在线激光打孔因子与卷烟滤嘴通风率关系研究

为提高卷烟烟气的舒适性,在线激光打孔技术得到了广泛应用,以ZJ17型卷烟机和LASER300S型在线激光打孔系统为研究对象,利用田口方法研究在线激光打孔脉冲时间、卷烟机运行速度、透镜洁净度、烟支与激光打孔透镜之间的距离及卷烟机的拨烟轮与打孔辊之间距离等多因子对烟支滤嘴通风度的影响。结果表明,①激光打孔时间对滤嘴通风度均值有显著影响,且随着时间延长,滤嘴通风度的均值显著提升;②在一定范围内,卷烟机运行速度对烟支滤嘴通风度的信噪比有显著影响,且速度越大,滤嘴的通风度越小;③在一定范围内,透镜距离对滤嘴通风度的信噪比也有重要影响,呈现先增大后降低的趋势。④在激光打孔时间73μs,透镜距离2.0 mm,拨烟轮与打孔鼓间隙7.1 mm,卷烟机运行速度6200支/min时,预测信噪比最大48.14,均值符合设计值,此组合条件下品质最优,主流烟气无变化。

滤嘴通风率对卷烟主流烟气有机酸释放量的影响研究

为考察滤嘴通风率对卷烟主流烟气有机酸释放量的影响,制备不同滤嘴通风率的卷烟样品,利用GC-MS法分析卷烟样品主流烟气中的有机酸,结果表明,(1)开发的GC-MS分析方法准确性和重复性好,能够满足卷烟烟气中有机酸释放量的准确测定;(2)随滤嘴通风率的增加,有机酸实际释放量和单位焦油释放量均明显降低,分子量较小的有机酸其单支释放量和单位焦油释放量降低率较低,而相对分子量较大的有机酸单支释放量和单位焦油释放量降低率较高。

细支空头烟支剔除量分析及降低废烟率的措施研究

为解决细支烟生产设备空头率高、废烟单耗多等问题,本文提出了一种针对细支烟生产设备劈刀盘零件改良方法。通过对细支烟卷烟机组的生产效果和技术参数进行测试分析,发现烟支端头质量得到明显提升,空头烟支剔除量引起的废烟率明显减少,对提高烟支生产质量和降低生产成本有着很好的积极效果。

滤嘴通风度对卷烟主流烟气中一些香味成分释放量的影响

为研究不同滤嘴通风度对卷烟主流烟气中香味成分释放量的影响,考察了滤嘴通风度分别为0,10%,25%,40%,54%和64%等6种卷烟主流烟气常规成分和气粒相中32种香味成分的释放量。结果表明:①卷烟主流烟气常规成分释放量随着滤嘴通风度的增加出现不同程度的降低;②30种香味成分的总释放量随着滤嘴通风度的增加而降低,同一类化合物,低沸点化合物的总释放量降低率较低,高沸点化合物的总释放量降低率较高;③30种香味成分的气相/粒相分配比随着滤嘴通风度的增加而升高,同一类化合物的气相/粒相分配比随着沸点升高而增加;④30种香味成分单位烟碱的气粒相释放总量与卷烟滤嘴通风度成负相关。

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%。

两种抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系

为了解不同抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系,考察了ISO和加拿大卫生部深度(HCI)两种抽吸模式下主流烟气中烟碱及乙醛、丙烯醛、苯、苯并[a]芘、1,3-丁二烯、一氧化碳(CO)、甲醛、N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚、巴豆醛、氢氰酸(HCN)和氨等13种有害成分的释放量与滤嘴通风率的相关关系,并进一步探讨了单位烟碱有害成分释放量与滤嘴通风率的相关性。结果表明:1在ISO抽吸模式下,除NNN、NNK外,其他有害成分的释放量与滤嘴通风率负相关;甲醛和巴豆醛的单位烟碱释放量与滤嘴通风率负相关,乙醛、CO、苯并[a]芘和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风正相关。2在HCI抽吸模式下,甲醛、巴豆醛、苯并[a]芘、苯酚和烟碱的释放量与滤嘴通风率负相关,HCN释放量与滤嘴通风率正相关,其余有害成分的释放量与滤嘴通风无显著相关性;乙醛、丙烯醛、巴豆醛、CO、HCN和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风率正相关。

