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。      

烤烟烟叶主要元素与燃烧热关系研究

为考察烤烟烟叶中主要元素对其燃烧特性的影响, 对全国17个区域、7个品种、上中下三个部位的37个烤烟样品进行元素分析和燃烧热测试, 利用R统计方法对烤烟总燃烧热(THR) 及其主要元素含量(C、H、O、N、K、S和Cl) 进行了描述, 并研究了两者间的相关性。结果表明: ①烤烟烟叶总燃烧热主要由三个部分组成, 按照产生顺序依次为易挥发小分子挥发热解产物燃烧热、难挥发大分子热解产物燃烧热以及焦炭热解产物燃烧热; ②烤烟七种元素中C和O含量最高, 然后依次为H、N、K、S和Cl。其中, 不同烤烟烟叶中Cl含量差异较大, C、H和O含量则差异较低; ③烤烟THR与C、H和N含量呈极显著正相关, 与S呈显著正相关, 与O、K、Cl、K/Cl无显著相关性。      

烤烟烟叶稳定同位素与化学成分关系研究

通过相关和典型相关分析研究了烤烟烟叶中稳定同位素与化学成分的相互关系.结果表明,碳稳定同位素丰度在烟叶中变异较小,而氮稳定同位素丰度则存在广泛的变异;碳稳定同位素与氮稳定同位素间存在显著正相关关系,与总氮含量呈极显著正相关关系,与碳氮比和总钾含量存在极显著负相关关系,与钾氯比存在显著负相关关系.典型相关分析表明,随着烟叶中碳稳定同位素丰度的提高,烟叶中钾含量和钾氯比存在下降的变化趋势.说明烟叶中稳定碳同位素与常规化学成分间存在一定的相关关系,对烟叶中不同化学成分含量有一定的影响.     

烟叶最佳化学组成与烟气成分预测模型的建立

为选择最佳的烟叶化学组成与烟气成分的预测模型,运用不同的回归分析统计方法,对烟叶化学组成和烟气成分进行了回归分析。结果表明:全模型、双重筛选逐步回归以及仅含相关变量的逐步回归,方程均通过检验,但是不同方法得到的模型预测精度不同,且预测变量回归系数未全部通过检验;剔除不显著变量后,重新拟合回归预测模型,得到的焦油、烟气烟碱、烟气一氧化碳的回归模型,焦油回归方程为Y焦油=11.7+1.857X烟碱,烟气烟碱回归方程为Y烟气烟碱=0.679X烟碱,烟气一氧化碳回归模型为YCO=1.428 6X烟碱+0.121 7X还原糖+2.822 5X总氯+8.488 9,且回归方程检验均达到显著水平(P<0.01),方程回归系数均通过显著性检验(P<0.01)。这些结果为提高烟叶安全性和设计低焦油卷烟配方提供了科学依据。     

焦甜香烟叶形成的气象因素分析

为了研究烤烟烟叶焦甜香香韵形成与气象因素之间的关系,以全国15个植烟区域的C3F为研究对象,运用相关、回归和判别分析对两者之间的关系进行了统计分析。结果表明,烤烟烟叶焦甜香香韵的形成与极端最高温、极端最低温、降水量、平均气温、日照时数、最大风速、最小相对湿度7个因素存在显著的回归关系,且对焦甜香风格形成的影响程度依次为：极端最高温>最小相对湿度>降水量>日照时数>平均气温>极端最低温>最大风速。以此7项指标建立的判别函数判别植烟区域焦甜香香韵的有无准确率较高。因此,在焦甜香烟叶生产过程中可以优化资源配置,适应以此7项指标为主的生态特点,为烟叶生产提供良好充分的适应条件。     

卷烟燃烧锥形态表征及影响因素

为揭示卷烟燃烧锥形态的影响因素，利用机器视觉技术测定了113个不同设计参数的卷烟样品在ISO抽吸条件下的燃烧锥面积、长度、半峰宽、两侧偏离角，并分析了烟丝参数、卷烟纸参数、燃烧参数与表征燃烧锥形态的各项指标的相互关系。结果表明：(1)基于机器视觉技术可以快速表征卷烟燃烧锥形态，方法重复性高、稳定性好。(2)燃烧参数中，温度对偏离角2（燃烧锥右侧倾角）有显著影响；燃烧锥长度、面积、半峰宽随烟丝燃烧速率、氧消耗量增加而增大；卷烟吸燃速率与燃烧锥长度、面积、半峰宽呈显著正相关，与偏离角2呈显著负相关。(3)燃烧锥尺寸随再造烟叶丝含量、卷烟纸定量和碳酸钙含量的增加而升高，随烟丝宽度和烟支单支质量增加呈先升后降的变化趋势，随钾钠比增加呈先升后降的变化趋势；与气流烘丝相比，薄板烘丝可显著提升卷烟燃烧锥尺寸。     

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。