烟丝结构分布对细支卷烟燃烧锥落头的影响

为了研究细支卷烟烟丝结构分布与燃烧锥落头之间的相关性,采用包埋固定法对3种不同品牌的细支卷烟烟支及燃烧锥进行原位固定,获得烟支及燃烧锥的切片,并利用光学显微镜对其进行结构分析。结果表明:(1)细支卷烟烟支轴向烟丝密度分布极不均匀,据此将细支卷烟划分为4部分,即a段(距离点燃端0～6 mm)、b段(6～20 mm)、c段(20～50 mm)和d段(50～65 mm)。且烟支b段密度高点与c段密度低点之间的差值△ρ值越大,燃烧锥落头率越高;(2)烟丝配方中中短丝比例越高,细支卷烟的燃烧锥越短,其内部结构越均匀;(3)将标准平准盘更换为U型平准盘,品牌B细支卷烟的燃烧锥落头率从58%降低至28%;(4)烟丝配方中中短丝比例从10%增加至35%,品牌B细支卷烟的燃烧锥落头率从42%降低至20%。     

切丝宽度与烘丝方式对不同规格卷烟的影响

为研究切丝宽度、烘丝方式对不同规格卷烟烟支的物理质量、主流烟气常规指标和卷烟机台运行情况的影响规律,选取切丝宽度分别为0.8,0.9,1.0 mm,烘丝方式分别为KLD滚筒干燥和HDT气流干燥的烟丝在中支、细支、短支卷烟规格上开展试验。对于同一规格的卷烟,烟支的圆周和重量保持不变。结果表明:① 与滚筒烘丝相比,气流烘丝卷制的烟支吸阻升高,硬度增大,端部落丝减小;② 与滚筒烘丝相比,气流烘丝卷制时的机台平整盘位置值增大,压实量减小;③ 随着切丝宽度的减小,烟支含末率升高,主流烟气中的CO量、焦油量、总粒相物、烟碱增加,中、细支卷烟空头率降低;④ 中、细支卷烟建议采用0.8,0.9 mm较细的切丝宽度来解决烟支空头率较高的问题;⑤ 短支卷烟建议采用HDT气流烘丝的方式来解决端部落丝较大的问题。     

卷烟制丝和卷制过程中主要质量指标与消耗指标的关系及评价方法

通过统计3个卷烟牌号的卷制质量指标、烟丝质量指标和加工的消耗指标并作回归分析,发现卷烟吸阻、硬度、填充值和烟支密度的乘积互为正相关关系,卷烟空头率、端部落丝量和含末率互为正相关关系,影响单箱耗丝的因素包括烟丝碎丝率、填充值和含水率。提出了对烟丝质量、制丝线消耗和卷制消耗的评价方法。      

烟丝结构对卷烟端部落丝量的影响

通过对1种配方叶丝(A)和3种不同配方烟丝(B,C,D)进行连续多次卷制,分析了烟丝结构与卷烟端部落丝量的相关关系。结果表明:在试验范围内,①卷烟端部落丝量随着烟丝特征尺寸的降低而增大;②2.8mm以上烟丝与卷烟端部落丝量呈负相关,其中以5.6mm以上烟丝的影响最为明显;2.8mm以下烟丝与卷烟端部落丝量呈正相关,其中以1.4mm以下烟丝的影响最为明显。     

卷烟端部落丝量与烟支压实端烟丝密度、内外排密度差关系的研究

本文针对常规卷烟(圆周24.2mm±0.2mm)端部落丝量高的问题,在烟丝来料质量稳定的情况下,对烟支压实端位置、烟丝密度与端部落丝量的关系进行相关性研究,进而找到有效降低卷烟端部落丝量的控制方法。结果表明端部落丝量随烟支压实端密度(烟支重量)的增加而减少;在烟支密度设计标准一定的情况下,通过适度降低内外排(左右侧)烟支压实端的密度差,可使卷烟端部落丝量得以有效控制。     

烟丝结构与卷烟单支重量和烟支密度及其稳定性的灰色关联分析

采用灰色关联方法分析了来料烟丝的结构与卷制后单支重虽和烟支密度及其稳定性的相关关系。结果表明：在试验范围内,大于3,35mm的长烟丝对卷烟单支重量和烟支密度的影响趋势与对其稳定性的影响趋势相反,即随着大于3．35mm烟丝比例的增加,卷烟单支最培和煳支密度减小但其稳定性下降;不同长度烟丝对卷烟单支重量和烟支密度及其稳定性的影响程度不同,大于5．60mm烟丝的影响较小,2．80～4．75mm烟丝的影响最大。     

