煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

趙秋蓉，吳 迪，李力群，王 欣，紀旭東，喬月梅，葉亞軍，郭春生

（內蒙古昆明卷煙有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010020）

煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

趙秋蓉，吳 迪，李力群，王 欣，紀旭東，喬月梅，葉亞軍，*郭春生

（內蒙古昆明卷煙有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010020）

通過不同孔徑篩網（YQ.2型煙絲結構震動分選儀）篩出不同長度煙絲，設計單因素試驗和正交試驗，然后按試驗水平進行卷煙機樣品制備，測定卷煙燃燒錐掉落情況。分析結果表明，煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率的影響因素大小順序為薄片絲比例＞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、梗絲比例對卷煙燃燒錐掉落率均有顯著的影響。綜合單因素試驗和正交試驗結果分析，卷煙燃燒錐掉落率最佳煙絲結構比例為長絲比例45%，中絲比例25%，短絲比例15%，梗絲比例10%，薄片絲比例5%。按照煙絲結構配比卷制卷煙，結果顯示煙絲結構調整后，卷煙燃燒錐掉落率為2.23%，優化后的卷煙燃燒錐掉落率低于試驗的測試結果；與未優化前的卷煙燃燒錐掉落率12.7%相比，調整煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率有積極的影響。

煙絲結構；燃燒錐掉落率；正交試驗

煙絲結構是影響卷煙品質的重要因素之一，其測試主要是利用篩分的方法使不同尺寸煙絲分離，結果以各層或某層篩網上的累積質量占總質量的比例來表示。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）來表示煙絲結構[1]，國內以整絲率（＞2.50 mm）和碎絲率（＜1.00 mm）來表示[2]。片煙制絲是卷煙生產的重要加工過程，該過程中被加工物料的物理結構由片狀轉變為絲狀形態，使之滿足后續制絲加工工序及產品卷制的要求。片煙成絲后的煙絲結構，即煙絲尺寸分布，對煙絲卷制過程有顯著影響，并通過影響煙支的單支質量、密度等物理指標的穩定性，對卷煙燃吸品質產生影響。對卷煙機大量煙支物理檢驗數據分析表明，均勻穩定的煙絲結構是提高卷制質量的關鍵[3-5]。

煙絲結構與其填充能力密切相關，因而對卷制后卷煙單支質量和煙支密度具有顯著的影響。以往的研究結果表明，長度為1.30 mm以上的煙絲可提高填充能力，而1.30 mm以下的煙絲會降低填充能力；在一定的煙絲長度范圍內，煙絲填充能力隨其長度的增加而提高，但過長的煙絲也會影響煙支的卷制質量。近年來，隨著對于制絲工藝的深入研究，煙絲的結構和填充能力得到顯著提高，卷煙單支質量和煙支密度明顯降低。研究表明，煙支密度對卷煙燃燒錐掉落有直接的影響。因此，試驗通過不同孔徑篩網（YQ.2型煙絲結構震動分選儀）篩出不同長度煙絲，同時測定填充值和整絲率，設計正交試驗，然后按試驗水平進行卷煙機樣品制備，測定掉頭情況。根據正交試驗結果得出主要影響掉頭的煙絲長度區間，確定最優的煙絲結構比例組合，確定最優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。

設備：聯機卷煙燃燒錐掉落檢測儀器，公司研發儀器；RM200A型全自動轉盤吸煙機，德國Brogwaldt公司產品；KBF 540型恒溫恒濕箱，德國Binder公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同煙絲結構篩選方法[6-7]

通過不同孔徑篩網（YQ.2型煙絲結構震動分選儀）篩出試制A品牌卷煙不同結構煙絲，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

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，分別進行單因素試驗測定，將混合煙絲混配均勻，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，同過試驗設計考察煙絲結構比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。

（1）長絲對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查長絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測定，取平均值。

（2）中絲對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查中絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測定，取平均值。

（3）短絲對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查短絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測定，取平均值。

（4）梗絲對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查梗絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測定，取平均值。

（5）薄片絲對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查薄片絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。平行3次測定，取平均值。

1.2.3 正交試驗設計分析[8-15]

根據單因素試驗初步分析結果，選取長絲比例、中絲比例、梗絲比例和薄片絲比例4個因素，以卷煙燃燒錐掉落率為考查指標設計試驗。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計/%

1.2.4 檢測方法

檢測卷煙試驗前在溫度22±1℃，相對濕度60%±2%條件下平衡48 h，然后經質量（平均質量±0.02 g）及吸阻（平均吸阻±49 Pa）分選，挑出符合的試驗卷煙。

