中支卷煙燃燒錐落頭傾向卷接工藝影響因素優化研究

陳小林 李飛宇 吳畏 李曦 許璐 張洪波 易釗可

摘 要 試驗研究了煙支單支質量、卷煙機針輥系數、六槽等深平準器和三深三淺平準器（淺槽深度不變）四個卷接工藝因素對中支卷煙燃燒錐落頭傾向的影響，對試驗數據采用直觀分析法和卡方檢驗分析法進行分析。結果表明：1）煙支單支質量、六槽等深平準器、三深三淺平準器（淺槽深度不變）對中支卷煙燃燒錐落頭傾向有顯著影響，針輥系數對中支卷煙燃燒錐落頭傾向無顯著影響;且中支卷煙燃燒錐落頭傾向隨著煙支單支質量增加而下降，隨著六槽等深平準器槽深的下降而下降，隨著三深三淺平準器深槽槽深的下降而下降。2）在重慶中煙工業有限責任公司涪陵卷煙廠中支卷煙A品牌生產過程中借鑒上述研究結果，煙支單支質量（650±50） mg、針輥系數60%和六槽等深平準器2.4 mm×2.4 mm×22 mm時，卷煙燃燒錐落頭傾向明顯降低。

關鍵詞 中支卷煙;燃燒錐;落頭傾向;煙支單支質量;針輥系數;平準器

中圖分類號：TS452+.4 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.11.062

錐落頭指卷煙在燃燒或彈煙灰過程中燃燒錐脫落或明顯歪斜（導致抽吸中斷）的現象[1]，這種現象會降低消費者對卷煙品牌的認可度。近年，中支卷煙在行業快速發展的同時，中支卷煙燃燒錐的持有能力較差，易導致燃燒錐落頭的現象較為突出。行業關于燃燒錐落頭的研究主要是以細支卷煙和常規卷煙為研究對象。近些年來，一些學者已從以下各方面開展了工藝研究并取得成效：煙支單支質量、卷煙紙助燃劑含量、煙絲含水率、煙絲中梗簽含量及平準器規格對細支卷煙燃燒錐落頭傾向的影響[2-3];煙絲結構、制絲工藝、煙絲平衡濕度環境及卷煙紙參數對燃燒錐落頭的影響[4-7];煙絲結構分布、煙支密度及燃燒錐結構與細支煙燃燒錐落頭的關系[8]。卷煙燃燒錐落頭影響因素較多，包括葉組配方、制絲工藝參數以及卷煙紙成分等。由于葉組配方、制絲工藝參數及卷煙紙成分對產品內在質量有較大影響，因此，筆者選取卷接工藝制造過程中煙支單支質量、平準器規格和針輥系數，研究其對中支卷煙燃燒錐落頭傾向的影響，旨在優化中支卷煙卷接工藝參數，降低中支卷煙燃燒錐落頭傾向，以為產品改造和設計提供借鑒。

1? 材料與方法

1.1? 材料、設備與儀器

1.1.1? 材料

重慶中煙工業有限責任公司涪陵卷煙廠中支卷煙A品牌大生產配方，煙絲、卷接和包裝材料均為A品牌大生產材料。

1.1.2? 設備與儀器

ZJ118B型卷煙機（常德煙草機械有限責任公司），YB418型硬盒雙鋁包包裝機（上海煙草皮機械有限責任公司和上海煙草集團有限責任公司聯合研制），YB65A型硬條包裝機（上海煙草皮機械有限責任公司），RT-V型卷煙-濾棒綜合測試臺（成都瑞拓科技股份有限公司），MV4420 微波煙支密度水分儀（德國TEWS），卷煙燃燒錐落頭傾向測試儀（合肥眾沃儀器技術有限公司）。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗方法

1）對煙支單支質量、卷煙機針輥系數和平準器規格分別采用單因素三水平試驗，其中平準器規格分為六槽等深和三深三淺（淺槽深度保持不變）兩個因素進行試驗，試驗因素及參數設置見表1。

2）根據四個因素設定的因素水平分別進行單因素三水平試驗，測定煙支燃燒錐落頭傾向、煙支單支質量、吸阻、硬度等指標。

3）對試驗結果進行直觀分析和卡方分析，優化選擇每一試驗因素最佳工藝參數。

4）根據試驗結果，選擇煙支單支質量和針輥系數對燃燒錐落頭傾向最低時的水平，分別與六槽等深平準器燃燒錐落頭傾向最低時的水平和三深三淺平準器（淺槽深度不變）燃燒錐落頭傾向最低時的水平進行組合對比試驗，選擇較優試驗組合用于大生產。