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。     

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%。     

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。     

卷烟表观燃烧性能质量状况分析

为了全面了解卷烟表观燃烧性能质量状况,对近年来代表性规格的卷烟产品进行了燃烧过程外观形貌和落头倾向测试,基于对测试结果数据的挖掘,从产品设计和原辅材料角度对表观燃烧性能进行了分析.结果表明:①所挑选的436个市售卷烟样品总体燃烧锥落头倾向1.58％,其中中支烟落头倾向最低,细支烟最高.烟支硬度大、卷烟纸透气度60 CU...     

片烟成丝模式对烟丝结构与卷制质量的影响

为优化片烟成丝工艺,提升卷烟产品物理质量稳定性,对比了传统切丝与定长切丝不同片烟成丝模式对烟丝结构、产品卷制质量及原料消耗的影响。结果表明:①与传统切丝方式相比,采用40 mm定长切丝方式,烟丝结构中>3.35 mm长丝比例降低,3.35 mm以下各区间烟丝比例增加,长丝与中短丝比例均匀性得到改善;②定长切丝方式显著提升了卷烟物理质量稳定性,单支质量超标缺陷率由5.2%降低至2.2%,单支质量标准偏差降低12%以上,烟支吸阻、硬度标准偏差也有所降低;③与传统切丝方式相比,定长切丝方式下单箱耗丝量较低,而单箱耗叶量有所增加。     

密端位置偏移量对卷烟加工质量的影响

  背景和目的  烟支密端位置是加工精度的表征指标,其发生偏移往往会造成烟支烟丝分布变化。本文目的是准确表征密端位置对卷烟物理指标、烟支空头、主流烟气等的影响规律,探索最优工艺条件。  方法  为此,开展了密端位置偏移量梯度试验。  结果  （1）密端位置偏移会导致内外排烟支的吸阻、硬度、感官质量、抽吸口数、焦油量产生差异,且随着密端位置偏移量的增加,内外排烟支的差异越明显,特别是密端位置偏移达到3 mm以后,差异更为显著;（2）密端位置偏移也会导致烟支空头缺陷支数增加,且点烟端密端减少烟支的空头增加数量要高于点烟端密端增加烟支;（3）随着密端位置的偏移,单密端内外排烟支重量还会产生差异,从而导致单密端内外排烟支质量的差异大于双密端。  结论  为提高内外排烟支质量的一致性,宜采用双密端的六槽平准器,密端位置偏移量不宜大于3 mm。      

烟支刺破梗签粒度分析

为合理控制烟丝中梗签粒度及其含量,减少烟支刺破概率,通过大量收集刺破不同圆周烟支的梗签,分析刺破烟支梗签粒度分布规律。结果表明:（1）卷制过程中较大尺寸梗签基本能被卷烟机剔除;（2）宽度小于0.7 mm或长度小于1.0 mm的细梗签和梗粒造成烟支刺破的概率较小;（3）常规烟、中支烟、细支烟刺破烟支梗签的宽度主要集中在1.0 mm~3.0 mm之间,占80%以上,平均宽度分别为2.12 mm、1.74 mm和1.69 mm,约为对应烟丝宽度的2倍;长度分别主要集中在6 mm~9 mm、4 mm~7 mm和3 mm~6 mm范围内,占70%以上,平均长度为分别为7.39 mm、5.89 mm和5.12 mm,与对应烟支直径基本相当;（4）为减少刺破概率,叶中含梗应重点控制直径1.0 mm以上含梗比例,提高切丝宽度的均匀性,常规、中支、细支卷烟应分别重点控制长度>6 mm、>4 mm、>3 mm的梗签。      

烟支规格对卷烟物理、烟气、燃吸特性及感官质量的影响

为探究烟支规格对卷烟质量的影响,在烟丝原料、填充密度、卷烟纸透气度、接装纸规格、丝束材料以及滤棒吸阻条件相同的情况下卷制4种规格卷烟[烟支规格(烟支圆周×长度):常规(24.3 mm×84 mm)、22 mm卷烟(22 mm×84 mm)、中支(20 mm×89 mm)、细支(16.9 mm×97 mm)],检测其物理...     

