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。      

金属盐对卷烟纸裂解致孔及主流烟气中CO释放量的影响

为考察柠檬酸钾、醋酸钙、醋酸锌、氯化钙、氯化锌等不同金属盐对卷烟纸裂解行为及卷烟主流烟气中CO释放量的影响,采用热分析法研究卷烟纸的热裂解行为,采用压汞法和扫描电镜(SEM)法表征了卷烟纸微孔结构,并通过测试卷烟燃烧锥温度分布研究了金属盐对卷烟燃烧温度分布的影响。结果表明:1添加不同金属盐的卷烟纸对卷烟烟气CO释放量有不同的影响,柠檬酸钾促进了卷烟纸纤维的裂解致孔作用,使炭化线附近卷烟纸的孔容和微孔数目增多,扩散和稀释共同作用使主流烟气CO释放量显著降低;而醋酸锌、醋酸钙、氯化钙和氯化锌可抑制卷烟纸纤维的裂解致孔作用,使炭化线附近卷烟纸的孔容和微孔数目减少,主流烟气CO释放量显著增加。2与空白对照样相比,添加柠檬酸钾的卷烟纸,其卷烟在高温区域(750℃以上)燃烧锥的体积减小;而添加醋酸锌、醋酸钙、氯化钙和氯化锌的卷烟纸,其卷烟的高温燃烧锥体积增加。因此,卷烟纸中金属盐的添加对卷烟燃烧锥的体积和CO释放量具有显著的影响,卷烟高温区域燃烧锥的体积越小,其主流烟气中CO的释放量越低。     

低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气及全长燃烧比例的影响

为研究低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气及全长燃烧比例的影响,采用两种定量的基纸制成了两个扩散率梯度的低引燃倾向卷烟纸,在不改变卷烟原有配方结构的基础上,仅替换卷烟纸(普通卷烟纸和低引燃倾向卷烟纸)制备了相应的卷烟样品,并对样品进行了主流烟气释放物、自由燃烧全长燃烧比例和标准测试全长燃烧比例的分析测试。结果表明:1低引燃倾向卷烟较对应的普通卷烟,主流烟气中焦油释放量增加,烟碱释放量增加不明显,CO释放量显著增加。低引燃倾向卷烟纸定量升高焦油和CO释放量有增大的趋势,烟碱释放量变化不明显。低引燃倾向卷烟纸扩散率升高焦油和烟碱释放量变化不明显,CO释放量有下降的趋势。2低引燃倾向卷烟纸扩散率升高自由燃烧全长燃烧比例增大,定量升高自由燃烧全长燃烧比例增大。3低引燃倾向卷烟纸扩散率升高标准测试全长燃烧比例增大,定量升高标准测试全长燃烧比例增大。     

卷烟纸透气度对卷烟燃烧温度及烟气指标的影响

采用红外热像测温平台对不同透气度卷烟纸的卷烟进行全过程燃烧温度测定,探讨卷烟纸透气度的变化对烟支燃烧温度产生的影响,并进一步分析常规烟气的变化情况。结果表明,随着卷烟纸透气度的增加,卷烟燃烧的抽吸平均温度和峰值平均温度呈线性减小的趋势;而在烟支的抽吸间隔时间,燃烧锥的固相温度则相差不大;随着卷烟纸透气度的增加,卷烟的抽吸口数、CO和焦油的释放量呈下降趋势。     

卷烟纸定量对卷烟燃烧温度及烟气指标的影响

利用红外热像仪测温平台对采用不同定量卷烟纸的卷烟进行了固相燃烧温度测定,探讨了卷烟纸定量对卷烟抽吸温度、常规烟气指标、部分有害烟气成分指标的影响。结果表明,随着卷烟纸定量的增加,卷烟第三口抽吸最高温度呈上升趋势;卷烟单口焦油释放量和CO释放量呈上升趋势,卷烟总焦油释放量和抽吸口数呈下降趋势;卷烟的苯并芘（B［a］P）、苯酚释放量呈逐步下降趋势;巴豆醛、氨气（NH3）和氰化氢（HCN）的释放量不显著。     

