接装纸对卷烟烟气焦油及7种有害成分的影响

为了降低吸烟的危害性,考察了三种不同接装纸(静电打孔、激光打孔和自然透气接装纸)对卷烟主流烟气中焦油、7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)及危害性指数的影响。结果表明:①在相同焦油水平时,自然透气接装纸卷烟具有较低的滤嘴通风率;②在相同滤嘴通风率下,相对静电打孔、激光打孔接装纸卷烟,自然透气接装纸卷烟具有较低的焦油、CO、HCN、NNK、B[a]P和巴豆醛释放量,以及CO/焦油比值;③在相同滤嘴通风率下,三种接装纸卷烟烟气中苯酚和NH3的释放量差别不明显;④在相同滤嘴通风率下,自然透气接装纸卷烟的危害性指数较低。自然透气接装纸具有较好的降焦减害性能,可用于低危害卷烟的开发。     

卷烟吸阻对焦油的影响

在卷烟的加工和原材料的使用过程中,不同因素都可导致卷烟吸阻的变化,对焦油产生影响。我们通过对不同烟支重量、滤嘴和滤嘴打孔、卷烟纸透气度、烟丝填充值与吸阻和焦油的关系方面进行的实验分析发现,随着烟支重量增加,吸阻逐渐增大,但与焦油产生量的高低不成正比例关系。在烟支重量相同的情况下,卷烟焦油随滤嘴吸阻的增大而降低。在烟支重量和滤嘴吸阻相同的情况下,烟支的吸阻随卷烟纸透气度的增高而降低,焦油也呈递减趋势。滤嘴打孔距离越靠近滤嘴上端,卷烟吸阻的下降幅度越大,稀释烟气的能力也越强。通风度与稀释烟气的能力成正比,大约通风度每增加10%,烟支吸阻下降8.67mmH_2O。焦油产生量与打孔通风度成反比,即通风量越大,焦油量越低。在其它条件相同情况下,烟丝填充值越高,烟支吸阻越小,焦油产生量也越低。     

自透接装纸对降焦减害及感官质量的影响

滤嘴通风技术是目前国际上应用较为普遍的降焦手段之一,因其技术较为简便,且降焦效果明显而被广泛使用。目前主要是通过使用激光打孔接装纸,辅以高透成形纸的通风滤嘴实现。用自然透气度的接装纸代替打孔接装纸,可以免去打孔工序。将不同透气度的自透接装纸卷制成香烟样品,分析样品的主流烟气中有害物质的释放量、通风率、通风率变异系数,并对卷烟感官进行了评吸。在同等条件下与激光打孔烟用接装纸对进行对比,结果表明:在相同透气度的情况下,自透接装纸样品的一些有害成分如烟碱、焦油、巴豆醛、CO等的释放量更低,通风率变异系数均值为5.84%,低于打孔接装纸样品(6.67%)。当透气度低于160CU时,自透接装纸样品烟香更丰满、细腻、谐调,余味更纯净舒适。     

接装纸打孔参数对卷烟烟气焦油及7种有害成分释放量影响的PLS回归分析

为了研究接装纸打孔参数对卷烟烟气的影响,制备了不同打孔参数的接装纸,并测试了卷烟烟气焦油和有害成分的释放量,采用偏最小二乘回归(PLS)法分析了接装纸打孔参数对烟气焦油和7种有害成分(CO、HCN、NH_3、NNK、B[a]P、苯酚、巴豆醛)释放量的影响。结果表明:1随着不同打孔参数接装纸卷烟滤嘴通风率的增加,烟气中焦油和7种有害成分的释放量降低;2接装纸打孔面积对烟气焦油和7种有害成分释放量的影响最大;3打孔面积、孔数、孔排数、孔带宽度与烟气焦油和7种有害成分的释放量负相关;相同通风率时,孔径与烟气焦油及CO、HCN、NH_3、B[a]P、苯酚、巴豆醛的释放量正相关。     

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。      

在线激光打孔卷烟通风率与卷烟理化指标的关系

利用在线激光打孔设备制作通风率不同的混合型卷烟和烤烟型卷烟,考察通风率对两种卷烟物理指标、常规烟气释放量的影响.结果表明:两种卷烟的总通风率、滤嘴通风率均与卷烟质量呈正相关,与吸阻呈负相关,且通风率越高,滤嘴通风率对总通风率的贡献越大;两种卷烟的总通风率、滤嘴通风率均与烟气烟碱、焦油和CO释放量呈显著负相关,影响大小依次为CO释放量焦油释放量烟碱释放量.根据卷烟烟气指标设计,可先计算总通风率,再通过调整在线激光打孔参数来满足卷烟产品设计要求.     

