烟丝结构表征方法研究

利用RetschAS400筛分仪对6种不同结构烟丝(叶丝、梗丝、CO2膨胀叶丝及掺配后、风送后、卷制后配方烟丝)进行筛分,得到其尺寸区间分布,转化为累积分布后,再利用统计分析的方法,建立了烟丝尺寸分布特性方程,分析得到了描述烟丝尺寸分布规律的特征量,并对比分析了筛分法测试与真实值测试所得烟丝尺寸分布规律,从而建立了能够准确地描述烟丝及其在加工过程中结构分布规律的表征方法。结果表明:1)烟丝结构可以用特性方程F=exp(-BxC)来表征;2)x0.50值为烟丝特征尺寸,其值越大,表示烟丝的整体尺寸越长;C值为均匀性系数,其值越大,表示烟丝尺寸分布范围越窄,均匀性越好。     

卷烟燃烧锥形态表征及影响因素

为揭示卷烟燃烧锥形态的影响因素,利用机器视觉技术测定了113个不同设计参数的卷烟样品在ISO抽吸条件下的燃烧锥面积、长度、半峰宽、两侧偏离角,并分析了烟丝参数、卷烟纸参数、燃烧参数与表征燃烧锥形态的各项指标的相互关系。结果表明：(1)基于机器视觉技术可以快速表征卷烟燃烧锥形态,方法重复性高、稳定性好。(2)燃烧参数中,温度对偏离角2（燃烧锥右侧倾角）有显著影响;燃烧锥长度、面积、半峰宽随烟丝燃烧速率、氧消耗量增加而增大;卷烟吸燃速率与燃烧锥长度、面积、半峰宽呈显著正相关,与偏离角2呈显著负相关。(3)燃烧锥尺寸随再造烟叶丝含量、卷烟纸定量和碳酸钙含量的增加而升高,随烟丝宽度和烟支单支质量增加呈先升后降的变化趋势,随钾钠比增加呈先升后降的变化趋势;与气流烘丝相比,薄板烘丝可显著提升卷烟燃烧锥尺寸。     

细支卷烟烟丝分布表征方法及调控技术

为了科学表征和控制烟支中烟丝的分布状态,首先基于烟支密度对烟支进行合理分段,提出了烟丝分布状态特征值的计算公式,建立了能够描述烟丝分布状态的表征方法;其次以烟丝分布状态特征值和卷制空头率作为响应指标,通过均匀试验,确定三深三浅型平准器深槽和浅槽的最优参数组合,并得到最优平准器参数下的烟丝分布状态特征值;最后利用建立的烟丝分布状态表征方法确定了A牌号卷烟烟支最优烟丝分布状态特征值。结果表明:①烟丝分布状态可用分段密度差值与烟丝总密度均值间的比值来表征,取值越小表明烟支内烟丝分布越均匀、分布状态越好。②最优状态下的平准器参数为:深槽宽度24 mm、深槽深度2.4 mm和浅槽宽度20 mm、浅槽深度1.8 mm。③A牌号卷烟烟支最优的烟丝分布状态特征值为0.136,特征值大于0.136时,空头剔除率呈降低趋势,抽吸顺畅性降低、特征值小于0.136时,空头剔除率呈上升趋势,抽吸顺畅性提高。     

卷烟燃烧锥温度分布的表征方法

为了更加准确地表征卷烟燃烧锥内部的温度分布情况,提出了以温度为基准确定抽吸时刻的检测方法,考察了连线法、最近邻点法、改进谢别德法、克里格插值法、双三次插值法和径向基函数法6种插值方法对温度分布的影响,并利用确定的插值方法,对燃烧锥的温度分布进行了数字化分析.结果表明:①以温度为基准确定抽吸时刻解决了燃烧线法灵敏度较低的问题,保证了进行插值计算时温度数据的准确性;②克里格插值法所得温度分布曲线平滑,插值精度较高,考察样本的平均相对误差为9.86％,解决了传统连线法存在的温度分布可读性较差及插值准确度较低的问题.     

卷烟燃烧包灰与烟丝化学成分的关系

为揭示卷烟燃烧包灰与烟丝化学成分的关系,利用卷烟包灰检测仪测定了 84种卷烟样品在ISO抽吸条件下的灰色值、裂口率、缩灰率、炭线宽度、炭线整齐度和燃烧速率,并采用统计分析方法研究了卷烟包灰指标和燃烧速率与烟丝化学成分之间的关系.结果表明:①钾元素质量分数(αK)、钾氯元素质量比(mK/mCl)、钾硫元素质量比(mK/m...     

