滤棒中三醋酸甘油酯用量对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响

为明确卷烟滤棒成型过程中增塑剂三醋酸甘油酯对烟气有害成分释放量的影响,制备了4种不同三醋酸甘油酯用量的醋酸纤维滤棒及相应的试验卷烟,并对其烟气常规化学指标、有害成分释放量和感官品质进行了分析评价.结果表明:①三醋酸甘油酯的用量在5.51％～13.31％的范围时,卷烟主流烟气中总粒相物、焦油、烟碱等常规指标变化不大;②除苯酚、间-对甲酚的释放量随着三醋酸甘油酯用量的增加逐渐降低外,一氧化碳(CO)、氢氰酸(HCN)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、氨(NH3)、苯并[a]芘(B[a]P)、巴豆醛、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、邻甲酚等成分的释放量或基本无变化,或变化不明显;③三醋酸甘油酯对卷烟感官质量的影响不明显.     

烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响

为考察烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响,采用3种饱和盐溶液制备了不同烟丝含水率的卷烟,分别收集3组卷烟的烟气总粒相物、测定主流烟气中CO等7种有害成分的释放量,并对卷烟的物理参数和固相燃烧温度进行了检测。结果表明:①烟丝含水率对7种有害成分的释放量影响不尽相同,随着烟丝含水率的升高,卷烟主流烟气中氨(NH3)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚的释放量呈降低趋势,CO,苯并[a]芘(B[a]P)释放量呈升高趋势,氢氰酸(HCN)及巴豆醛的变化不明显;②烟丝含水率对卷烟的固相燃烧温度没有显著影响,但影响卷烟的燃烧速率(燃烧过程),进而影响了烟气成分的形成、转移和释放。     

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。      

“三丝”掺兑量对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响

为考察膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶(简称“三丝”)掺兑量对主流烟气有害成分释放量的影响规律,在控制烟支硬度一致的条件下,制备了15种不同“三丝”掺兑量的卷烟,对其烟丝重量、吸阻、抽吸口数及主流烟气中焦油、烟碱、CO、氢氰酸、NNK、氨、BaP、苯酚、巴豆醛的释放量进行了测定,并建立了“三丝”掺兑量与上述有害成分释放量的回归方程.结果表明:①膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量增加10％,烟丝重量分别减少约1.8％,31％和1.3％,卷烟抽吸口数均减少约0.4口;膨胀梗丝或膨胀烟丝掺兑量增加10％,卷烟吸阻均增加约3.0％;②随着膨胀梗丝掺兑量增加,CO和巴豆醛释放量增加,其它7项有害成分释放量降低;随着膨胀烟丝掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、CO、BaP、氨和苯酚释放量降低;随着再造烟叶掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、氢氰酸、BaP、氨和苯酚释放量降低;③通过增加膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量,可以选择性降低卷烟主流烟气中的BaP、氨和苯酚.     

两种抽吸模式对卷烟主流烟气测量方法与结果精密度的影响

为了解吸烟机抽吸模式对卷烟主流烟气相关测量方法与结果精密度的影响,针对卷烟主流烟气的常规指标(抽吸口数、总粒相物、焦油、烟碱、CO)、烟草特有亚硝胺[TSNAs,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)]、苯并[a]芘、羰基化合物(甲醛、乙醛、丙烯醛、巴豆醛)、苯酚、氢氰酸、氨、挥发性有机化合物(VOCs,1,3-丁二烯、苯)等17个测试指标,在ISO和加拿大深度抽吸(HCI)两种模式下开展了卷烟主流烟气系列测量方法的协同试验,按照GB/T 6379.2—2004/ISO 5725-2:1994的统计方法进行分析,获得了9个测量方法 6个测试水平(m)下的重复性限(r)和再现性限(R),并确立了r、R与m的线性拟合函数关系。结果表明:焦油、烟碱、CO的测量精密度显著优于其他测试指标,相对重复性限(r%)和相对再现性限(R%)分别约为10%和20%,其他指标的r%和R%分别为20%和45%左右;与ISO抽吸模式相比,HCI抽吸模式下卷烟主流烟气释放量显著增加,但测量方法的精密度对于绝大多数测量指标并没有明显改善;HCI抽吸模式下相关测试指标的精密度对m的依赖性显著较弱,部分指标的两种吸烟机型测试结果差异较大;烟气在HCI抽吸模式下的捕集过程中,吸烟机卷烟抽吸参数(如抽吸口数)稳定性相对较差。因此,当前典型的吸烟机设计并不能较好地满足深度抽吸条件下卷烟主流烟气相关分析物的稳健测量。     

