卷烟纸的性能及其改性

卷烟纸是一种重要的卷烟辅助材料,在烟草工业中占有较重要地位。从最初仅起包裹烟丝的作用,到如今卷烟纸须满足多种功能,如吸味品质、提供精美外观、降低烟气有害成分和降低燃烧烟支引燃性等。本文综述了近几年国内外卷烟纸的性能及改性应用,系统地介绍了卷烟纸在降低侧流烟气、降低烟支引燃性等方面的应用。     

卷烟纸技术研究进展

卷烟纸是卷烟辅料之一,虽然仅占整支烟的小部分,但由于其影响烟支燃烧时的空气流量并且直接参与燃烧,因此会影响卷烟燃烧性能及燃烧后的烟气化学成分。卷烟纸技术与卷烟品质关系密切,是调控烟气成分、改善抽吸品质、拓展卷烟性能的重要途径。本文主要综述卷烟纸的技术研究成果,分别从卷烟降焦减害、增香保润、新型烟草制品以及功能化卷烟纸等方面进行了阐述,最后对卷烟纸的研究方向进行了展望,期望对烟用卷烟纸的开发提供新思路。     

卷烟纸参数对细支卷烟烟气常规成分释放量的影响

为研究细支卷烟卷烟纸参数(定量、透气度、助燃剂中钾钠比,以及麻浆、灰分和助燃剂的质量分数)对烟气常规成分释放量的影响,根据国内外细支烟用卷烟纸的设计特点进行了样品设计和制作,分析了细支烟卷烟纸参数对烟气常规成分释放量的影响,并与常规卷烟进行了对比。结果表明:(1)透气度、助燃剂质量分数、钾钠比与细支烟主流烟气焦油、烟碱和CO的释放量呈现强的负相关关系。相同的助燃剂质量分数和钾钠比增加幅度,细支烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比常规卷烟大;相同的透气度增加幅度,常规卷烟焦油、烟碱和CO释放量的降低率比细支烟大。(2)卷烟纸定量与细支烟焦油和烟碱的释放量具有一定的负相关关系,与CO释放量具有一定的正相关关系。相同的定量增加幅度,细支烟焦油和烟碱释放量降低率比常规卷烟大,细支烟CO释放量降低率与常规卷烟基本一致。(3)麻浆和灰分的质量分数与细支烟焦油释放量均具有一定负相关关系,与烟碱和CO的释放量不相关;常规卷烟卷烟纸麻浆和灰分质量分数对烟气常规成分释放量影响不明显。     

卷烟纸自然透气度对卷烟物理性能及烟气量的影响

为探讨卷烟纸自然透气度对卷烟物理性能及烟气量的影响情况 ,采用国标方法检测了卷烟纸自然透气度分别为 4 0、5 0、6 0、70、80CU时烟支的质量 (g)、圆周、卷烟稀释率、烟支段稀释率、开式吸阻、闭式吸阻、烟气总粒相物、焦油量、烟碱量、一氧化碳量、烟支抽吸口数、静燃速率等 12个理化指标 ,并得到卷烟纸自然透气度与各指标的相关方程。结果表明 ,卷烟纸自然透气度对卷烟的一些物理指标如烟支质量 (g)、圆周、开式吸阻和闭式吸阻影响不大 ,但对卷烟稀释率和烟支段稀释率有影响 ,分别与两者成线性关系 ;卷烟的抽吸口数随卷烟纸自然透气度的增加而减少 ,但当卷烟纸自然透气度超过70CU时 ,卷烟的抽吸口数减少已不明显 ;卷烟的静燃速率随卷烟纸自然透气度的增加而呈上升趋势 ,但增加幅度随卷烟纸自然透气度的增加而减少 ;卷烟烟气中总粒相物、焦油量、烟碱量、一氧化碳量随着卷烟纸自然透气度的增加逐渐减少 ,但当卷烟纸自然透气度超过 70CU时 ,烟气中总粒相物、焦油量的减少已不明显 ,烟气中的烟碱量和一氧化碳量随卷烟纸自然透气度增加基本上呈线性降低。     

