盒包材料对烟支水分散失速率的影响

为研究开包状态下盒包对卷烟物理保润性能的影响,分别考察了软包、软硬包、硬包3种盒包材料的等温吸湿特性差异以及相同卷烟在开包状态下3种盒包中失水速率的差异。结果表明:(1)软包、软硬包、硬包的盒包材料的等温吸湿曲线存在显著差异,其吸湿性能随盒包材料定量的增加依次增加;(2)盒包材料对卷烟的失水速率有不同的影响,相同卷烟在硬包、软硬包、软包中的失水速率依次增加;(3)盒包中卷烟的水分散失时,卷烟与盒包材料中的水分之间有交互作用并延缓失水速率的变化,盒包材料的吸湿特性会影响这种交互作用的变化程度。     

不同卷烟原料物理保润机理研究

为考察不同卷烟原料的物理保润性能,通过动态水分吸附系统、重量法吸附仪和扫描电子显微镜,分别从失水曲线、水吸附量、水吸附焓和微观物理结构进行分析,从机理上阐明了其保润性能的差异性。水分子吸附研究结果表明,在25.2oC,30mbar时,吸附量大小依次为叶丝>膨胀叶丝>膨胀梗丝 >薄片,采用Sips模型拟合后计算其初始吸附焓大小为膨胀梗丝>膨胀叶丝>叶丝>薄片。结合卷烟原料动态水分评价及微观结构差异分析,得出如下结论:梗丝基于其超大孔结构及亲水性表面,随环境湿度的变化表现出吸湿快、解湿快的特点,保润性能最差;叶丝基于其较丰富的油份及内含物的作用,保润性能最好;膨胀叶丝和薄片保润性能居中。      

魔芋葡甘聚糖保润剂对烟丝吸湿特性的影响

利用烟草等温吸脱附性能检测装置考察施加了魔芋葡甘聚糖(KGM)保润剂的烟丝样品的吸湿特性,结果表明:KGM有助于增强烟丝的持水能力,减缓水分散失过程,KGM不同程度地降低了各部位烟丝的干燥速率常数;烟丝样品的等温吸湿—解湿曲线呈Ⅲ型吸附曲线,且KGM的施加会加剧吸湿滞后现象,吸湿滞后行为随温度升高有减弱趋势,中上部烟丝的吸湿滞后现象强于下部烟丝,DLP经验模型可较好地描述烟丝样品的等温吸湿—解湿行为。     

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。     

不同烟草原料物理保润性能影响因素研究

为研究不同烟草原料物理保润性能的差异性,以国内具有代表性的烤烟、薄片、膨胀梗丝、白肋烟、香料烟为研究对象,以含水率测试手套箱法为检测手段,以Weibull模型拟合失水过程水分比随失水时间变化曲线、模型中特征时间参数α值大小,作为物理保润性能差异性的评价指标.结果表明:Weibull模型能够较好地用于表征烟草样品干燥动力学;不同部位烟草物理保润性能顺序为:中部上部下部;不同品种烟草物理保润性能顺序为:K326红大云烟87;不同类型烟草物理保润性能顺序为:云烟87 C3F膨胀梗丝香料烟薄片白肋烟;冻干后的烟草样品比平衡水分样品物理保润性能要好.     

改变滤嘴烟支结构 提高滤嘴烟的经济效益和安全性

卷烟接装滤嘴,是提高卷烟吸食安全性的有效手段。滤嘴的过滤效率同滤嘴材料、规格等因素有关。因此,在滤嘴材料相同的条件下,滤嘴规格对烟气中的焦油、烟碱含量有极大影响,与生产成本亦有一定关系。本文以改变滤嘴烟支规格为着眼点,从经济角度和安全角度进行了分析,对发展84毫米以上的滤嘴烟,逐步淘汰81毫米规格的滤嘴烟具有一定的现实意义。     

基于线性网络模型的卷烟吸阻稳定性检测评价方法

为分析卷烟吸阻稳定性的影响因素及规律,基于线性网络模型方法,建立了卷烟吸阻标准偏差的计算模型,通过该模型可以获得卷烟各部分稳定性对整体吸阻稳定性的贡献。通过4种不同圆周的卷烟样品对模型进行验证,对比实验结果与计算结果的差异。结果表明:①基于线性网络模型的吸阻标准偏差计算模型具有较高的准确性,可以用于评价卷烟吸阻的稳定性。②造成吸阻不稳定的因素主要集中在滤嘴通风段,提高滤嘴通风的均匀性或减小通风均可提高烟支吸阻的稳定性。③随着滤嘴通风孔部分标准偏差的降低,烟支整体标准偏差明显降低。随着滤嘴通风率的减小,卷烟总吸阻呈现出增加趋势,而卷烟整体的标准偏差呈现出下降趋势,因此对滤嘴通风段进行改善可提高吸阻的稳定性。     