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。     

通风稀释对卷烟燃烧温度及主流烟气中主要有害成分释放量的影响

为降低卷烟危害性,考察了卷烟纸、接装纸、成型纸透气度对卷烟燃烧温度和卷烟主流烟气中7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)及焦油释放量的影响,并研究了卷烟总通风率对主流烟气中7种有害成分释放量及卷烟危害性指数的影响规律.结果表明:①随着卷烟纸和接装纸透气度的增加,卷烟燃烧温度升高,卷烟主流烟气中除NNK外其他6种有害成分的释放量、焦油量及危害性指数均降低;②成型纸透气度的变化对卷烟燃烧温度及烟气有害成分释放量的影响不规律;③卷烟总通风率增加,卷烟主流烟气中多数有害成分释放量、焦油量及危害性指数有不同程度的降低.适当增加卷烟纸、接装纸的透气度,提高卷烟总通风率,可在一定程度上调控卷烟燃烧温度,降低卷烟烟气中有害成分释放量,从而降低卷烟的危害性指数.     

卷烟纸性能对常规卷烟和细支卷烟综合特性的影响

为考察卷烟纸透气度和定量对常规卷烟和细支卷烟燃烧锥最高温度和主流烟气有害成分释放量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法建立了多因素预测模型。结果表明,随着卷烟纸透气度的增大,常规卷烟和细支卷烟的燃烧锥最高温度、HCN、CO、NH_3和烟气危害性指数均有降低的趋势,且不利于感官综合特性的提升;随着卷烟纸定量的增大,两种卷烟的燃烧锥最高温度和CO有升高的趋势,NH_3、烟气危害性指数以及感官综合特性有降低的趋势;卷烟纸透气度和定量对两种卷烟部分指标(如苯酚、HCN释放量、香气、烟气以及口感特性等)的影响表现出一定的差异性。     

卷烟燃烧锥面孔率与主流烟气CO释放量的关系

为了研究卷烟燃烧过程中形成的燃烧锥结构与主流烟气CO释放量之间的关系,采用包埋切片法考察了卷烟燃烧锥的内部结构,分析了卷烟燃烧锥面孔率变化影响烟气CO释放量的机理,并通过调节燃烧锥结构降低了主流烟气CO释放量。结果表明:(1)卷烟燃烧锥的面孔率与CO释放量呈显著的负相关关系,燃烧锥面孔率越大,燃烧锥结构越疏松,烟丝燃烧越充分,主流烟气CO总释放量越低;(2)降低烟丝的填充密度、添加低比例的膨胀烟丝均可使燃烧锥面孔率增加和烟气CO释放量降低;(3)在常规卷烟样品中添加1%的可膨胀石墨,可有效调节燃烧锥结构,燃烧锥面孔率从18.25%增大至35.60%,主流烟气CO释放量降低12.30%,卷烟危害性指数从7.31下降至7.01。     

卷烟纸裂解致孔对主流烟气中HCN释放量的影响

为考察助燃剂K/Na比对卷烟纸裂解致孔及主流烟气氢氰酸(HCN)释放量的影响,采用FS300纤维裂解仪表征卷烟纸纤维的裂解情况,用扫描电镜(SEM)表征卷烟纸的微孔结构,用燃烧温度测试仪研究卷烟燃烧锥温度分布与主流烟气中HCN释放量的关系。结果表明:1提高卷烟纸助燃剂K/Na比可促进纤维的裂解致孔作用,使得炭化线附近卷烟纸的微孔数目增多,在卷烟燃烧过程中可使炭化线附近卷烟纸的扩散率和透气度增大,从而促进HCN向侧流烟气中扩散并增加空气的稀释作用,使主流烟气中HCN的释放量降低;2增加卷烟纸助燃剂K/Na比可降低卷烟的燃烧温度,使得卷烟燃烧过程中HCN的释放量减少。在上述两方面的共同作用下,卷烟主流烟气中HCN的释放量明显降低,其最大降幅可达27.3%。     

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。     

草酸钾添加量对卷烟纸热解性能及主流烟气的影响

通过在卷烟纸上添加不同量的草酸钾,采用常规烟气分析、同步热分析,研究其对卷烟纸热解性能及主流烟气的影响.结果表明:在卷烟纸上添加草酸钾后对卷烟主流烟气中的焦油和CO有一定的降低作用,随着添加量的继续增加,抽吸口数、CO和焦油释放量均呈先下降后缓慢上升趋势;在草酸钾添加量为1.5%时,其降焦及降CO效率最高;随着草酸钾添加量的增加,卷烟纸热解起始温度降低,在200～300℃时反应活化能降低.     