通风分配对主流烟气代表性酚类香味成分释放量的影响

卷制具有不同滤嘴通风率和卷烟纸透气度的常规卷烟和细支卷烟,考查滤嘴通风率、纸通风率及通风分配对主流烟气中9种酚类香味成分释放量的影响。结果表明:1)滤嘴通风率、纸通风率与烟气中9种酚类香味成分释放量均呈显著负相关,随着通风率的增加,分子量较小的麦芽酚等的释放量降低率较高,而分子量较大的丁香酚的释放量降低率较小;2)对于常规卷烟和细支卷烟,纸通风率对烟气中9种酚类香味成分释放量的影响大于滤嘴通风率;3)滤嘴通风率、纸通风率及总通风率对常规卷烟烟气中9种酚类香味成分释放量的影响大于细支卷烟;4)在总通风率一致的情况下,高滤嘴通风率搭配低纸通风率比低滤嘴通风率搭配高纸通风率的卷烟中9种酚类香味成分释放量要高。

通风分配对细支卷烟主流烟气有机酸释放量的影响研究

为考查不同通风分配对细支卷烟主流烟气有机酸释放量的影响,卷制具有不同滤嘴通风率和卷烟纸透气度的细支卷烟样品,利用GC-MS法分析所制样品烟气中的有机酸种类,并建立基于滤嘴通风率、卷烟纸通风率的有机酸释放量预测模型.结果表明:1)共检测出26种有机酸,随着滤嘴通风率或卷烟纸通风率的增加,分子量较小的有机酸降低率较高,而分子量较大的有机酸降低率较低,卷烟纸通风率对烟气中有机酸释放量的影响大于滤嘴通风率;2)在总通风率一定时,高滤嘴通风率搭配低卷烟纸通风率设计的卷烟烟气中有机酸释放量比低滤嘴通风率搭配高卷烟纸通风率的更高;3)所建有机酸释放量预测模型准确度较高,预测结果进一步证明高滤嘴通风率搭配低卷烟纸通风率设计的卷烟有机酸释放量更高.

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。

细支卷烟烟支物理指标相关性分析

为探索细支卷烟卷包生产过程中需重点控制的烟支物理指标,选取黄山A牌号细支卷烟,分析烟支重量、烟支通风率与烟支吸阻、烟支硬度的相关性。结果表明:针对黄山A牌号细支卷烟,烟支重量对烟支吸阻的影响程度较大,烟支重量对烟支吸阻的影响度约为18.7 Pa/(1 mg/支烟支重量);在烟支通风率技术标准范围内,烟支通风率对烟支吸阻的影响较小,影响度约为6.4 Pa/(1%通风率)。因此,细支卷烟卷包生产过程中,在保证烟支通风率符合技术标准要求下,需重点关注烟支重量的符合性。

滤嘴参数对细支烟主流烟气中代表性香味成分释放量的影响

【目的】研究滤嘴参数(滤棒压降、滤嘴通风率)对细支烟香味成分释放的影响。【方法】按单因素设计制备60个卷烟样品,采用CH2Cl2浸提、GC/MS分析测定滤片捕集的代表性香味成分。在此基础上,建立并筛选了滤嘴参数对香味成分释放量的预测模型。【结果】①细支烟主流烟气中代表性碱性、中性、酸性和香味成分总释放量与滤棒压降和滤嘴通风率均呈显著负相关;②滤棒压降对细支烟主流烟气香味成分释放量的影响高于常规烟,而滤嘴通风则相反。③外部验证结果显示,4个预测模型的平均预测偏差在4.23%~5.95%之间,所建立的模型预测精度良好。

