煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

趙秋蓉，吳 迪，李力群，王 欣，紀(jì)旭東，喬月梅，葉亞軍，郭春生

（內(nèi)蒙古昆明卷煙有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

趙秋蓉，吳 迪，李力群，王 欣，紀(jì)旭東，喬月梅，葉亞軍，*郭春生

（內(nèi)蒙古昆明卷煙有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

通過不同孔徑篩網(wǎng)（YQ.2型煙絲結(jié)構(gòu)震動(dòng)分選儀）篩出不同長度煙絲，設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，然后按試驗(yàn)水平進(jìn)行卷煙機(jī)樣品制備，測(cè)定卷煙燃燒錐掉落情況。分析結(jié)果表明，煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響因素大小順序?yàn)楸∑z比例＞長絲比例＞中絲比例＞梗絲比例。方差分析表明，p值小于0.01，薄片絲比例、長絲比例、中絲比例、梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率均有顯著的影響。綜合單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果分析，卷煙燃燒錐掉落率最佳煙絲結(jié)構(gòu)比例為長絲比例45%，中絲比例25%，短絲比例15%，梗絲比例10%，薄片絲比例5%。按照煙絲結(jié)構(gòu)配比卷制卷煙，結(jié)果顯示煙絲結(jié)構(gòu)調(diào)整后，卷煙燃燒錐掉落率為2.23%，優(yōu)化后的卷煙燃燒錐掉落率低于試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果；與未優(yōu)化前的卷煙燃燒錐掉落率12.7%相比，調(diào)整煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率有積極的影響。

煙絲結(jié)構(gòu)；燃燒錐掉落率；正交試驗(yàn)

煙絲結(jié)構(gòu)是影響卷煙品質(zhì)的重要因素之一，其測(cè)試主要是利用篩分的方法使不同尺寸煙絲分離，結(jié)果以各層或某層篩網(wǎng)上的累積質(zhì)量占總質(zhì)量的比例來表示。例如，雷諾公司采用長絲率（＞1.68 mm）、中絲率（0.85～1.68 mm）和碎絲率（＜0.85 mm）來表示煙絲結(jié)構(gòu)[1]，國內(nèi)以整絲率（＞2.50 mm）和碎絲率（＜1.00 mm）來表示[2]。片煙制絲是卷煙生產(chǎn)的重要加工過程，該過程中被加工物料的物理結(jié)構(gòu)由片狀轉(zhuǎn)變?yōu)榻z狀形態(tài)，使之滿足后續(xù)制絲加工工序及產(chǎn)品卷制的要求。片煙成絲后的煙絲結(jié)構(gòu)，即煙絲尺寸分布，對(duì)煙絲卷制過程有顯著影響，并通過影響煙支的單支質(zhì)量、密度等物理指標(biāo)的穩(wěn)定性，對(duì)卷煙燃吸品質(zhì)產(chǎn)生影響。對(duì)卷煙機(jī)大量煙支物理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，均勻穩(wěn)定的煙絲結(jié)構(gòu)是提高卷制質(zhì)量的關(guān)鍵[3-5]。

煙絲結(jié)構(gòu)與其填充能力密切相關(guān)，因而對(duì)卷制后卷煙單支質(zhì)量和煙支密度具有顯著的影響。以往的研究結(jié)果表明，長度為1.30 mm以上的煙絲可提高填充能力，而1.30 mm以下的煙絲會(huì)降低填充能力；在一定的煙絲長度范圍內(nèi)，煙絲填充能力隨其長度的增加而提高，但過長的煙絲也會(huì)影響煙支的卷制質(zhì)量。近年來，隨著對(duì)于制絲工藝的深入研究，煙絲的結(jié)構(gòu)和填充能力得到顯著提高，卷煙單支質(zhì)量和煙支密度明顯降低。研究表明，煙支密度對(duì)卷煙燃燒錐掉落有直接的影響。因此，試驗(yàn)通過不同孔徑篩網(wǎng)（YQ.2型煙絲結(jié)構(gòu)震動(dòng)分選儀）篩出不同長度煙絲，同時(shí)測(cè)定填充值和整絲率，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，然后按試驗(yàn)水平進(jìn)行卷煙機(jī)樣品制備，測(cè)定掉頭情況。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果得出主要影響掉頭的煙絲長度區(qū)間，確定最優(yōu)的煙絲結(jié)構(gòu)比例組合，確定最優(yōu)的煙絲填充值和整絲率，以減少卷煙燃燒錐掉落率。

1 試劑儀器及方法

1.1 試劑與儀器

原料：公司A品牌卷煙煙絲、梗絲、再造煙絲。

設(shè)備：聯(lián)機(jī)卷煙燃燒錐掉落檢測(cè)儀器，公司研發(fā)儀器；RM200A型全自動(dòng)轉(zhuǎn)盤吸煙機(jī)，德國Brogwaldt公司產(chǎn)品；KBF 540型恒溫恒濕箱，德國Binder公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同煙絲結(jié)構(gòu)篩選方法[6-7]

