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。     

卷烟燃烧锥形态参数测定及与燃烧速度间的关系

为深入了解卷烟的燃烧性能,建立了一种基于图像处理技术的卷烟燃烧锥长度、面积、偏离角等形态参数的测定方法,通过48种卷烟样品自由燃烧速度及燃烧锥形态参数的测定,研究了卷烟燃烧锥形态参数与自由燃烧速度间的关系。研究结果表明:（1）48种卷烟燃烧锥锥长、锥面积、偏离角的RSD分别介于2.7%~10.1%、1.1%~10.1%、12.0%~78.3%之间,其中燃烧锥长度及面积的重复性较好,依据测量结果区分样品间差异性的灵敏度较高。（2）48种卷烟的燃烧锥锥长、锥面积和偏离角分别介于6.604~14.017mm、38.729~92.825mm2、2.778~7.636°之间,不同牌号卷烟的三项燃烧锥形态参数均存在极显著差异性。（3）卷烟自由燃烧速度与燃烧锥锥长和面积间均存在极显著正相关关系,且两者之间存在交互作用。      

卷烟燃烧过程中烟丝形态结构变化的表征方法

为了研究卷烟燃烧过程中烟丝形态结构变化对烟气释放的影响,从烟丝的微观结构、燃烧锥平面结构等方面,建立了表征卷烟燃吸过程中烟丝形态结构变化的新方法,并探讨了卷烟燃吸过程中烟丝形态结构变化对主流烟气CO释放量的影响。结果表明:(1)烟丝形态结构发生变化的特征温度为300~350℃。在该温度区间内,烟丝的宽度和厚度均出现了显著的收缩,同时烟丝整体发生卷曲;(2)通过对包埋固定后的燃烧锥进行切片,获得了燃烧锥长度及面孔率等燃烧锥结构的表征参数;(3)烟丝宽度从0.6 mm增至1.4 mm,卷烟燃烧锥长度变短,面孔率增加,单位质量烟丝的CO释放量降低17.42%;(4)烟丝长度从大于4.0 mm降低至小于1.6 mm,卷烟燃烧锥长度变短,面孔率增加,单位质量烟丝的CO释放量降低16.73%。     

卷烟燃吸状态下的气体流量分配

为了考察卷烟燃吸时的气体流量分配规律,设计了一种测定烟支不同部分进气量的装置;采用该装置测定了卷烟燃吸状态下燃烧锥端、卷烟纸段和滤嘴段的进气量,分析了卷烟燃吸时不同部分的气体流量分配规律和燃烧锥烟气净生成量。结果表明：(1)卷烟燃吸时,卷烟纸段和滤嘴段进气量大于未燃卷烟,燃烧锥端进气量小于未燃卷烟,滤嘴通风卷烟的滤嘴通风率大于未燃卷烟。(2)无滤嘴通风卷烟燃吸时,燃烧锥端进气量与烟丝段长度呈线性递减关系,卷烟纸段进气量与烟丝段长度的二次方呈正比关系。(3)卷烟抽吸时燃烧锥存在净生成气体量,且烟气净生成量与燃烧锥进气量呈正比,实验卷烟燃吸时每毫升燃烧锥端进气量约净生成0.24 mL气体。     

烟丝形态调控对中支卷烟卷制质量及稳定性的影响

为找到中支卷烟适宜的烟丝形态,以烟丝特征长度表征烟丝形态,采用烟丝形态调控技术,分析了中支卷烟烟丝不同特征长度与质量指标及稳定性关系。结果表明:①烟丝特征长度在2.35~2.85 mm(卷制前)范围内,中支卷烟物理指标稳定性较好; ②空头率、烟支密度标准偏差和密度分布一致性系数η值均随特征长度减小呈先降低后增大的趋势。③当烟丝特征长度在2.35~2.80 mm(卷制前)范围内,卷制烟支样品端部落丝量较小、燃烧锥落头倾向较低,但动态吸阻分布一致性存在波动。④综合分析,考虑到配方间差异,中支卷烟烟丝特征长度在2.35~2.85 mm(卷制前)范围内,辊筛频率在37~47 Hz之间,物理指标稳定性、烟支密度一致性较好,空头率和燃烧锥落头倾向较低,端部落丝量较小。      

卷烟抽吸口数影响参数研究

研究了不同牌号卷烟的抽吸口数与自由燃烧速度、烟丝填充密度、盘纸透气度等参数的关系，结果表明，自由燃烧速度是影响抽吸口数的主要因素，烟丝填充密度对抽吸口数也有一定影响，而卷烟纸透气度、卷烟实际可燃长度与抽吸口数无明显相关性     