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。

梗丝形态对细支卷烟主流烟气及燃烧特性影响

为探寻细支卷烟的降本增效路径,开展了微波膨胀梗丝、薄压细切及常规气流梗丝在细支卷烟中的应用效果评价,考察了三种梗丝对细支卷烟物理特性、混合均匀度、常规主流烟气成分、动态吸阻稳定性、烟气粒径分布、燃烧锥体积及速率、7种有害成分及感官品质的影响。结果表明:①相对于常规传统气流梗丝而言,微波膨胀梗丝对细支卷烟吸阻影响更大,在相同试验条件下,其掺配样吸阻均值较常规传统气流梗丝样大113Pa。②微波膨胀梗丝和薄压细切气流梗丝的掺配均匀度均值分别为97.674%、97.005%,均大于常规气流梗丝的掺配均匀度均值94.846%。③常规主流烟气成分释放量的相对标准偏差(RSD)为评价指标,细支卷烟样品稳定性排序为:微波膨胀梗丝掺配样>薄压细切气流梗丝掺配样>常规气流梗丝掺配样,感官品质得分与此排序一致,常规气流梗丝掺配样的抽吸均衡性差、木质气重,感官品质得分最低;④较常规气流梗丝掺配样,微波膨胀梗丝及薄压细切气流梗丝掺配样动态吸阻稳定性更优,这与三种梗丝的掺配均匀度均值排序一致;⑤三种梗丝掺配样的中值粒径(CMD)均值基本一致,均分布在146nm附近。其中微波膨胀梗丝掺配样的逐口抽吸粒子浓度最大;⑥薄压细切气流梗丝掺配样的燃烧速率及燃烧锥体积均最大,其燃烧更充分;⑦7项有害成分方面,常规气流梗丝降低苯酚、巴豆醛及NNK的效果最优,其卷烟危害性指数均低于微波膨胀梗丝与薄压细切气流梗丝掺配样,表明前者在细支烟中的减害作用较优。

打孔方式对细支卷烟滤嘴通风率及感官品质的影响

为选择合适的打孔方式以提升细支卷烟的质量水平,考察了在线激光打孔、激光预打孔、静电打孔、等离子体打孔对细支卷烟滤嘴通风率、通风率稳定性和感官品质的影响.结果表明:4种打孔方式均可满足滤嘴通风率的设计需要;对于同一接装纸透气度,采用等离子体打孔和静电打孔的细支卷烟的滤嘴通风率较高;采用等离子体打孔和在线激光打孔的细支卷烟的滤嘴通风率稳定性相对较好;等离子体打孔和在线激光打孔更有利于改善细支卷烟的感官品质,当滤嘴通风率较低时,两种打孔方式的细支卷烟感官品质相当,而当滤嘴通风率较高时,采用在线激光打孔的细支卷烟的感官品质优于等离子体打孔.综上,等离子体打孔和在线激光打孔整体优于静电打孔和激光预打孔,是细支卷烟生产中的优选打孔方式.

不同圆周及滤嘴通风率对卷烟主流烟气酚类成分释放量影响的气质联用分析

为明确不同圆周及滤嘴通风率对卷烟主流烟气酚类成分释放量的影响规律。建立了主流烟气粒相物中酚类成分释放量的气相色谱质谱检测方法,并分析了圆周及滤嘴通风率对酚类释放量的影响。各酚类成分工作曲线R^2在0.992~0.999之间,相对标准偏差(RSD)为3.34%~9.27%,不同水平下的加标回收率为80.5%~106.8%。相同圆周卷烟,随滤嘴通风率的增大,酚类成分释放量呈逐渐降低的趋势,其中酚类成分释放量与滤嘴通风率之间线性相关(R^2>0.9)。相同滤嘴通风率卷烟,随卷烟圆周的增大,酚类成分释放量呈逐渐增加的趋势,其中酚类成分释放量与卷烟圆周之间线性相关(R^2>0.9)。方差分析表明滤嘴通风率和卷烟圆周及两者的交互作用均对主流烟气中酚类成分释放量有显著影响。上述规律可以为烟支参数的设计提供参考。

中支卷烟丝束加香酯类和醇类单体香料的逐口转移行为

为揭示中支卷烟丝束加香酯类和醇类单体香料的逐口释放行为,利用超声辅助提取结合气相色谱法,研究了中支卷烟抽吸过程中代表性酯类和醇类单体香料的逐口转移规律。结果表明:①17种酯类和13种醇类单体香料的逐口转移率分别介于0.31%~20.43%和1.54%~19.60%之间,其中,乙酸酯类、直链饱和醇类的逐口转移率较大,肉桂酸酯类、不饱和醇类的逐口释放量较为稳定。②相同的抽吸口数序号下,各酯类和醇类中互为同系物的单体香料的逐口转移率随分子沸点增大呈增大的趋势,互为同分异构体的单体香料的逐口转移率随分子结构稳定性增强而增大。③各酯类和醇类单体香料的逐口转移率随抽吸口数序号的增大而增大,逐口累计转移率与抽吸口数之间具有良好的线性正相关关系。