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。     

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。     

阿拉伯树胶对烟草保润性能的影响研究

为考察阿拉伯树胶在烟草中保润性能,与添加传统保润剂丙二醇和丙三醇的效果相比,在环境相对湿度(40%)较低的条件下,添加阿拉伯树胶的保湿能力优于传统保润剂丙二醇和丙三醇,烟丝中的水分散失量最少;在环境相对湿度(70%)较高的情况下,添加阿拉伯树胶样品的水分增加量最少,表明阿拉伯树胶的保润和防潮效果优于传统保润剂丙二醇和丙三醇,添加阿拉伯胶的卷烟样品感官质量与对照持平。     

配送烟丝特性对C牌号细支卷烟物理指标的影响研究

为探究异地配送烟丝特性对C牌号细支卷烟物理指标的影响,采用单因素方差分析与多元回归分析,重点就配送含水率及烟丝结构对细支卷烟物理指标及卷烟自由燃烧速率的影响进行考察。统计分析结果表明,在一定范围内,配送烟丝含水率对烟支硬度有显著影响且呈负相关性,整丝率对烟支吸阻和硬度有显著影响且呈正相关性;随卷烟含梗量的增加,烟支吸阻和硬度呈上升趋势;卷烟自由燃烧速率受卷烟含梗量和含水率的影响比较明显,卷烟自由燃烧速率=11.9-0.806×卷烟含梗量-0.319×含水率。     

卷烟规格与TPM间的相关性研究

研究了卷烟规格的几种变化方式与TPM间的关系.结果表明当卷烟规格按照这些方式变化时,TPM均表现出线性变化规律.在保持卷烟总长度不变的情况下,采用单独增加接装纸长度,或增加滤嘴长度的同时等量缩短烟支部分长度,或在增加滤嘴长度、等量缩短烟支部分长度的同时增加接装纸长度等3种方式改变卷烟规格时,TPM均有较明显减少.     

不同加工方式烟梗的物理保润性能对比分析及应用

为了研究梗条、梗片的物理保润性能以及烟梗复烤和制梗丝工艺的差异性,采用动态水分吸附法,利用Weibull模型对数据进行拟合,以特征时间α参数值的大小作为物理保润性能差异性评价指标,分析了梗条、梗片的保润性能、吸水率、失水率的差异;通过加工工艺对比,分析了两种加工工艺的生产效率、能耗、物理质量、感官质量等指标差异。结果表明:①与梗条相比,在相同温湿度条件下,梗片吸水率和失水率均大于梗条,梗片吸湿、解湿速率较快。②与传统梗条复烤、制梗丝工艺相比,梗片复烤烤梗机设备温度降低了7.0℃、梗片复烤生产效率提升了30.51%;梗片制梗丝工序生产效率提升了20.75%;每生产1000 kg梗原料,梗片综合能耗标煤下降了2.20 kgce;节约生产时间2.11 h。③与采用梗条制成的梗丝样品物理指标、感官质量相比,采用梗片制成梗丝的出梗丝率和填充值分别下降了6.82百分点和0.99cm^3/g;而梗片梗丝样品在香气质、杂气、余味等方面有改善,总体感官质量有提升。研究结论可为优化制梗丝工艺,缩短加工时间,提高制梗丝生产效率提供参考依据。     

配方烟草样品等温吸湿曲线预测模型的构建与验证

为实现配方烟草样品等温吸湿曲线、水活度的预测,对Smith模型、DLP模型在描述不同类型样品等温吸湿曲线的适用性方面进行了考察,根据质量平衡方程构建了配方烟草样品等温吸湿的预测模型,对模型预测配方烟草样品等温吸湿曲线、水活度的效果进行了验证。结果表明:在描述不同类型烟草样品等温吸湿特性上,DLP模型的拟合精度高于Smith模型,并有较宽的水活度适用范围;6种样品(再造烟叶丝、梗丝、叶丝、烟支、烟支烟丝段、烟支滤嘴段)的等温吸湿曲线预测模型的最大平均相对误差为4.51%;18个配方烟草样品水活度预测值的最大相对偏差为6.33%,最小相对偏差为0.58%,平均相对偏差为1.90%,预测值与实验值的决定系数R2为0.9939。因此,该模型在预测配方烟草样品等温吸湿曲线和水活度方面有较高的准确性。      