不同助燃剂对卷烟纸扩散率的影响

我们已经知道,卷烟纸的自然透气度会影响卷烟的燃烧性能,随着卷烟纸透气度的增加,卷烟燃吸时通过卷烟纸进入烟支的空气量增大,提高了对烟气的稀释率和烟气对外扩散率,造成烟气中烟碱、焦油、C O降低,从而影响烟支的品吸口感。而除了透气度指标之外,助燃剂的含量及种类作为影响烟支燃烧速率的主要因素,对香烟口数及烟气的影响更为直观。为了分析不同助燃剂在对卷烟纸起到助燃作用的同时是否会对卷烟纸的扩散率造成影响,     

浅谈卷烟纸透气度对卷烟质量的影响及改善措施

卷烟纸透气度是决定卷烟纸内在质量的重要指标之一 ,适当提高透气度可以改善卷烟质量 ,同时也是降低烟气中焦油和尼古丁含量的重要因素 ,卷烟行业对卷烟的烟气烟碱量、焦油含量也有相关规定 ,限制烟支中焦油含量尤为重要。欲生产低焦油含量、燃烧性能较好的卷烟 ,除了烟丝配方、滤嘴材料等因素外 ,卷烟纸的透气度指标十分重要。1　卷烟纸透气度对卷烟质量的影响卷烟纸在燃烧过程中 ,发生着复杂的化学反应 ,形成了主流烟气和支流烟气 ,所谓主流烟气是指卷烟纸燃烧过程中 ,从吸烟一端释放出的烟气 ,即吸烟者吸入的烟气 ;而支流烟气是在两次抽…     

卷烟纸对卷烟燃烧性能的影响

卷烟纸作为卷烟的主要辅料,由于它直接参与燃烧,所以对卷烟的燃烧性能有着直接的影响.本文所探讨的卷烟燃烧性能,从以下两方面来进行认识和分析:一是卷烟燃烧后从外观视觉效果所体现的外观燃烧性能,如燃烧速度、静燃时的侧流烟气、包灰的牢固性、灰色、燃烧碳化圈、卷烟燃烧锥等.二是卷烟燃烧的内在性能,即烟支燃烧后的烟气组分,其中主要是CO、焦油和烟碱的含量.通过调整卷烟纸的生产工艺,可对上述两方面卷烟燃烧性能进行适当的调节.     

卷烟设计参数对钟形抽吸曲线下烟气稀释作用的影响

为研究卷烟设计参数对烟气稀释作用的影响,设计了一套ISO钟形抽吸模式下卷烟烟气扩散的测量装置,建立了全支(不点燃时的烟支)、燃烧锥(燃烧时的烟支)、切割烟支(在不点燃烟支的情况下,将燃烧时烟灰长度相同的烟支切割掉后剩余的烟支)3种状态下烟气稀释率的测量方法,考察了卷烟材料特性(卷烟纸透气度、滤嘴通风度和未燃烟支长度)在3种状态下对烟气稀释作用的影响规律。结果表明:①当卷烟纸透气度在30~70 CU范围时,全支、燃烧锥和切割烟支3种状态下烟气稀释率均随卷烟纸透气度的增加而增加。其中,全支状态下的空气稀释率最大,为5.97%~12.16%。②滤嘴通风度在0~50.8%时,滤嘴端烟气稀释率为0~59.81%。基于ISO钟形抽吸模式下的滤嘴烟气稀释率检测结果高于GB/T 22838.15-2009恒速抽吸模式下滤嘴通风率的检测结果。③未燃烟支长度同样对烟气稀释具有影响,烟支端稀释作用随着未燃烟支长度的增加而增加,当未燃烟支长度在0~30 mm变化时,烟气稀释率为0~12.58%。      