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。     

通过ESR测定卷烟纸多孔性对燃烧温度及烟气内自由基水平的影响

卷烟纸多孔性是允许进入点燃卷烟的燃烧锥中空气流量变化的一个重要的制造参数。我们的试验研究采用孔隙分别为12（低孔隙）和80（高孔隙）CORESTA单位，基重分别为28g／m^2和24．7g／m^2的两种不同的卷烟纸。一种卷烟纸使用相同的烟丝配方，保湿剂以及其它制造参数分别卷制成卷烟。低孔隙和高孔隙卷烟之间的压降，焦油释放以及一氧化碳生成均有差异。     

卷烟燃烧锥受力分析与落头倾向检测方法

为了解决目前卷烟产品在消费过程中燃烧锥落头问题,采用旋转法搭建了卷烟燃烧锥落头倾向检测装置,通过卷烟燃烧锥头部在旋转过程中的受力分析,确定了定量描述卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)的影响因素,在此基础上,考察了转速、卷烟燃烧线、转动持续时间等因素对落头倾向的影响,以及卷烟纸助燃剂含量对卷烟燃烧锥落头倾向的影响规律。结果表明:卷烟燃烧锥HCFP值随着转速、燃烧线与点燃端的距离以及转速稳定后持续旋转时间的增加均呈增加的趋势。燃烧锥体积的增加引起了HCFP值的增大,说明该方法能够较好反映卷烟燃烧锥落头倾向指标,检测结果中两次测试最大极差为7.5%。     

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。     

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。     

卷烟逐口抽吸过程中巴豆醛的递送与分布

为研究卷烟燃烧状态对巴豆醛主流烟气释放量及转移分布的影响,通过改变卷烟纸透气度调控卷烟裂解/蒸馏状态,考察了卷烟样品燃吸时巴豆醛逐口主流烟气释放量、滤嘴截留量、燃烧锥中残留量及其在卷烟不同部位的分布规律。结果表明:①随着抽吸口序的增加,主流烟气中巴豆醛释放量总体上呈上升趋势,但与燃烧锥中巴豆醛残留量无明显相关性;②卷烟逐口燃烧所产生巴豆醛的主流烟气转移率为36%~48%,滤嘴截留率为12%~34%,燃烧锥中残留率为16%~27%,烟丝吸附率低于13%;③卷烟逐口主流烟气中巴豆醛的释放量与卷烟纸透气度无相关性。      

制丝关键工序对细支卷烟燃烧温度及主流烟气成分的影响

为探索制丝关键工序与细支卷烟品质的关系,分析了切丝宽度以及烘丝工艺对于细支卷烟燃烧温度、烟气成分以及感官质量的影响,并对主流烟气成分释放与细支卷烟燃烧温度的关系做了探讨。结果表明,KLD薄板烘丝较HXD气流烘丝的感官质量更好;此外,低切丝宽度会导致细支卷烟产品燃烧锥温度、焦油、以及危害性指数的上升,但同时也会增加烟气香味成分含量,提高卷烟香气量和满足感。      

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...     

卷烟燃烧灰分形成机制研究

为揭示卷烟燃烧灰分形成机制,采用色差仪、扫描电镜、能量色散X射线谱仪和红外光谱仪等表征卷烟燃烧灰分不同区域以及不同燃烧热解模拟条件下烟丝和卷烟纸残留物的外观、微观形貌、元素分布及化学组成.结果表明:①卷烟燃烧灰分不同区域外观特征呈多样性.②卷烟燃烧过程中,卷烟纸先发生纤维素降解碳化,颜色由白变黑,随后焦炭燃烧,颜色由深...     

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。     

3种梗丝不同掺配比例对卷烟质量的影响

为研究微波处理的"颗粒状梗丝"、滚筒干燥处理的"丝状梗丝"和膨化塔处理的"片状梗丝"不同掺配比例对卷烟质量的影响,采用均匀设计方法对掺配比例进行设计,考察了掺配后混合烟丝的物理指标、烟支物理指标及卷烟主流烟气指标。结果表明,在一定范围内,丝状梗丝对混合烟丝物理指标和烟支卷制质量的影响最小,随其添加比例增加焦油释放量呈降低趋势;颗粒状梗丝对混合烟丝填充值和碎丝率影响最大,随其添加比例提高焦油和CO释放量均呈下降趋势;随片状梗丝比例增加整丝率先升后降,焦油释放量先降后升,同时碎丝率和CO释放量增加。因此适当增加颗粒状梗丝和丝状梗丝以替代片状梗丝,可在一定程度上提高卷烟综合质量。