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%。     

卷烟成品烟丝中不同长度烟丝的化学特性

为研究卷烟成品烟丝中不同长度烟丝主要化学成分的差异,利用方差分析法对不同长度烟丝的常规化学成分、多酚化合物、石油醚提取物、总挥发碱及非挥发性有机酸的质量分数进行差异性分析,并基于上述化学指标对不同长度的烟丝样品进行系统聚类分析;通过感官评吸对聚类分析结果进行了验证。结果表明:①常规化学成分、多酚类化合物、石油醚提取物及非挥发性有机酸的质量分数随烟丝长度的变化呈现出不同的变化趋势,7种长度烟丝的上述化学指标的质量分数均存在显著性差异;②7种长度的烟丝样品可聚为3类,长度>4.00 mm的烟丝聚为一类,长度为1.60~4.00mm的烟丝聚为一类,长度≤1.60 mm的烟丝聚为一类;③长度>4.75 mm的烟丝与长度≤4.00 mm烟丝的整体感官质量存在显著性差异。      

烟丝结构对卷烟物理指标的影响

通过对配方叶丝(A)和3种不同配方烟丝(B、C、D)进行连续多次卷制,采用灰色关联方法分析了烟丝结构分布与卷烟物理指标的相关关系.结果表明:①存在某一特定烟丝长度与卷烟物理指标关联极性的分界点,大于与小于该长度烟丝的比例变化对卷烟物理指标的影响趋势相反;②不同长度烟丝与卷烟物理指标的关联系数在某一特定长度时达到最大,烟丝越接近该长度,关联系数越大,但是对于不同的物理指标及其稳定性,该长度值有所不同;③为获得较为理想的卷烟物理指标及其稳定性,烟丝结构分布的最可几长度应为2.00～4.75 mm,应尽量减少小于1.40 mm的烟丝比例.     

细支卷烟烟丝贮丝与卷制过程含水率迁移变化

为加强细支卷烟产品生产过程的精细化控制,确保成品烟丝和烟支含水率的稳定,研究贮丝、送丝及卷制过程中烟丝含水率的变化规律。结果表明:细支烟丝表层含水率随贮丝时间的增加而降低;随着环境温湿度的提高,细支烟丝表层含水率和内部含水率的差值越来越大,贮存温湿度大于27℃,湿度大于65%时,细支烟丝开始吸潮;风力及卷包工序水散失0.09%。贮丝环节是细支烟丝含水率散失的重要环节,应针对细支卷烟的生产设置适宜的贮丝温湿度环境和贮丝时间。     

二氧化碳膨胀烟丝结构变化

本文对新鲜烟叶、膨胀前后烟丝进行了植物解剖,将它们的上下表皮及内部结构进行了分析比较;利用吸附法测定了膨胀前后烟丝纤维的比表面积、孔径分布等。其结果表明:膨胀前后的烟丝表面及内部状况相差很大,膨胀后烟丝表面及内部结构接近新鲜烟叶的状态。同时也证明了烟丝膨胀主要发生在栅栏组织及上表皮细胞,且呈现出细胞胀大,而细胞间隙则无胀大的现象。      

不烧烟丝的卷烟

1987年9月14日,RJ 雷诺烟草公司宣布它们将要销售一种新型卷烟。这种卷烟虽然也要点燃,但却不燃烧烟草,而是通过抽吸热空气经烟草、香料和甘油所产生的烟气吃味。这种卷烟的“外观、点燃和烟气都同其它卷烟相似,但没有烟灰,实际上在最初抽     

亚麻纤维在脱胶过程中形态结构的变化

利用扫描电子显微镜研究温水浸渍法脱胶和酶法脱胶过程中亚麻纤维表面形态的变化情况。结果表明：使用这2种方法进行脱胶,纤维表面在脱胶过程中基本上都没有受到大的损伤,最后得到的纤维在表面形态上也无大的差别。采用X射线衍射法研究温水浸渍法脱胶和酶法脱胶中亚麻纤维结晶度、取向度的变化情况。结果表明：无论是温水浸渍法脱胶还是酶法脱胶,亚麻纤维的结晶度在脱胶过程中经过一系列的变化,最后都有一定程度的提高,而亚麻纤维的取向度在脱胶过程中自始至终都无明显变化。     

亚麻纤维在脱胶过程中形态结构的变化

利用扫描电子显微镜研究温水浸渍法脱胶和酶法脱胶过程中亚麻纤维表面形态的变化情况。结果表明:使用这2种方法进行脱胶,纤维表面在脱胶过程中基本上都没有受到大的损伤,最后得到的纤维在表面形态上也无大的差别。采用X射线衍射法研究温水浸渍法脱胶和酶法脱胶过程中亚麻纤维结晶度、取向度的变化情况。结果表明:无论是温水浸渍法脱胶还是酶法脱胶,亚麻纤维的结晶度在脱胶过程中经过一系列的变化,最后都有一定程度的提高,而亚麻纤维的取向度在脱胶过程中自始至终都无明显变化。     