取每組20支卷煙樣品，共5組，用聯機卷煙燃燒錐掉落檢測儀器檢測燃燒錐掉落率。燃燒錐掉落率檢測公式為：燃燒錐掉落率（%）=燃燒錐掉落支數/檢驗總支數，燃燒錐掉落指煙支燃燒錐傾斜≥45°或燃燒錐完全掉落，總檢測支數為100支。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 長絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

長絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖1。

圖1 長絲比例對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查長絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測結果可知，長絲比例過高容易造成卷煙燃燒錐掉落。

2.1.2 中絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

中絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖2。

圖2 中絲比例對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查中絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測結果可知，中絲比例在25%～29%時卷煙燃燒錐掉落率較低。

2.1.3 短絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

短絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖3。

圖3 短絲比例對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查短絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測結果可知，短絲比例在12%～15%時卷煙燃燒錐掉落率較低。

2.1.4 梗絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

梗絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖4。

圖4 梗絲比例對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查梗絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測結果可知，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 薄片絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響分析

薄片絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響見圖5。

圖5 薄片絲比例對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，上卷煙機分別卷制，測定各煙支燃燒錐掉落率，考查薄片絲比例對卷煙燃燒錐掉落率的影響。由檢測結果可知，薄片絲比例過高容易造成卷煙燃燒錐掉落。

2.2 正交試驗結果分析

在單因素試驗基礎上，對長絲比例（A）、中絲比例（B）、梗絲比例（C）和薄片絲比例（D）4個因素進行正交試驗設計。

L9（34）正交試驗結果見表2，主體間效應的檢驗見表3。

表2 L9（34）正交試驗結果

對正交試驗結果進行極差分析，極差R的大小顯示影響因素的主次，由R值大小可知，不同煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率的影響程度不同。由表2可知，煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率的影響因素大小順序為薄片絲比例＞長絲比例＞中絲比例＞梗絲比例。由表3可知，正交試驗方差分析有顯著性差異，薄片絲比例、長絲比例、中絲比例、梗絲比例對卷煙燃燒錐掉落率均有顯著的影響。綜合單因素試驗和正交試驗結果分析，卷煙燃燒錐掉落率最佳煙絲結構比例為長絲比例45%，中絲比例25%，短絲比例15%，梗絲比例10%，薄片絲比例5%。

2.3 驗證試驗

煙絲結構改善前后煙支燃燒錐掉落率對比見圖6。

表3 主體間效應的檢驗

圖6 煙絲結構改善前后煙支燃燒錐掉落率對比

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%的煙絲結構配比卷制卷煙。結果顯示，煙絲結構調整后，卷煙燃燒錐掉落率為2.23%，與正交試驗各組合結果相比，優化后的卷煙燃燒錐掉落率要低于試驗的測試結果，與未優化前的卷煙燃燒錐掉落率的12.7%相比，調整煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率有積極的影響。

3 結論

通過不同孔徑篩網（YQ.2型煙絲結構震動分選儀）篩出不同長度煙絲，設計正交試驗，然后按試驗水平進行卷煙機樣品制備，測定掉頭情況。根據正交試驗結果得出主要影響掉頭的煙絲長度區間，確定最優的煙絲結構比例組合，確定最優的煙絲填充值和整絲率，以減少卷煙燃燒錐掉落率。

對正交試驗極差結果進行分析結果表明，不同煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率的影響程度不同。煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率的影響因素大小順序為薄片絲比例＞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、梗絲比例對卷煙燃燒錐掉落率均有顯著的影響。

綜合單因素試驗和正交試驗結果分析，卷煙燃燒錐掉落率最佳煙絲結構比例為長絲比例45%，中絲比例25%，短絲比例15%，梗絲比例10%，薄片絲比例5%。按照煙絲結構配比卷制卷煙，結果顯示煙絲結構調整后，卷煙燃燒錐掉落率為2.23%，與正交試驗各組合結果相比，優化后的卷煙燃燒錐掉落率低于試驗的測試結果；與未優化前的卷煙燃燒錐掉落率12.7%相比，調整煙絲結構對卷煙燃燒錐掉落率有積極的影響。

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[15]王玉建.卷煙用煙絲結構檢測方法的思考 [J].現代企業文化，2009（21）：159-160.◇

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，研究方向為檢驗配方。

*通訊作者：郭春生（1987— ），男，碩士，助理工程師，研究方向為煙草化學。