通過不同孔徑篩網(wǎng)（YQ.2型煙絲結(jié)構(gòu)震動(dòng)分選儀）篩出試制A品牌卷煙不同結(jié)構(gòu)煙絲，分別為長絲（≥3.35 mm）、中絲（2.50～3.35 mm）、短絲（1.00～2.50 mm）。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

固定長絲5.0 kg，中絲2.5 kg，短絲1.5 kg，梗絲0.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)測(cè)定，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，同過試驗(yàn)設(shè)計(jì)考察煙絲結(jié)構(gòu)比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。

（1）長絲對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析。固定中絲2.5 kg，短絲1.5 kg，梗絲0.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配4.0，4.5，5.0，5.5，6.0 kg的長絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查長絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測(cè)定，取平均值。

（2）中絲對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析。固定長絲5.0 kg，短絲1.5 kg，梗絲0.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 kg的長絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查中絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測(cè)定，取平均值。

（3）短絲對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析。固定長絲5.0 kg，中絲2.5 kg，梗絲0.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配0.9，1.2，1.5，1.8，2.1 kg的短絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查短絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測(cè)定，取平均值。

（4）梗絲對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析。固定長絲5.0 kg，中絲2.5 kg，短絲1.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的梗絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測(cè)定，取平均值。

（5）薄片絲對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析。固定長絲5.0 kg，中絲2.5 kg，短絲1.5 kg，梗絲0.5 kg，分別參配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的薄片絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查薄片絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測(cè)定，取平均值。

1.2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析[8-15]

根據(jù)單因素試驗(yàn)初步分析結(jié)果，選取長絲比例、中絲比例、梗絲比例和薄片絲比例4個(gè)因素，以卷煙燃燒錐掉落率為考查指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

1.2.4 檢測(cè)方法

檢測(cè)卷煙試驗(yàn)前在溫度22±1℃，相對(duì)濕度60%±2%條件下平衡48 h，然后經(jīng)質(zhì)量（平均質(zhì)量±0.02 g）及吸阻（平均吸阻±49 Pa）分選，挑出符合的試驗(yàn)卷煙。

取每組20支卷煙樣品，共5組，用聯(lián)機(jī)卷煙燃燒錐掉落檢測(cè)儀器檢測(cè)燃燒錐掉落率。燃燒錐掉落率檢測(cè)公式為：燃燒錐掉落率（%）=燃燒錐掉落支數(shù)/檢驗(yàn)總支數(shù)，燃燒錐掉落指煙支燃燒錐傾斜≥45°或燃燒錐完全掉落，總檢測(cè)支數(shù)為100支。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 長絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

長絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖1。

圖1 長絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響

固定中絲2.5 kg，短絲1.5 kg，梗絲0.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配4.0，4.5，5.0，5.5，6.0 kg的長絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查長絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測(cè)結(jié)果可知，長絲比例過高容易造成卷煙燃燒錐掉落。

2.1.2 中絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

中絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖2。

圖2 中絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響

固定長絲5.0 kg，短絲1.5 kg，梗絲0.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 kg的中絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查中絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測(cè)結(jié)果可知，中絲比例在25%～29%時(shí)卷煙燃燒錐掉落率較低。

2.1.3 短絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

短絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖3。

圖3 短絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響

固定長絲5.0 kg，中絲2.5 kg，梗絲0.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配0.9，1.2，1.5，1.8，2.1 kg的短絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查短絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測(cè)結(jié)果可知，短絲比例在12%～15%時(shí)卷煙燃燒錐掉落率較低。

2.1.4 梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖4。

圖4 梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響

固定長絲5.0 kg，中絲2.5 kg，短絲1.5 kg，薄片絲0.5 kg，分別參配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的梗絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測(cè)結(jié)果可知，添加一定比例的梗絲有助于減少卷煙燃燒錐掉落率。

2.1.5 薄片絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

薄片絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖5。

圖5 薄片絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響

固定長絲5.0 kg，中絲2.5 kg，短絲1.5 kg，梗絲0.5 kg，分別參配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的薄片絲，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機(jī)分別卷制，測(cè)定各煙支燃燒錐掉落率，考查薄片絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測(cè)結(jié)果可知，薄片絲比例過高容易造成卷煙燃燒錐掉落。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)長絲比例（A）、中絲比例（B）、梗絲比例（C）和薄片絲比例（D）4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果見表2，主體間效應(yīng)的檢驗(yàn)見表3。