造纸法再造烟叶对卷烟烟气有害成分释放量的影响

为考察造纸法再造烟叶对卷烟烟气有害成分释放量的影响,分别添加0%、3.94%、7.87%、11.81%、39.37%、78.7%(占总组分)的造纸法再造烟叶,测定卷烟烟气中苯并[a]芘(B[a]P)、NNK、CO、氢氰酸(HCN)、氨(NH3)、苯酚、巴豆醛等7种有害成分含量。结果表明:添加造纸法再造烟叶,能有效降低卷烟烟气中苯酚等6种有害成分的释放量,具有显著线性相关关系,对CO释放量的影响不大,影响程度由大到小依次为:苯酚B[a]PHCN巴豆醛NNKNH3CO;增加造纸法再造烟叶的使用比例能有效降低卷烟危害性评价指数,两者具有显著线性相关关系。     

富硒烟叶对烟气有害成分释放量作用分析

测定分析了天然富硒烟叶、外加硒的烟叶、盆栽富硒烟叶卷烟烟气中主要有害成分释放量,结果表明硒元素对烟气主要有害成分释放量具有抑制作用。(1)以天然富硒白肋烟为原料的卷烟可降低烟气中苯并[a]芘、TSNA、氨的释放量,以天然富硒烤烟为原料的卷烟可降低烟气中B[a]P、HCN、巴豆醛的释放量,但烟气中苯酚等的释放量稍有增加。(2)在卷烟工业过程中外加有机硒10μg.cig-1或无机硒2μg.cig-1均可明显降低烟气B[a]P、NNK、NNN、NAB、氢氰酸、氨等的释放量。(3)农业生产过程中外源施硒可降低烟气中苯酚、巴豆醛、HCN、氨等的释放量,但同时可增加烟气中CO、NNK的释放量。综合来看,卷烟工业过程中外源加硒可降低烟气有害成分释放量。     

气流烘丝参数对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响

研究了气流烘丝参数(不同物料入口含水率和蒸汽施加量)对卷烟主流烟气7种有害成分(巴豆醛、苯酚、氢氰酸、苯并[a]芘、CO、氨和NNK)释放量的影响,利用DPS和MATLAB软件计算7种有害成分最低释放量和最低烟气危害性指数值(H值)的烘丝工艺参数,并进行了工厂验证试验。结果表明:按照苯并芘释放量优化的参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量325 kg/h)和H值优化参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量186 kg/h)进行烘丝,烘丝后样品卷烟主流烟气中的氢氰酸、CO、氨和NNK释放量以及H值的降幅均超过10%。     

卷烟烟气有害成分联合作用的细胞毒性

为评价卷烟烟气有害成分的细胞毒性及其联合作用,以人支气管上皮细胞(BEASe-2B细胞)为靶细胞,分别用卷烟烟气中5种有害成分4-甲基亚硝基-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、氨、苯并[a]芘、苯酚和巴豆醛单独及两两联合染毒,用MTT法测定染毒24 h后的细胞存活率,计算细胞的平均半数致死剂量(LC50),用效应图解法对联合作用进行评价.结果显示:①NNK、氨、苯并[a]芘、苯酚和巴豆醛的LC50分别为87.2、395.5、5.4、61.9和6.9 mg/L;②NNK与氨、NNK与苯并[a]芘、NNK与苯酚、NNK与巴豆醛、氨与苯并[a]芘、氨与苯酚、氨与巴豆醛、苯并[a]芘与苯酚、苯并[a]芘与巴豆醛、苯酚与巴豆醛的LC50分别为46.2、10.9、14.1、30.4、76.4、86.1、39.0、6.1、1.1和22.1 mg/L;③(NNK与氨、NNK与苯并[a]芘、NNK与苯酚、苯并[a]芘与苯酚、苯并[a]芘与巴豆醛、氨与巴豆醛存在明显的协同作用,而NNK与巴豆醛、苯并[a]芘与氨、苯酚与氨、苯酚与巴豆醛之间无协同作用.因此,卷烟烟气有害成分的细胞毒性存在明显差异,其联合作用的细胞毒性效应各不相同.     

