基于挥发性特征组分的卷烟烟丝质量趋势分析

为考察卷烟烟丝的质量变化趋势,采用顶空气相色谱质谱联用法(HS-GC/MS)检测不同品牌、不同批次卷烟烟丝中50种挥发性特征组分含量(质量分数),结合主成分分析-马氏距离(PCA-MD)统计方法对检测数据进行处理并进行质量趋势分析。结果表明:(1)C品牌5个批次卷烟烟丝样品可分成5类,且2015与2016年烟丝特征组分含量波动较大;2016年7—10月份的烟丝中50种挥发性特征组分含量基本一致,仅8月份出现细微波动。该变化趋势与烟丝配方调整的情况一致。(2)2015年C、D品牌烟丝样品中特征组分含量的差异较大,表明可以用PCA对不同品牌质量特征进行定性描述。(3)C、D品牌烟丝样品间的马氏距离较大,D品牌的马氏距离是C品牌的5~10倍,表明可以用马氏距离对卷烟烟丝质量波动状况进行定量表征。该研究结果可用于卷烟产品的均质化评价。     

水分、温度和检测光程对在线近红外光谱法测定结果的影响

为提高在线近红外(NIR)光谱仪在制丝线测定烟丝样品常规化学成分的准确度,在实验室模拟在线采集了烟丝样品不同含水率和温度条件下的近红外吸收光谱图,以及不同检测光程下同一个烟丝样品的近红外吸收光谱图,用数学模型预测了烟丝样品不同含水率、温度及不同检测光程下烟丝样品的烟碱和总糖值,并将预测值和化学实测值进行了对比分析.结果表明:①在实验范围内,随着烟丝样品含水率、温度的升高及检测光程的减小,在线NIR测定结果的相对误差有增大的趋势;②在线NIR光谱仪检测烟丝样品的最佳条件:含水率为12％～13％,温度为25～30℃,检测光程为16～20 cm.     

烷烃对烟叶保润性能的影响

为了考察烷烃对烟丝保润性能的影响,测定了29种烟丝的烷烃含量,按照烟草保润性能的评价方法对29种烟丝样品进行保润性能评价,并将烷烃类返加到烟丝样品中以验证其对烟丝保润性能的影响。结果表明:①烟丝失水量与烷烃含量显著负相关,即烷烃含量越高,烟丝失水越少,与失水量显著性相关的烷烃主要集中于C29H60~C35H72之间;②加入不同烷烃含量保润剂的烟丝,其平衡含水率顺序为:1.0%固体石蜡(保润剂1#)0.5%固体石蜡(保润剂2#)0.1%固体石蜡(保润剂3#)空白;当含水率由14%降低至12%时,所需总时间长短顺序为:保润剂1#保润剂2#保润剂3#空白。烟叶烷烃对烟丝的保润性能有一定程度的提高作用,烷烃类的加入量越大,烟丝保润性能提高越明显。     

Fe3O4/PSF磁性复合超滤膜分离麦冬多糖

以原位生成法制得Fe3O4-PSF(聚砜)磁性复合超滤膜。改变磁场强度和压力,以截留率为考察指标,确定膜截留分子质量为30000D 和10000D 时对应的值分别为0.1T、0.4MPa 和0.8T、0.5MPa。对麦冬多糖提取液(含量为91.68%)进行连续性分离,并对分离后样品进行测定,GPC 软件分析A、C、D 3 样品结果：A 样品Mw 为32610D,分子质量30000D 以上的麦冬多糖的含量85.6%;C 样品Mw 为24069,分子质量10000～30000D 的麦冬多糖的含量达87.6%;D 样品Mw 为8664,分子质量1000～10000D 的麦冬多糖含量达88.7%。     

烟丝裂解产物指纹图谱及在卷烟品质评价中的应用

为考察卷烟烟丝裂解产物应用于卷烟品质评价的可能性,建立了获取卷烟烟丝指纹图谱的裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)方法,并对4个品牌共20个卷烟样品的烟丝进行了测定;基于烟丝的Py-GC/MS指纹图谱筛选共有峰,采用聚类分析和主成分分析法对数据进行分析评价,建立了卷烟评价模型,并进行了模型验证。结果表明:(1)利用Py-GC/MS可对卷烟烟丝进行表征,从烟丝的指纹图谱中共筛选出29个共有峰。(2)通过模式识别,实现了4个品牌的卷烟样品的较好区分。(3)建立的评价模型对15个建模样品和5个验证样品的正确判别率为100%。该方法简便、快速,可为卷烟品质评价提供参考。     