表2 L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析，極差R的大小顯示影響因素的主次，由R值大小可知，不同煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響程度不同。由表2可知，煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響因素大小順序?yàn)楸∑z比例＞長絲比例＞中絲比例＞梗絲比例。由表3可知，正交試驗(yàn)方差分析有顯著性差異，薄片絲比例、長絲比例、中絲比例、梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率均有顯著的影響。綜合單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果分析，卷煙燃燒錐掉落率最佳煙絲結(jié)構(gòu)比例為長絲比例45%，中絲比例25%，短絲比例15%，梗絲比例10%，薄片絲比例5%。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

煙絲結(jié)構(gòu)改善前后煙支燃燒錐掉落率對(duì)比見圖6。

表3 主體間效應(yīng)的檢驗(yàn)

圖6 煙絲結(jié)構(gòu)改善前后煙支燃燒錐掉落率對(duì)比

按照長絲比例45%，中絲比例25%，短絲比例15%，梗絲比例10%，薄片絲比例5%的煙絲結(jié)構(gòu)配比卷制卷煙。結(jié)果顯示，煙絲結(jié)構(gòu)調(diào)整后，卷煙燃燒錐掉落率為2.23%，與正交試驗(yàn)各組合結(jié)果相比，優(yōu)化后的卷煙燃燒錐掉落率要低于試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果，與未優(yōu)化前的卷煙燃燒錐掉落率的12.7%相比，調(diào)整煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率有積極的影響。

3 結(jié)論

通過不同孔徑篩網(wǎng)（YQ.2型煙絲結(jié)構(gòu)震動(dòng)分選儀）篩出不同長度煙絲，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，然后按試驗(yàn)水平進(jìn)行卷煙機(jī)樣品制備，測(cè)定掉頭情況。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果得出主要影響掉頭的煙絲長度區(qū)間，確定最優(yōu)的煙絲結(jié)構(gòu)比例組合，確定最優(yōu)的煙絲填充值和整絲率，以減少卷煙燃燒錐掉落率。

對(duì)正交試驗(yàn)極差結(jié)果進(jìn)行分析結(jié)果表明，不同煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響程度不同。煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率的影響因素大小順序?yàn)楸∑z比例＞長絲比例＞中絲比例＞梗絲比例。方差分析表明，p值小于0.01，薄片絲比例、長絲比例、中絲比例、梗絲比例對(duì)卷煙燃燒錐掉落率均有顯著的影響。

綜合單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果分析，卷煙燃燒錐掉落率最佳煙絲結(jié)構(gòu)比例為長絲比例45%，中絲比例25%，短絲比例15%，梗絲比例10%，薄片絲比例5%。按照煙絲結(jié)構(gòu)配比卷制卷煙，結(jié)果顯示煙絲結(jié)構(gòu)調(diào)整后，卷煙燃燒錐掉落率為2.23%，與正交試驗(yàn)各組合結(jié)果相比，優(yōu)化后的卷煙燃燒錐掉落率低于試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果；與未優(yōu)化前的卷煙燃燒錐掉落率12.7%相比，調(diào)整煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙燃燒錐掉落率有積極的影響。

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Analysis of the Influence of the Structure of Cigarette on the Cigarette Discharge

ZHAO Qiurong，WU Di，LI Liqun，WANG Xin，JI Xudong，QIAO Yuemei，YE Yajun，*GUO Chunsheng
（Inner Mongolia Kunming Cigarette Co.，Ltd.，Hohhot，Inner Mongolia 010020，China）

Through different aperture sieve（YQ.2 type tobacco structure vibratory separator），different lengths of shredded tobacco are screened out.Single-factor test and orthogonal test are designed.Then cigarette sample is prepared according to the test level.Happening.The results show that the order of influence factors of the structure of cigarette cut on cigarette burning cone is as follows proportion of filament＞ratio of filament＞proportion of filament＞proportion of stem.The variance analysis show that the p value is less than 0.01，the proportion of filament，the ratio of filament，the proportion of mesophyll and the proportion of stalk were significant.The results show that the ratio of filaments is 45%，the proportion of filaments is 25%，the proportion of short filament is 15%，the proportion of stem is 10%，The proportion of thin wire is 5%.In accordance with the proportion of tobacco structure cigarette cigarette.The results show that cigarette cigarette cone drop rate is 2.23%after adjusting tobacco structure，and the drop rate of cigarette burning cone after optimization was lower than that of experiment. Compared with 12.7%cigarette burning cone，Adjusting the tobacco structure on the cigarette burning cone has a positive impact on the drop rate.

tobacco structure；combustion cone drop rate；orthogonal test

TS411

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.049

1671-9646（2017）01b-0040-04

2016-11-16

趙秋蓉（1964— ），女，本科，工程師，研究方向?yàn)闄z驗(yàn)配方。

*通訊作者：郭春生（1987— ），男，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)闊煵莼瘜W(xué)。