基于材料参数的中支烟烟气常规成分释放量预测模型

为建立基于材料参数的中支烟烟气常规成分释放量预测模型,采用中心组合结合正交试验设计方法设计了不同材料参数样品,使用线性回归和逐步回归方法构建了中支烟烟气总粒相物、焦油、烟碱、CO和水分释放量以及烟支开式吸阻和总通风率等7个预测模型,根据统计学原理中交叉验证标准差（RMSECV）最小及预测值与实测值线性相关系数最大的原则筛选出最优预测模型。采用市售中支烟对各预测模型进行了验证。结果表明:7个模型的预测精度良好,总粒相物、焦油、烟碱、CO、水分释放量以及烟支开式吸阻和总通风率平均预测相对偏差分别为4.0%、2.1%、6.0%、4.5%、8.3%、6.6%和3.2%,且对于不同配方、辅材参数的中支烟具有较好的适用性。      

卷烟质量稳定性综合评价--基于多特征相似度分析和主成分分析

为有效评价卷烟产品的质量稳定性,基于物理指标、烟丝常规化学指标和主流烟气化学指标,进行多特征统计分析,进而采用相似度分析建立了不同批次卷烟产品的质量稳定性定量评价方法,并采用主成分分析法和聚类分析法考察了不同品牌之间的差异程度。结果表明,相似度方法可有效检验不同批次卷烟的质量波动情况,得到的结果与感官评价得到的结果基本一致,同时主成分分析法和聚类分析可良好地区分不同牌号的卷烟样品。说明,基于多特征指标的相似度分析和主成分分析法,可以为卷烟产品质量控制提供定量描述方法。      

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。      

Hand rolling cigarette papers as the reference point for regulating cigarette fire safety

Aim: To compare the burning characteristics of the tobacco and paper of manufactured and hand rolled cigarettes, and set a fire safety standard of manufacture to largely reduce the fire risk from discarded cigarettes.

Methods: (1) Cigarette extinction test of ignition strength: 40 cigarettes per brand, lit and placed on 15 layers of filter paper, in accordance with ASTM test standard E2187-02. (2) Citrate extracted by 0.1N hydrochloric acid from cigarette papers and from tobacco in manufactured cigarettes, the supernatant analysed by high performance liquid chromatography using ultraviolet visual light spectrophotometer. (3) Survey of 750 nationally representative adults age 18 years and over, by telephone, including 184 smokers.

Materials: (a) New Zealand made Holiday, and Horizon, and US made Marlboro manufactured cigarettes; (b) US manufactured Merit with banded paper; (c) Holiday, Horizon and Marlboro hand rolling tobaccos, hand rolled in Rizla cigarette papers; (d) manufactured cigarettes as in (a), reconstructed using Rizla hand rolling cigarette papers.

Results: 1. (a) For each brand of manufactured cigarettes, 40/40 burnt full length; (b) for Merit banded paper cigarettes 29/40 (73%) burnt full length; (c) for each brand of hand rolled cigarettes 0/40 burnt full length; (d) 0/40 manufactured cigarettes reconstructed with Rizla hand rolling paper burnt full length. 2. Citrate content: (a) In manufactured cigarette papers: 0.3–0.8 mg; in tobacco of manufactured cigarettes: Holiday 0, Horizon 0, Marlboro 8.8 mg; (b) Merit: in banded paper 0.418 mg; in tobacco 10.23 mg; (c) In hand rolled cigarettes: in the papers < 0.08 mg; in hand rolled tobacco 13.3–15.0 mg; (d) In hand rolling papers of reconstructed cigarettes: < 0.018 mg. 3. Requiring manufactured cigarettes to compulsorily self-extinguish when left unattended was supported by 67% of smokers, 61% of manufactured cigarette smokers, 82% of hand rolled smokers, and by 68% of non-smokers.

Conclusion: The wrapping paper is a key determinant of whether or not unpuffed cigarettes burn their full length. Using international test methods, popular brands of manufactured cigarettes all burnt full length, but none did so when re-wrapped in hand rolling cigarette paper. This provides a ready-to-hand smoker acceptable standard for reducing ignition potential from manufactured cigarettes, as a basis for regulation or litigation.