石墨烯纳米材料对卷烟主流烟气苯并[a]芘和苯酚的降低作用研究

研究了石墨烯纳米材料对卷烟主流烟气中苯并[a]芘和苯酚释放量的影响作用。将石墨烯纳米材料用作卷烟滤棒的添加剂制备了石墨烯纳米-醋酸纤维二元复合滤棒并制备卷烟制品,利用气相色谱-质谱联用法和高效液相色谱法,对添加石墨烯纳米材料前后卷烟样品主流烟气中苯并[a]芘和苯酚含量进行检测,结果表明:石墨烯纳米材料对苯并[a]芘和苯酚释放量具有明显的选择性降低作用且时效性较长;石墨烯纳米材料对苯并[a]芘的降低幅度可达31.3%,对苯酚的降低幅度可达32.8%;卷烟的物理指标不因石墨烯的添加发生明显变化,且能够保持卷烟原有的吸味风格。     

复合滤棒成型机组参数值一键保存与还原方法

为解决复合滤棒成型机组在更换产品牌号时重复输入参数所出现的操作繁琐、耗时长、容易出错等问题,设计了参数值一键保存与还原方法.采用一键保存当前屏幕参数值,更换产品牌号时只需要按下人机界面上所需牌号的参数还原键,即可一键还原到所需牌号的参数值,避免了在生产过程中重复输入大量参数值.应用结果表明,改进后ZL41复合滤棒成型机组在更换产品牌号时,参数修改可节省十几分钟,减轻了操作人员的工作量,实现了生产牌号的快速、准确更换,通过设置密码保护和延迟设计也消除了误操作现象.     

高透滤棒质量稳定性的生产改进

在卷烟滤棒生产过程中,滤棒质量指标尤其是硬度和压降值波动较大,且因高透滤棒渗胶常导致发射管道堵塞,造成停机故障.经过采用丝束平衡机、导丝辊、新型送丝喷嘴等对丝束控制方式进行改进,提高了滤棒质量指标的稳定性.同时研制出一种管道疏通器,可定期对发射管道壁胶垢进行清理,减少管道堵塞.应用结果表明,改进后滤棒硬度合格率从72.04%提高到95.64%,滤棒压降合格率从92.12%提高到95.4l%,因发射管道堵塞造成的停机故障由原来的6.23次/天下降为3次/月.     

沟槽醋酸纤维滤棒的开发

为提高卷烟滤嘴的过滤性能,由醋酸纤维丝束滤芯、C型沟槽纯纤维素纸(定量80g/m2)和成形纸开发出醋酸纤维沟槽滤棒。该滤棒结构为沟槽滤棒与普通醋纤滤棒的二复合(1∶1)滤棒。试验结果表明,与普通醋纤滤嘴相比,C型沟槽滤棒的硬度可提高2～3个百分点;在卷烟感官质量基本保持不变的情况下,对卷烟烟气的过滤性能显著提高,同等条件下可再降低烟气焦油量2～3mg,降低幅度为13.66%～24.69%。     

不同压纹对卷烟用滤嘴棒原纸及滤嘴棒性能的影响

研究了不同压纹方式(离线、在线)及纹路(花螺纹、斜螺纹、直螺纹)对卷烟用滤嘴棒(填充用)原纸及滤嘴棒性能的影响。结果表明,离线花螺纹能够赋予纸张较好的柔软度;离线斜螺纹能赋予纸张较高的强度性能及较高的滤嘴棒吸阻稳定性,离线斜螺纹滤嘴棒吸阻稳定性及降焦效果优于离线直螺纹滤嘴棒;在线压纹滤嘴棒的吸阻稳定性和降焦效果优于离线压纹滤嘴棒。     