基于主成分分析的细支卷烟物理质量评价方法

为更好地评价细支卷烟物理质量,采用相关性分析和主成分分析方法,分析了200批次细支卷烟的单支质量、吸阻、硬度、通风率、端部落丝率、空头率等质量指标,建立了细支卷烟物理质量综合分析评价方法。结果表明:①通过主成分分析共提取了3个主成分(PC1:32.301%、PC2:30.623%、PC3:13.774%),其方差累积贡献率为76.699%,其中PC1反映指标的偏差率,PC2反映指标的变异系数,PC3反映端部落丝率和空头率;②建立了卷烟物理质量评价模型,将卷烟物理质量评价得分划为优、良、中、差4类档次;③通过模型的应用评价,其中样品8#得分最高为93.02,质量档次为优,样品15#得分最低为59.94,质量档次为差,根据各样品得分情况,能够直观反映和评价不同批次、机台、班组等的细支卷烟物理质量情况。

点燃和加热条件下不同滤嘴通风率卷烟的气溶胶释放特征

为研究滤嘴通风率对不同类型卷烟烟气气溶胶释放的影响,制备了不同滤嘴通风率的两用型烟支(可燃吸、配套加热烟具加热后抽吸),采用气相色谱仪(GC)和DMS500快速粒径谱仪,研究了点燃和加热条件下烟气气溶胶中的主要化学成分和粒径分布。结果表明:①在点燃和加热条件下,烟气出口温度均随滤嘴通风率的增加逐渐降低。②随着滤嘴通风率从0增加至64.08%,在点燃条件下,总粒相物及粒相物中烟碱、丙二醇、丙三醇和水分的释放量减少;在加热条件下,总粒相物、粒相物中烟碱和丙三醇的释放量先增加后略微减少,粒相物中丙二醇的释放量增加,粒相物和气相物中水分的释放量减少。③随着滤嘴通风率的增加,在点燃条件下,烟气气溶胶粒径均分布在60~2000 nm范围内,粒数浓度减小,粒数中值粒径(CMD)增大;在加热条件下,滤嘴通风率为0时,烟气气溶胶粒径主要分布在40~500 nm;滤嘴通风率为47.86%和64.08%时,粒径主要分布在40~1000 nm,粒数浓度与粒子体积浓度先增加后减小,CMD和体积中值粒径(VMD)增大。该研究结果可为卷烟通风打孔工艺参数的选择优化提供科学依据。

通风对细支烟主流烟气常规成分及7种有害成分释放量的影响

为考察通风对细支烟主流烟气常规成分及7种有害成分释放量的影响,卷制具有不同滤嘴通风率和卷烟纸透气度的细支烟,对主流烟气常规成分和7种有害成分释放量进行分析。结果表明:①总通风率、滤嘴通风率、纸通风率与细支烟烟气常规成分、7种有害成分释放量及卷烟危害性评价指数(H)负相关;②总通风率、滤嘴通风率、纸通风率增加1%时,CO、HCN和巴豆醛释放量的降低率较高,纸通风对细支烟总粒相物、焦油、烟碱、CO、水分、HCN、NNK、苯酚和巴豆醛的释放量及H值的影响大于滤嘴通风;③滤嘴通风和纸通风对细支烟焦油、烟碱、CO、HCN、氨和苯酚的释放量及H值的影响小于常规卷烟。通过优化设计细支烟通风参数,可降低焦油和7种有害成分的释放量。

通风分配对卷烟主流烟气酮类化合物释放量的影响

为探寻通风分配对主流烟气酮类化合物释放量的影响规律,采用两种色谱分离柱的GC-MS法测定了卷烟主流烟气中酮类化合物的释放量。结果表明:(1)定性定量共鉴别出56种酮类化合物,其中有27种酮类化合物的释放量>1μg·支^(-1),且其总量占56种酮类化合物释放总量的91%以上,表明这27种酮类成分是烟气中重要的酮类化合物。(2)滤嘴通风率和卷烟纸通风率与酮类化合物释放总量呈负相关关系,R^(2)大于0.98,且滤嘴通风率对酮类化合物释放总量的影响大于卷烟纸通风率。(3)卷烟纸总通风率与烟气中56种酮类化合物的释放量及其释放总量呈负相关关系。(4)在卷烟总通风率不变的前提下,随卷烟滤嘴通风率的增加,酮类化合物释放总量呈增加趋势;相同酮类化合物释放总量,可采用不同的滤嘴通风率和卷烟纸通风率的组合设计实现。