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。     

变温干燥过程中烟丝含水率与温度变化特征

在前段120℃后段90℃(12090℃),11080℃和10070℃不同热风温度组合的变温干燥条件下,考察了烟丝含水率、温度等变化规律,并与恒温干燥结果进行了对比分析。结果表明:①变温干燥时,烟丝含水率及干燥速率变化曲线在变温点之前与高温热风条件下的恒温干燥曲线一致,在变温点之后则逐渐接近低温热风条件下的恒温干燥曲线,Midilli模型可较好对变温干燥动力学进行描述;②变温干燥时,烟丝干燥终点温度显著低于高温热风条件下恒温干燥终点温度;对不同变温干燥条件,在变温点附近均存在一烟丝表面温度相对稳定的脱水过程;③不同变温干燥条件下,烟丝填充值介于前后段温度热风恒温干燥之间。前段100℃后段70℃的变温干燥试验条件下,烟丝填充值则相对接近于100℃热风恒温干燥结果。     

卷烟端部落丝量与烟丝结构的相关性分析

通过制备不同结构的烟丝并进行旋转箱、旋转笼两种端部落丝量测定方法的试验,分析叶、梗丝掺配比例及不同烟丝结构对两种测定方法检测值的影响。讨论了两种方法检测结果的差异性,分析卷烟端部落丝量指标对卷烟工艺的指导作用。试验结果表明：梗丝掺配比例与两种测定方法测定值无显著相关性;6目至8目叶丝比例与两种测定方法测定值有显著相关性;18目下梗丝与两种测定方法测定值无显著相关性;旋转笼法和旋转箱法的测定结果显著相关。     

卷烟抽吸过程中滤嘴过滤效率的变化

采用标准抽吸法对剑桥滤片和卷烟滤嘴中常规主流烟气成分进行逐口测定,分析了滤嘴总粒相物、焦油、烟碱过滤效率(分别简写为 TPMFE、TFE、NFE)的变化规律.结果表明,卷烟抽吸过程过滤效率每口都有差异,TPMFE和TFE忸均随抽吸口数增加而增加,NFE逐渐降低,抽吸结束时三者顺序为:TPMFE＞TFE＞NFE.当滤嘴长度由20mm增加到30 mm时,第一口抽吸时TPMFE和TFE的大小顺序由TFE＞TPMFE转变为TPMFE＞TFE,但整个抽吸过程3种过滤效率的升降趋势不变.     

纱线结构中纤维形态的数学表征

 根据空间几何学基本原理,采用曲率、挠率以及相对转角对纤维的形态结构进行表征,用于衡量纤维的弯曲变形和扭转变形,改变了以往纤维形态研究只考虑其空间曲线特性的局限,从而建立了纤维的空间弹性曲杆模型。分别对纱线捻回角与纤维扭转数进行数学推导,分析了两者之间的统一关系。并指出纱线捻回角是纤维弯曲变形和扭转变形的综合反映,而纤维扭转数则可以将纤维的弯曲变形和扭转变形加以区别,从而能够突出纤维本身扭转性能的重要性。     

烟丝形态调控对中支卷烟卷制质量及稳定性的影响

为找到中支卷烟适宜的烟丝形态,以烟丝特征长度表征烟丝形态,采用烟丝形态调控技术,分析了中支卷烟烟丝不同特征长度与质量指标及稳定性关系。结果表明:①烟丝特征长度在2.35~2.85 mm(卷制前)范围内,中支卷烟物理指标稳定性较好; ②空头率、烟支密度标准偏差和密度分布一致性系数η值均随特征长度减小呈先降低后增大的趋势。③当烟丝特征长度在2.35~2.80 mm(卷制前)范围内,卷制烟支样品端部落丝量较小、燃烧锥落头倾向较低,但动态吸阻分布一致性存在波动。④综合分析,考虑到配方间差异,中支卷烟烟丝特征长度在2.35~2.85 mm(卷制前)范围内,辊筛频率在37~47 Hz之间,物理指标稳定性、烟支密度一致性较好,空头率和燃烧锥落头倾向较低,端部落丝量较小。      

针式中心加热卷烟抽吸后烟丝中烟碱和雾化剂的径向变化

为探讨针式中心加热卷烟抽吸过程中烟碱和雾化剂在烟丝中的径向变化规律, 通过自主设计的烟丝分层剥离装置, 对抽吸前后的烟丝进行分层, 研究了1, 2-丙二醇、丙三醇和烟碱在烟丝各层中的浓度分布、释放效率及逐口抽吸情况, 并建立化合物含量(质量分数)与径向距离之间的线性方程。结果表明:①抽吸后烟丝中烟碱和雾化剂的含量由内层到外层逐渐递增。②烟碱和雾化剂在烟丝中的加热释放效率为1, 2-丙二醇＞烟碱＞丙三醇, 与其沸点具有明显的相关性。③抽吸时1, 2-丙二醇主要释放来源为中层和外层烟丝, 丙三醇和烟碱的主要释放来源为内层烟丝。④抽吸后烟碱和雾化剂在烟丝中的径向分布与径向距离和物质沸点显著相关, 其中, 丙三醇受径向距离影响最为明显。⑤适当减小烟支直径, 可减少烟丝用量, 同时保持烟气浓度和生理满足感基本不变。