卷烟材料多因素对卷烟通风率及过滤效率的影响

为探讨卷烟纸、成型纸、接装纸及滤嘴组合搭配对纸通风率、滤嘴通风率、总通风率及卷烟过滤效率的影响规律,采用L27(313)裂区正交设计方法进行在线试验和取样.检测结果经过直观分析、方差分析及贡献率分析,结果表明:滤嘴长度、吸阻及接装纸透气度是影响试验指标的显著因素和重要因素;滤嘴长度为27 mm,吸阻为794 Pa卷烟的纸通风率及总通风率最大;滤嘴长度或吸阻越大,卷烟的滤嘴通风率及过滤效率也越大;接装纸透气度越大,滤嘴通风率、总通风率及过滤效率也越大,而纸通风率则越小.     

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)。     

卷烟“三纸一棒“对烟气特征及感官质量的影响(二)

收集具有不同参数的10种卷烟纸、10种成形纸、7种接装纸以及5种丝束,分别搭配组合并选用同一批次的混合型卷烟烟丝卷制成89种试验卷烟.然后对全部试验卷烟进行烟气分析测试及感官质量评吸,最终建立卷烟辅助材料参数与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数、过滤效率、总稀释率等烟气分析指标的数学回归方程,在试验范围内利用这些方程可直接计算出辅助材料参数的改变对烟气分析指标的影响.具体的方程包括卷烟纸自然透气度、总稀释率、滤嘴长度以及滤棒吸阻(对通风卷烟及不通风卷烟)等分别与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数的关系,滤棒吸阻及滤嘴长度与过滤效率的关系,卷烟纸自然透气度与自由燃烧速度的关系等.本文还建立了成形纸透气度、接装纸透气度与总稀释率的回归方程,在试验范围内利用此方程可直接计算出总稀释率的大小.并对丝束规格对烟气分析指标的影响进行了研究.本文还定性描述了卷烟辅助材料参数的改变对感官质量的影响趋势.     

卷烟“三纸一棒“对烟气特征及感官质量的影响(一)

收集具有不同参数的10种卷烟纸、10种成形纸、7种接装纸以及5种丝束,分别搭配组合并选用同一批次的混合型卷烟烟丝卷制成89种试验卷烟.然后对全部试验卷烟进行烟气分析测试及感官质量评吸,最终建立卷烟辅助材料参数与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数、过滤效率、总稀释率等烟气分析指标的数学回归方程,在试验范围内利用这些方程可直接计算出辅助材料参数的改变对烟气分析指标的影响.具体的方程包括卷烟纸自然透气度、总稀释率、滤嘴长度以及滤棒吸阻(对通风卷烟及不通风卷烟)等分别与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数的关系;滤棒吸阻及滤嘴长度与过滤效率的关系;卷烟纸自然透气度与自由燃烧速度的关系等.本文还建立了成形纸透气度、接装纸透气度与总稀释率的回归方程,在试验范围内利用此方程可直接计算出总稀释率的大小;并对丝束规格对烟气分析指标的影响进行了研究.本文还定性描述了卷烟辅助材料参数的改变对感官质量的影响趋势.     

在线激光打孔对卷烟烟气及感官质量的影响

对在线激光打孔数量及脉冲持续时间对卷烟烟气及感官质量的影响进行研究,结果表明,打孔数量和脉冲持续时间主要影响到物理检测指标中总通风率和吸阻,进而影响到烟气化学指标及感官质量,在总通风率一定条件下,打孔数量与脉冲持续时间呈负相关;在打孔数量一定条件下,脉冲持续时间与总通风率呈正相关,与焦油、CO、总粒相物、烟碱和水分呈负相关,受影响程度从大到小依次为总粒相物、CO、焦油、水分、烟碱;卷烟感官质量受总通风率影响显著,受影响程度从大到小依次为香气、流畅性和轻松感、浓度、口腔干净程度、口腔舒适度、甜润感、杂气和刺激性。     