不同压纹对卷烟用滤嘴棒原纸及滤嘴棒性能的影响

研究了不同压纹方式（离线、在线）及纹路（花螺纹、斜螺纹、直螺纹）对卷烟用滤嘴棒（填充用）原纸及滤嘴棒性能的影响。结果表明,离线花螺纹能够赋予纸张较好的柔软度;离线斜螺纹能赋予纸张较高的强度性能及较高的滤嘴棒吸阻稳定性,离线斜螺纹滤嘴棒吸阻稳定性及降焦效果优于离线直螺纹滤嘴棒;在线压纹滤嘴棒的吸阻稳定性和降焦效果优于离线压纹滤嘴棒。     

基于单片机的滤棒支数采集系统

针对KDF2滤棒成形机组产量计数器使用中存在的不足之处 ,介绍了一种基于单片机的滤棒支数采集电路 ,具有滤棒支数采集 ,班产与累计产量计算 ,产量显示等功能 ,而且数据采集精度高 ,既可独立使用 ,也可通过RS 4 85接口与车间服务器连接 ,作为数采系统的智能采集模块     

醋纤沟槽滤棒特征参数测定方法

为了快速准确地测量沟槽滤棒的沟槽数目和沟槽深度,提出了一种基于数字图像处理技术的醋纤沟槽滤棒特征参数测定方法,针对沟槽滤棒端面切片形状不规则的特点,设计了一种互补式图像融合算法,提高了特征区域的识别率和识别的准确性。结果表明,该方法完全满足沟槽滤棒特征参数测定的需求,对沟槽深度的测量精度达0.01 mm。     

细支醋酸纤维滤棒硬度影响因素研究

为探讨细支醋酸纤维滤棒(简称:细支滤棒)硬度变化规律,提高细支滤棒产品质量,分别对三乙酸甘油酯施加量、三乙酸甘油酯温度、滤棒自然固化时间、丝束填充量、成型纸透气度、滤棒圆周和压降等因素对细支滤棒硬度的影响进行研究。结果表明:自然固化1d时,三乙酸甘油酯含量对细支与粗支滤棒硬度的影响规律一致。自然固化2～5d时,在三乙酸甘油酯含量5%～23%范围内,随三乙酸甘油酯含量的增加,细支滤棒的硬度不断提升。自然固化前5d,细支滤棒硬度快速上升,5～30d时硬度上升放缓。三乙酸甘油酯温度和细支滤棒硬度均值及稳定性无相关性。随着丝束填充量增加,细支滤棒硬度上升。细支滤棒硬度随成型纸透气度的加大而上升。细支滤棒圆周与硬度呈负相关,细支滤棒压降与硬度呈正相关。     

AF2/KDF2滤棒成型机组三醋酸甘油酯雾化施加系统改造

AF2/KDF2滤棒成型机三醋酸甘油酯雾化施加装置依靠轮辊高速旋转产生的离心力将三醋酸甘油酯甩抛成雾状后施加在丝束上,雾化颗粒和喷洒量不均匀,从而造成滤棒硬度不稳定、容易产生溶孔等问题.为此在研究借鉴KDF3,KDF4滤棒成型机雾化施加系统的基础上,对硬件和控制部分进行了改造,通过恒压作用,经喷嘴喷洒出雾化良好的三醋酸甘油酯,均匀地施加在丝束上.测试对比结果,滤棒硬度的过程能力系数由0.6提高到1.13,废棒率由0.54％降低到0.35％,三醋酸甘油酯的平均消耗由0.949 kg/万支降低到0.933 kg/万支,提高了滤棒质量稳定性,降低了原辅料消耗.     

叠片定子与变径螺旋杆转子过滤浓缩器

一种叠片定子与变径螺旋杆转子过滤浓缩器,采用叠片定子与变径螺旋杆转子组合的过滤浓缩形式,应用了变径螺旋杆推压装置,使过滤前通道的截面积随溶液浓度的增加、流量的减少而减小,变径螺旋杆在旋转时起到对过滤面进行实时清理和对溶液进行压力补充的作用,满足无间歇连续工作要求,可对包括胶状溶液在内的各种溶液甚至气体进行精密过滤与浓缩。