴燃速率增加;灰分对卷烟纸阴燃速率略有影响,随着灰分的增加阴燃速率减小;助燃剂用量越小,卷烟纸阴燃速率越大,且助燃剂用量对阴燃过程的掉片有较大的影响;不同的燃烧方式对卷烟纸阴燃速率影响较大,相同条件下卧式阴燃所测阴燃速率值均高于竖式阴燃所测阴燃速率值。     

烤烟主流烟气一氧化碳的影响因素分析

为探讨烤烟主流烟气中CO释放行为的主要影响因素,对63个烤烟样品的14种化学组分及2个物理参数与烤烟主流烟气中CO释放量、CO/Tar及CO每口释放量之间的关系进行了相关分析及因子分析。结果表明,烟支包卷密度、阴燃速率、粗纤维、烟碱、氯、总灰分以及钾、钙、铜、铁等金属元素与烟气CO呈极显著相关;以主成分法从16个指标中提取了6个因子,其中粗纤维-燃烧因子及氯因子与烟气CO呈极显著相关。因此,影响烤烟CO释放行为的主要是阴燃速率、粗纤维及钾、氯元素。     

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。      

卷烟纸特性对细支烟主流烟气指标的影响

研究了不同透气度、定量、助燃剂含量的卷烟纸对细支烟主流烟气指标的影响。结果发现,在实验设计的水平范围内,卷烟纸助燃剂含量(以柠檬酸根计)、透气度与细支烟主流烟气焦油量、烟碱量、CO量具有显著的负相关性;卷烟纸定量与细支烟主流烟气CO量具有显著的正相关性,与细支烟主流烟气焦油量、烟碱量分别具有非显著及显著的负相关性。     

烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响

为考察烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响,采用3种饱和盐溶液制备了不同烟丝含水率的卷烟,分别收集3组卷烟的烟气总粒相物、测定主流烟气中CO等7种有害成分的释放量,并对卷烟的物理参数和固相燃烧温度进行了检测。结果表明:①烟丝含水率对7种有害成分的释放量影响不尽相同,随着烟丝含水率的升高,卷烟主流烟气中氨(NH3)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚的释放量呈降低趋势,CO,苯并[a]芘(B[a]P)释放量呈升高趋势,氢氰酸(HCN)及巴豆醛的变化不明显;②烟丝含水率对卷烟的固相燃烧温度没有显著影响,但影响卷烟的燃烧速率(燃烧过程),进而影响了烟气成分的形成、转移和释放。     

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。     

卷烟纸助燃剂设计对卷烟品质的影响

在卷烟设计值焦油量13mg、烟碱量1.2mg、一氧化碳量13mg、感官评吸88.0分,且烟丝、相关辅材、卷烟纸定量、透气度等指标不变的条件下,分析不同助燃剂设计卷烟纸对卷烟燃烧外观、烟气成分、感官评吸的影响,讨论了不同助燃剂设计的卷烟纸与烟丝的匹配性。结果表明:在卷烟减害降焦方面,卷烟纸助燃剂含量及比例的变化在一定范围内对于降低焦油、一氧化碳含量有明显的效果。在满足卷烟设计值的前提下,卷烟纸助燃剂与烟丝的匹配区间为:柠檬酸根含量=2.0%时,K/Na为1.6~11.6;K/Na=1.5时,柠檬酸根含量为1.74%~2.48%;助燃剂设计为柠檬酸根含量2.2%、K/Na1.5的卷烟纸助燃剂与烟丝达到了最佳匹配。     

卷烟燃烧包灰与烟丝化学成分的关系

为揭示卷烟燃烧包灰与烟丝化学成分的关系,利用卷烟包灰检测仪测定了 84种卷烟样品在ISO抽吸条件下的灰色值、裂口率、缩灰率、炭线宽度、炭线整齐度和燃烧速率,并采用统计分析方法研究了卷烟包灰指标和燃烧速率与烟丝化学成分之间的关系.结果表明:①钾元素质量分数(αK)、钾氯元素质量比(mK/mCl)、钾硫元素质量比(mK/m...