卷烟用滤嘴接装纸高频电火花打微孔技术的研究

我国卷烟产量占世界第一位,其焦油含量也较高,平均达28.8mg/支。因此降低焦油含量是我国烟草科研工作的当务之急。降低卷烟焦油含量的一个方法是选用低含量的烟草,烟丝中放添加剂,这种方法成本高、工艺复杂、烟易走味。另一种方法就是目前国外普遍用的在卷烟纸和滤嘴接装纸上打微孔来降低焦油含量。抽吸在滤嘴接装纸上打孔的卷烟时。气流从卷烟的轴向和滤嘴中部的径向流入,径向气流始终对烟气有冲淡作用,使卷烟中的微粒物、蒸汽和气相的     

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。     

抽吸模式对纸打孔细支卷烟烟气释放量的影响

为研究卷烟纸打孔细支卷烟的主流烟气,测定不同卷烟纸打孔参数的细支卷烟在ISO和HCI 2种模式下焦油和烟碱逐口释放量。结果表明:(1)ISO模式下卷烟纸打孔细支卷烟样品的焦油释放量有不同程度降低,而烟碱释放量变化幅度不明显;(2)HCI模式下,纸打孔样品焦油和烟碱总释放量均有不同程度升高,卷烟纸打孔对细支卷烟焦油和烟碱总释放量有不利影响;(3)前3口焦油增长率的变化反映了ISO模式下焦油逐口释放量的变化趋势较HCI模式大;(4)ISO模式下,纸打孔卷烟总烟碱/焦油比均大于对照样,且在打孔数目相同的情况下,总烟碱/焦油比随孔带宽度增加而增加,孔带宽度相同时,烟碱/焦油比随打孔数目增加而升高。而HCI模式下打孔卷烟与对照样烟碱/焦油比未呈现明显的变化规律。     

环境湿度对卷烟理化指标及感官质量的影响

进行了恒温(22℃)条件下不同环境湿度对卷烟物理指标、烟气指标和感官质量的影响试验,重点针对烟气游离烟碱、烟碱和pH值等的变化与感官质量的关系进行分析。结果表明:①环境湿度与卷烟烟支重量和吸阻呈正相关关系;②在低湿环境中,烟气含水率、烟碱和焦油均降低,而焦油/烟碱增大;在高湿环境中,烟气含水率、焦油和焦油/烟碱均增大,而烟碱明显降低;③环境湿度对卷烟的感官质量有明显影响,其中烟气游离烟碱/烟碱与吸味浓度和满足感呈明显正相关。在低湿环境中,烟气游离烟碱/烟碱愈低,卷烟的刺激性愈明显。     

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。     

27 mm滤嘴长卷烟材料多因素对主流烟气递送量及过滤效率的影响

采用正交试验设计的方法研究27 mm滤嘴长卷烟之卷烟纸、成型纸、接装纸及嘴棒组合搭配对国标规定的卷烟主流烟气递送量（包括焦油量、烟气烟碱量、烟气CO及烟气水分）及过滤效率的影响。结果表明:接装纸透气度及嘴棒吸阻是影响卷烟主流烟气递送量的高度显著因素及重要因素;成型纸透气度及嘴棒吸阻是影响过滤效率的高度显著因素及重要因素。重点对接装纸透气度、成型纸透气度及嘴棒吸阻进行调整和控制,可以很好地实现对27 mm滤嘴长卷烟主流烟气递送量及过滤效率的控制,减少产品质量波动,降低产品成本。使用该方法可快捷、高效、经济、准确地确定卷烟材料多因素对卷烟主流烟气递送量及过滤效率的影响规律。      

辅助材料设计参数对烤烟型卷烟烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响

为探索辅助材料与卷烟烟气化学成分之间的关系,研究了卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成形纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻对卷烟主流烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响,并通过辅材设计参数的组合设计,建立了辅材设计参数预测焦油、烟碱和CO释放量的数学模型.结果表明:①卷烟纸定量增加CO释放量增加;②卷烟纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低;③滤棒吸阻增加,焦油和烟碱释放量降低;④接装纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量显著降低;⑤成形纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低,降低程度与配合使用的接装纸透气度有关;⑥焦油、烟碱和CO释放量预测模型的预测值与实测值基本吻合.     

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。     

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。