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。     

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。     

碳酸钙粒径与含量对卷烟纸微孔结构及主流烟气CO释放量的影响

为考察碳酸钙粒径及含量对炭化线附近卷烟纸微孔结构的影响,建立了卷烟纸微孔结构的压汞法和扫描电镜(SEM)表征方法,探讨了燃烧过程中炭化线附近卷烟纸微孔结构的变化与主流烟气一氧化碳(CO)释放量之间的关系。结果表明:①增大碳酸钙粒径和增加碳酸钙含量均可增加炭化线附近卷烟纸的微孔数目,且使孔径分布更均匀。②烘烤后卷烟纸的总孔容越大,特别是0.1~8.0μm孔径范围内的孔容增加率越大,主流烟气CO释放量越低。炭化线附近卷烟纸微孔数目的增加使CO扩散作用与空气稀释作用均增强,二者共同作用的结果使主流烟气中CO释放量降低0.7~1.0 mg/支。      

抽吸参数对卷烟燃烧温度及主流烟气中某些化学成分的影响

用RM1/PLUS单孔道吸烟机结合高分辨的、快速纪录的红外热像仪AGEMA SC3000和GC研究了不同抽吸条件对卷烟燃烧温度及主流烟气中某些化学成分的影响。改变不同的抽吸曲线,发现抽吸时的最高温度随抽吸时流速的增加而升高。抽吸容量的增加能提高卷烟的最高抽吸温度,也使每支卷烟的烟碱、焦油、水分、CO和稠环芳烃的量有明显的增加;抽吸持续时间的增加能降低抽吸最高温度,但是每支烟的烟气输送量变化不明显;抽吸频率的降低能提高卷烟固相的抽吸最高温度,而抽吸最高温度的上升,使得每口主流烟气中的烟碱、焦油、CO等都有所增加,而稠环芳烃的量在所测的温度范围内随着温度的升高大致呈现先上升然后下降的趋势。      

磷酸钾添加量对卷烟纸及卷烟烟气的影响研究

在卷烟纸上添加磷酸钾燃烧助剂,采用热重分析和卷烟常规烟气分析方法,研究了磷酸钾添加量对卷烟纸及卷烟烟气的影响。结果表明:(1)增加磷酸钾添加量可以降低卷烟纸初始热解温度和热解活化能;(2)卷烟纸的磷酸钾含量为1%～2.5%时,卷烟每口烟气的CO量较低;(3)以卷烟每口烟气的焦油量作为评价标准,增加磷酸钾添加量,能够导致卷烟每口烟气焦油物质递送量的增加。     

烟丝含水率对细支卷烟的影响

考察了烟丝含水率对细支卷烟烟支物理性能、烟支内部烟丝结构分布、烟支静燃速率、抽吸时燃烧锥落头率、卷烟主流烟气释放和感官质量的影响。结果表明,细支卷烟烟丝含水率为11.5%~13.8%,在卷烟单重一致的情况下,烟丝结构分布、卷烟抽吸时燃烧锥落头率以及感官抽吸品质受烟丝含水率影响大。烟丝含水率增大,烟丝抗造碎性能增强,烟支中大尺寸烟丝所占比例增加,烟末减少,卷烟抽吸时燃烧锥落头现象明显减轻;烟丝含水率从11.5%增加到12.9%,燃烧锥落头率可从65%降低至30%。烟丝含水率过高会导致卷烟烟气浓度减小,满足感降低。此外,烟丝含水率增大,细支卷烟的烟支硬度、烟支静燃速率、烟气焦油和烟碱释放量也会发生细微的变化。综上,建议细支卷烟生产过程中烟丝含水率尽量控制在12.5%~12.9%。     

卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响

为掌握卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,苯并[a]芘,苯酚,巴豆醛)释放量的影响,采用不同特性的卷烟纸卷制卷烟,通过相关的标准方法测定其主流烟气中7种有害成分的含量.结果发现:卷烟纸助燃剂含量变化对卷烟主流7种有害成分释放量的影响最大;卷烟纸透气度、定量和助燃剂类型的影响次之;亚麻配比对卷烟主流烟气7种有害成分释放量也有一定影响.