卷烟SIROX和滚筒烘丝工序烟丝游离氨基酸的变化

为研究卷烟制丝工艺中关键工序烟丝游离氨基酸的变化规律,在SIROX增温增湿和滚筒烘丝两个关键工序间进行在线取样,测定了3个批次9个样品中的氨基酸含量(质量分数),并比较了3个工序点烟丝游离氨基酸含量变化趋势。结果表明,加工前后烟丝的氨基酸含量和组成均发生了明显变化。方差分析显示,烟丝经过SIROX增温增湿工序处理,其丙氨酸、甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸和苏氨酸6种氨基酸含量显著增加(P0.05),增加幅度3.9%～8.3%;而经过滚筒烘丝处理后,烟丝缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸5种氨基酸含量显著降低(P0.05),降低幅度介于1.7%～3.0%。主成分分析表明,根据9个样品游离氨基酸的分布情况,同一工序点的烟丝可聚为一类,不同工序点的烟丝能够较好地区分开。     

DNA质量浓度测定在烟丝加工均质化中的应用研究

为探索与研究实用的烟丝加工均质化检测手段,以烟丝DNA质量浓度作为烟丝加工均质化检测指标,以常规化学成分检测和感官评吸结果评价样品的均匀性后,测定了不同品种、不同重复烟丝样品DNA质量浓度,以分析DNA质量浓度测定用于烟丝加工均质化检测的合理性,设定并验证了烟丝DNA质量浓度合理波动范围,实现了对烟丝加工均质化的检测。结果表明：以“DNA质量浓度平均值±2倍标准差”作为烟丝DNA质量浓度的合理波动范围,可以达到烟丝加工均质化检测的目标,DNA质量浓度测定在未来卷烟加工均质化领域有着广阔的应用前景。     

基于近红外光谱技术的烟丝掺配均匀度测定

根据标准选取糖碱比与钾的乘积作为掺配均匀性评价标志指标,以500个烟丝、500个梗丝、250个再造烟叶丝和30个生产线配方烟丝样品为研究对象,通过采集样品的近红外光谱信息和测定标志指标,利用模式识别和校正模型的建立,系统构建烟丝、梗丝和再造烟丝掺配均匀性评价方法。结果表明:①PLS-DA模式识别分析4种烟丝样品的近红外光谱整体信息存在较大差异性;②烟丝、梗丝和再造烟叶丝掺配均匀性指标的均值分别为20.64%,273.81%,30.40%,梗丝样品掺配均匀性指标值和波动范围均大于烟丝和再造烟丝样品;③掺配均匀性指标值以50为分类阈值时,3种烟丝样品近红外光谱的PCA-MD呈明显的分类现象,并以50为分类阈值建立了3种烟丝的分段校正模型;④将未参与建模的4种烟丝和配方烟丝样品通过PCA-MD模式识别,判定适宜的分段模型验证后,利用分段模型预测其标志指标,含量与实际测定结果无显著性差异。该研究建立了烟丝掺配均匀性的快速评价方法,分析结果稳定性和准确性均较好。     

微波谐振腔微扰技术快速检测烟丝含水率

为快速准确地测定烟丝的含水率.采用基于微渡谐振腔微扰技术扫描和最小二乘法建立了不同微波测量参数(输出电压、谐振频率、输出信号带宽、输出电压/带宽)与烟丝的含水率数学校正模型,并将检测结果与烘箱法的测定结果进行了比较.结果表明:[1]微波谐振腔微扰技术测定烟丝含水率时的检测精度与所选用的微波测量参数校准模型有关;[2]当采用信号带宽、输出电压/信号带宽-含水率校正模型时,烟丝含水率的测定误差均小于0.3%,符合烘箱法的精度要求.该法检测响应速度快(ms级),可用于烟丝及其它烟草制品含水率的快速检测.     