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。     

基于CFD模拟卷烟烟气扩散过程的影响因素

为了研究卷烟烟气的径向扩散和轴向流动过程,采用计算流体力学(CFD)技术中SIMPLEC算法、二阶迎风算法以及组分运送方法,结合粒子图像测速法(PIV),以CO作为代表组分分析了卷烟烟气通过卷烟纸的径向扩散,以及卷烟烟气由点燃端通过烟丝流向吸入端的轴向流动。结果表明:(1)烟支的变短会使从卷烟纸侧壁流出烟气中CO的百分含量增加,并趋向稳定;(2)卷烟纸孔隙率在0.415~0.482之间时,孔隙率增加对从卷烟纸侧壁流出烟气中CO的百分含量没有明显影响,但会使从吸入端流出烟气中CO的百分含量增加;(3)卷烟纸的平均孔径与吸入端压力的增加都会使从吸入端和卷烟纸侧壁流出烟气中CO的百分含量增加。     

卷烟纸特性对卷烟主流烟气中氨含量的影响

福建中烟工业公司技术中心白雪平等人研究了卷烟纸透气度、定量、亚麻浆配比、助燃剂类型及含量对卷烟主流烟气中氨含量的影响。结果发现,卷烟纸助燃剂类型及含量和卷烟纸透气度对卷烟主流烟气中氨含量的影响具有显著的线性规律。提高卷烟纸透气度、卷烟纸助燃剂含量和钾盐的比例,均有利于降低卷烟主流烟气中氨的含量;     

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。     

烟支燃烧温度影响因素的多因素方差与逐步回归分析

为了考察云烟某牌号卷烟叶组配方(膨胀梗丝含量和再造烟叶含量)与卷烟材料(卷烟纸,接装纸,成型纸透气度和滤棒)对烟支中点燃烧温度的影响规律,基于热电偶烟支温度测定仪准确检测烟支中点燃烧温度,采用多因素方差分析、逐步线性回归等分析方法考察了影响烟支中点燃烧温度的因素效应大小。结果表明:(1)烟支样品燃烧温度检测方法精密度高,重复性检测结果变异系数均小于5.0%;(2)在0.05显著性水平下,烟支吸阻、卷烟纸透气度、再造烟叶含量是影响烟支中点燃烧温度的主要因素,标准化逐步线性回归系数分别为-0.668、-0.485和0.253;(3)随着再造烟叶含量增加,烟支中点燃烧温度呈现增加的趋势;卷烟纸透气度和烟支吸阻的增加,烟支中点燃烧温度有降低的趋势。调整叶组配方参数和卷烟材料设计参数可作为调控烟支燃烧温度的有效手段,对降低卷烟的危害性指数与保障烟气指标稳定性提供技术参考。     

低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响

为研究低引燃倾向卷烟(LIP卷烟)主流烟气有害成分的释放情况,在不改变卷烟原有配方结构的基础上,利用不同的卷烟纸(普通卷烟纸和低引燃卷烟纸)制备相应的卷烟样品;对样品全长燃烧比例、自由燃烧速率及主流烟气有害成分进行分析测试。结果表明:①采用两种不同低引燃卷烟纸的卷烟,其样品的全长燃烧比例存在较大差异。LIP1卷烟完全符合相关低引燃法规要求,LIP2卷烟则只有60%符合法规要求。②采用两种不同低引燃卷烟纸后,卷烟自由燃烧速率相对于普通卷烟均有明显降低,但两种低引燃卷烟之间不存在明显差异。③采用低引燃卷烟纸后,卷烟主流烟气中部分有害成分(焦油、烟碱、一氧化碳、氢氰酸、苯并[a]芘、苯酚和苯等)存在释放量增加的风险,卷烟危害性指数也相应升高,但两种低引燃卷烟之间并没有明显差异。     