特殊旋转滤嘴卷烟的制备及对主流烟气常规指标的影响

为制备特殊旋转滤嘴卷烟并了解其旋转前后的差异,通过探索滤嘴设计参数,成功制备了4种滤嘴打孔线长度不同(0、1、2、3 mm)的样烟,考察了滤嘴旋转前后样烟物理、烟气指标和感官质量的差异。结果表明:(1)根据卷制效果评分可确定样烟最佳滤嘴设计参数为滤棒环切深度3 mm,接装纸预打孔孔径0.15 mm,无胶区宽度11 mm。(2)滤嘴旋转后通风率变小,吸阻变大。样烟滤嘴通风率均随滤嘴打孔线长度的增加而升高,吸阻则降低。(3)滤嘴旋转后样烟焦油、烟碱、CO、水分、TPM、单口焦油和单口烟碱增加,抽吸口数则减少。随滤嘴打孔线长度的延长,滤嘴旋转前后样烟焦油、烟碱和CO释放量的变化范围逐步下降。(4)滤嘴旋转后样烟烟气浓度和吃味变浓。随滤嘴打孔线长度延长,样烟烟气浓度和吃味变淡,干燥感增加。当滤嘴打孔线长度为1 mm时,样烟的感官质量最佳。(5)旋转后接装纸和成形纸的打孔线错开造成滤嘴通风率和燃烧锥处空气吸入量发生变化,从而影响主流烟气通风稀释和烟支燃烧速率,最终导致样烟常规烟气指标和感官质量的差异。     

超细支空管二元复合滤嘴检测技术在ZJ118卷接机组中的应用

为解决ZJ118卷接机组无法对超细支空管二元复合滤嘴烟支进行检测等问题,对现有检测装置进行了改进。利用滤嘴端面检测光电传感器及设计程序算法,将空管二元复合滤嘴与普通滤嘴的外形差异转化为相应的电平特征信号,实现不合格滤嘴烟支和缺嘴烟支的识别和剔除。利用100个模拟空管二元复合滤棒的样品进行试验,结果表明:改进后滤嘴检测剔除装置,剔除不合格滤嘴烟支和缺嘴烟支的准确率达100%,能够满足卷接机组生产超细支空管二元复合滤棒的卷制工艺要求。该检测技术有效提高了ZJ118卷接机组对滤棒原辅材料的适应性,满足了卷烟多元化生产需求。     

未点燃卷烟通风率的计算流体力学分析

为了研究不同卷烟材料参数对卷烟通风率、吸阻以及卷烟内部气体速率分布变化的影响,采用计算流体力学(CFD)算法,结合卷烟材料阻力特性测试结果,对8种不同材料参数的试样卷烟进行了仿真分析并与实测结果进行了比对。结果表明:①对无滤嘴通风卷烟,卷烟纸透气度每增加20 CU,就会增加约4%的空气从卷烟纸进入烟支内部。②与无滤嘴通风卷烟相比,滤嘴通风将使卷烟纸进气量减少2%～3%,通过通风孔的最大气流速度可达0.83 m/s。③滤嘴通风、高透气卷烟纸以及使用沟槽滤棒均能改变卷烟纸进气量分布,使更多的空气倾向于从烟支后半段进入卷烟内部。④沟槽滤棒沟槽内的空气流速最高可达3.9 m/s,是其他部分流速的近10倍。     

卷烟燃烧动态吸阻研究

为了研究卷烟燃烧过程中动态吸阻的变化特性及其影响因素,选取3R4F标准卷烟作为试验样品,运用建立的动态吸阻计算方法考察了烟支燃烧过程中动态吸阻随燃烧线位置的变化规律,并分别分析了烟支中烟丝密度、不同抽吸状态(有滤嘴通风、无滤嘴通风和烟丝部分)以及不同抽吸模式对烟支动态吸阻的影响规律。结果表明:烟支动态吸阻随燃烧线长度呈现先增大、后降低并趋于平稳、最后再增大的趋势;烟支两端烟丝密度大的部分具有较大的动态吸阻值,烟支中间密度稳定部分具有较均匀的动态吸阻值;对于3种不同抽吸状态,静态吸阻与动态吸阻的差异性显著,按照偏差分析由小到大的排序为:有滤嘴通风无滤嘴通风烟丝部分;不同抽吸模式下测试所得的静态吸阻值相近,烟支前半部分的动态吸阻相差不大,后半部分的动态吸阻相差较大,有利于根据不同抽吸模式的人群进行卷烟设计,从而达到提高卷烟感官质量的目的。     

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)。     

亚铜基修饰介孔二氧化硅吸附挥发性羰基化合物的性能

为降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物的释放量,以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、盐酸、正硅酸乙酯和氯化亚铜为反应物,制备了亚铜基介孔二氧化硅(Cu-SBA-15)。通过SAXS图谱、TEM图谱和氮气吸附-脱附的表征,以正丁醛为羰基化合物的吸附模型,将Cu-SBA-15作为烟用滤嘴添加剂应用到卷烟滤嘴中对挥发性羰基化合物的吸附性能进行了评价。