薄板干燥工序烟丝水分对颗粒赋香卷烟致香成分及抽吸品质的影响

目的：考察不同水分烟丝在薄板干燥工序中对同一规格不同批次颗粒赋香卷烟中试样品致香物质组成及含量的影响。方法：采用静态顶空—气相色谱质谱（HS-GC/MS）联用法,对中国市售两个不同批次（A、B）颗粒赋香卷烟（品牌H）样品在不同水分影响下的致香成分进行分析测定。结果：① 当烟丝水分为15%时,A批次样品鉴定出38个化合物,B批次样品鉴定出37个化合物;② 当烟丝水分为15%时,致香成分的数量和含量最多,12%时次之;③ 赋香卷烟感官评吸分数与挥发性成分相对含量检测结果一致。结论：在卷烟薄板干燥工序过程中烟丝水分设定为15%,有助于提升颗粒赋香卷烟香气品质,同时降低杂气和刺激性。     

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。      

烟丝回弹特性检测方法的建立及参数优化

【目的】解决烟丝填充值、弹性等物理指标不能全面真实反映卷制时烟丝回弹对卷烟质量影响的问题。【方法】建立了一套烟丝回弹特性检测方法并运用质构仪进行检测,对该方法进行重复性、差异性验证,通过单因素及响应面优化确定最佳测试参数,探究不同烟丝结构对回弹特性的影响。【结果】（1）通过分析烟丝卷制过程烟丝压缩及回弹过程,将烟丝回弹特性P定义为烟丝束受压后回弹至固定直径时的能力。（2）质构仪测定烟丝回弹特性的最佳条件：探头型号为A/BE-d45圆板探头,测前速度12 mm/s,测中速度6 mm/s,触发力4 g,回弹速度1 mm/s,压缩时间3 s,回弹保持时间16 s。该方法的日内和日间精密度分别小于4.20%和2.93%。（3）烟丝回弹特性受烟丝结构影响,烟丝尺寸越长,烟丝回弹特性越大。【结论】该表征方法科学可行且精密度较好,可对烟丝回弹特性进行准确测量。适宜的烟丝结构可保证烟丝的回弹能力,保持烟支的填充的饱满度,提高产品质量。     

滚筒干燥中烟丝停留时间预测模型

为准确预测烟丝在滚筒干燥中的停留时间,采用单因素实验的方法,利用装有12块抄板的冷态滚筒设备分别研究了滚筒转速、筒内气速、烟丝流量、滚筒倾角和烟丝含水率对停留时间的影响,建立了两种新的烟丝停留时间预测模型,并将该模型与其他3种经验预测模型进行了验证对比。结果表明:15种试验因素对停留时间均有影响。其中,滚筒转速与停留时间为指数关系,筒内气速、烟丝含水率与停留时间均为线性关系,烟丝流量与停留时间可视为线性或倒数关系,滚筒倾角与停留时间为倒数关系。2所建新模型预测结果与试验结果一致性较高,更适用于试验用冷态滚筒设备。      

不同卷烟机型对烟丝造碎的影响

为分析不同卷烟机型对卷制过程烟丝造碎程度的影响,研究了PROTOS,PASSIM和SUPER9 3种型号卷接机组卷制前后烟丝结构的变化,通过特征尺寸计算不同卷烟机型对烟丝的破碎度,由破碎度分析不同卷烟机型对烟丝的造碎程度。结果表明:①对于同种配方烟丝,PASSIM卷烟机的造碎程度最小,PROTOS卷烟机其次,SUPER9卷烟机对配方烟丝的造碎程度最大;②同一卷烟机型对不同配方烟丝比例的配方造碎程度存在差异,叶丝比例高、梗丝比例低的烟丝经卷烟机卷制后造碎程度高。     

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。     

滚筒烘丝过程干头干尾烟丝物理特性研究

为探索滚筒烘丝过程干头干尾烟丝与正常烟丝品质差异的判定方法,考察了干头干尾烟丝整丝率、整丝率变化率、堆密度及表观密度等物理指标的变化趋势,并基于上述物理指标对不同含水率的烟丝样品进行系统聚类分析,最后通过感官质量评吸对聚类分析结果进行了验证。结果表明:①干头干尾烟丝的整丝率、整丝率变化率、堆密度及表观密度均与含水率存在明显的相关性。②以含水率8.72%～9.46%为聚类分界点,不同含水率的烟丝样品可分为两类。③含水率≤8.72%的干头干尾烟丝与正常水分烟丝的整体感官质量存在显著差异。综合物理指标分析及感官质量验证结果,干头干尾烟丝与正常烟丝品质差异的含水率临界点应在9.00%左右。      