卷烟纸对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响

为降低吸烟对人体健康的危害,考察了卷烟纸透气度、定量和助剂对主流烟气中CO等7种有害成分的影响。结果表明:①随着卷烟纸透气度的增加,卷烟主流烟气中CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚和卷烟危害性指数都呈降低趋势,而NNK和巴豆醛的变化不明显;②随着卷烟纸定量的增大,卷烟主流烟气中CO,HCN的释放量和卷烟危害性指数呈增大趋势,而巴豆醛,B[a]P,NNK,NH3和苯酚随卷烟纸定量的变化不显著;③不管是有机酸钾,还是有机酸钾与有机酸钠的混合物,随着其在卷烟纸中的用量增大,烟气CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚释放量和卷烟危害性指数也都呈降低趋势,但降低幅度都不大,NNK和巴豆醛的释放量变化不明显;④有机酸钾盐降低CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚释放量和卷烟危害性指数的效果优于有机酸钾钠盐混合物。适当增大卷烟纸透气度,降低卷烟纸定量,提高有机酸钾盐的用量可在一定程度上降低卷烟主流烟气中CO,HCN,B[a]P,NH3,苯酚释放量和卷烟危害性指数。     

不同材料组合对卷烟主流烟气中苯并[a]芘释放量的影响

为研究不同卷烟材料参数(卷烟纸、接装纸和成型纸透气度,复合滤嘴丝端和嘴端丝束规格(丝束指数I),添加剂A(安息香树脂)和B(香柠檬油)用量对卷烟主流烟气中苯并[a]芘(B[a]P)释放量的影响,采用均匀设计实验方案制备了不同材料组合的试验卷烟样品,通过因子影响效应分析方法对主流烟气中B[a]P释放量数据进行了分析,并对优化的卷烟材料组合进行了验证。结果表明:1成型纸透气度对主流烟气中B[a]P释放量的影响不显著,其余6种因子对B[a]P释放量贡献的大小顺序为:添加剂B用量滤嘴丝端丝束指数I滤嘴嘴端丝束指数I=卷烟纸透气度接装纸透气度添加剂A用量,且存在着两两交互作用;2较低主流烟气B[a]P释放量的卷烟材料参数组合为:卷烟纸透气度50 CU、接装纸透气度400 CU、滤嘴丝端丝束规格3.5 Y/34 000、滤嘴嘴端丝束规格3.0 Y/35 000、添加剂A用量2.436 mg/支和添加剂B用量2.100 mg/支;3与正常生产的对照样品相比,采用优化的材料参数组合制备的卷烟样品其主流烟气B[a]P释放量降低了48.87%。     

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。     

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。     

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.     

卷烟纸特性对短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及H值的影响

考察了不同卷烟纸透气度、定量、助燃剂含量、助燃剂钾/钠比及灰分对短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及卷烟危害性指数(H)值的影响。结果表明,对短支卷烟而言,卷烟纸透气度与CO、HCN、苯酚释放量呈显著的负相关关系,与巴豆醛释放量无明显相关性,其变化对HCN释放量的影响最大;卷烟纸定量与CO释放量呈显著正相关关系,与苯酚释放量呈显著负相关,其变化对苯酚释放量的影响最大;卷烟纸助燃剂含量和钾/钠比与7种有害成分释放量均呈负相关关系,其变化分别对苯并[α]芘和HCN释放量的影响最大;卷烟纸灰分与苯酚、CO、氨、苯并[α]芘、HCN均呈一定负相关关系,与巴豆醛和NNK无明显相关性,其变化对苯酚和CO释放量的影响较大;危害性指数H值与卷烟纸的透气度、助燃剂含量、助燃剂钾/钠比均呈显著的负相关关系,与卷烟纸定量及灰分呈一定的负相关关系。通过对卷烟纸特性参数的优化,有助于降低短支卷烟主流烟气7种有害成分释放量及危害指数。