叶丝滚筒干燥过程中化学成分的动态变化特征研究

利用批处理式滚筒干燥试验装置,以两种烤烟、一种白肋烟为原料,研究了叶丝滚筒干燥过程中含水率、总植物碱、还原糖、总糖、石油醚提取物等含量随干燥处理时间的动态变化特征,同时对比分析了滚筒壁温对上述指标变化特征的影响。结果表明:①叶丝干燥过程含水率的变化规律符合菲克第二定律,实验所用烤烟的传质有效扩散系数(De)均小于白肋烟。滚筒壁温升高,3种叶丝De值均增大,但上部叶De值的变化较中部叶小;②随干燥时间延长,总植物碱和还原糖含量均呈近似线性下降,随滚筒壁温升高,其下降速率增大;③总糖含量除在160℃干燥结束阶段急剧下降外,整体变化规律不明显;④石油醚提取物含量在不同条件下均有相似的变化规律,其含量随干燥过程的进行呈先升高后降低的趋势,峰值区间均在含水率为8%~2.5%时。     

HXD气流干燥对卷烟综合质量的影响

对比分析了隧道式燃油烘丝机(HXD)气流干燥与CO2膨胀2种生产方式及HXD气流干燥叶丝不同掺配比例对配方烟丝质量和卷烟综合质量的影响.结果表明:掺配HXD气流干燥处理的膨胀叶丝能提高配方烟丝的整丝率,降低碎丝率,叶丝结构较合理,弹性较好;在实验牌号卷烟中,2种生产方式生产的膨胀叶丝掺配比例相同时,HXD气流膨胀叶丝卷烟感官质量较好,最佳掺配比例为15%.     

烘焙与否对白肋烟膨胀烟丝质量的影响

  背景和目的  研究烘焙与否对白肋烟膨胀烟丝质量的影响。  方法  分别采用烤烟烟片处理线（不加料）、白肋烟烟片烘焙处理线（不加料）对单品种白肋烟进行烟片处理,切丝后分别进入二氧化碳烟丝膨胀线,经290℃热风温度膨胀处理制成膨胀后烟丝,再经回潮加料,制成成品白肋烟膨胀烟丝,对上述两种不同工艺路径处理的试验样品进行各项指标检测并对比分析。  结果  （1）未经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝的整丝率、填充值显著高于经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝。（2）未经烘焙处理的膨胀后白肋烟丝的总糖含量显著高于经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝。（3）未经烘焙处理的膨胀后白肋烟丝的NNN、NAT、NNK含量显著低于经烘焙处理的膨胀后白肋烟丝。（4）未经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝的烟气特种成分CO、NNK、NH3、苯酚、巴豆醛释放量均低于经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝;且卷烟危害性评价指数低于经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝达10.07%。（5）未经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝感官质量得分高于经烘焙处理的成品膨胀白肋烟丝。  结论  对于白肋烟膨胀烟丝而言,不进行烘焙处理不仅可以简化工艺流程,更有利于卷烟减害。      

切丝宽度对中支卷烟烟丝结构、烟支理化指标及感官质量的影响

为了探究切丝宽度对中支卷烟烟丝结构、烟支物理指标、烟气指标、主流烟气粒相物致香成分含量及感官质量的影响,在切丝宽度分别为0.80、0.85、0.90、0.95、1.00 mm时,采用相同的烟丝加工和卷制条件卷制成烟支圆周为22 mm的中支卷烟,分析了烟丝结构和成品烟支物理指标、烟气指标、主流烟气粒相物致香成分含量和感官质量。结果表明:①切丝宽度由0.80 mm增加至1.00 mm,整丝率提高2.85百分点,碎丝率降低0.80百分点,烟支圆周呈现增加的趋势,烟支吸阻呈现逐渐降低的趋势,烟支吸阻降低164 Pa。切丝宽度为0.85 mm时,烟支单支质量标准偏差和吸阻标准偏差最小。②烟气CO量和切丝宽度之间呈现显著负相关;随着切丝宽度增加,烟气烟碱量增大,变化在0.04 mg/支范围内;烟气焦油量先增大后减小,在切丝宽度为0.95 mm时达到最大。③烟气粒相物致香成分中羰基类化合物、杂环类化合物、酚类化合物含量及致香成分总量,均呈现先增加后降低并趋于稳定的趋势,在切丝宽度为0.85 mm时达到最大。④烟支整体感官质量得分和单项指标得分随着切丝宽度的增加均呈现下降的趋势,切丝宽度为0.80~0.90 mm的样品感官质量明显好于切丝宽度为0.95 mm和1.00 mm的样品。