1.2.2? 檢測方法

1）卷煙物理指標（煙支單支質量、硬度和吸阻）：將每一因素每個試驗水平設定好，待卷接機組運行穩定后，按文獻[9]的方法等時間間隔進行10次抽樣及檢測，計算檢測結果的平均值。

2）卷煙燃燒錐落頭傾向：將每一因素每個試驗水平設定好，待卷接機組運行穩定后，按文獻[9]的方法等時間間隔進行5次抽樣，每次抽樣1條煙，測試方法按文獻[1]進行，測試5次，共測試200支煙，統計200支卷煙燃燒錐落頭支數，并計算其卷煙燃燒錐落頭傾向。

3）卷煙機空頭剔除率：將每一因素每個試驗水平設定好，待卷接機組運行穩定后至試驗結束時，記錄卷煙機機組統計的空頭剔除率。

2? 結果與分析

2.1? 煙支單支質量對煙支物理指標及燃燒錐落頭傾向的影響

從表2可以看出，隨著煙支單支質量的增加，煙支的吸阻和硬度略有增加，總通風率無明顯變化趨勢，卷煙機空頭剔除率和燃燒錐落頭傾向均呈下降趨勢。

表3為煙支單支質量單因素三水平試驗燃燒錐落頭傾向卡方檢驗結果匯總，可以看出，P=0.000<0.05，說明煙支單支質量對燃燒錐落頭傾向有顯著影響，且隨著煙支單支質量的增加而下降，這與直觀分析結果一致。

2.2? 卷煙機針輥系數對煙支物理指標及燃燒錐落頭傾向的影響

從表4可以看出，隨著針輥系數的增加，煙支的吸阻略有增加，但硬度和總通風率無明顯變化趨勢，卷煙機空頭剔除率略有增加，燃燒錐落頭傾向在針輥系數60%時最低，為9.5%。

表5為卷煙機針輥系數單因素三水平試驗燃燒錐落頭傾向卡方檢驗結果匯總，可以看出，P=0.436>0.05，說明卷煙機針輥系數對燃燒錐落頭傾向沒有顯著影響。

2.3? 六槽等深平準器對煙支物理指標及燃燒錐落頭傾向的影響

從表6可以看出，隨著六槽等深平準器槽深的下降，煙支單支質量、吸阻、硬度和總通風率無明顯變化，卷煙機空頭剔除率略有增加，但燃燒錐落頭傾向呈下降趨勢。

表7為六槽等深平準器單因素三水平試驗燃燒錐落頭傾向卡方檢驗結果匯總，可以看出，P=0.000<0.05，說明六槽等深平準器對燃燒錐落頭傾向有顯著影響，且隨著六槽等深平準器槽深的下降而下降，這與直觀分析結果一致。

2.4? 三深三淺平準器（淺槽深度不變）對煙支物理指標及燃燒錐落頭傾向的影響

表8顯示，隨著平準器深槽槽深的下降，煙支單支質量、吸阻、硬度和總通風率無明顯變化，卷煙機空頭剔除率呈增加趨勢，但燃燒錐落頭傾向呈下降趨勢。

表9為三深三淺平準器（淺槽深度不變）單因素三水平試驗燃燒錐落頭傾向卡方檢驗結果匯總，可以看出，P=0.004<0.05，說明三深三淺平準器（淺槽深度不變）對燃燒錐落頭傾向有顯著影響，且隨著深槽槽深的下降而下降，這與直觀分析結果一致。

2.5? 優化組合試驗結果

選擇煙支單支質量和針輥系數對燃燒錐落頭傾向最低時的水平，分別與六槽等深平準器燃燒錐落頭傾向最低時的水平和三深三淺平準器（淺槽深度不變）燃燒錐落頭傾向最低時的水平進行組合對比試驗，以選擇較優試驗組合用于大生產。雖然煙支單支質量在（650±50） mg和（660±50） mg時，燃燒錐落頭傾向差異不大，分別為4.5%和3.5%，但是煙支單支質量在（650±50） mg吸阻均值為1 199.2 Pa，更接近中支卷煙A品牌的吸阻設計值 （1 200±200） Pa，因此選擇煙支單支質量（650±50） mg進行試驗。具體試驗組合見表10。

表11為優化組合試驗指標測試對比，可以看出，試驗號YH1的煙支燃燒錐落頭傾向更低，且煙支吸阻更接近重慶中煙中支卷煙A品牌的吸阻設計值（1 200±200） Pa，雖卷煙機空頭剔除率比試驗號YH2略高，但綜合煙支燃燒錐落頭傾向和吸阻指標，試驗號YH1的參數組合優于試驗號YH2。因此，選擇試驗號YH1參數組合為重慶中煙工業有限責任公司涪陵卷煙廠中支卷煙A品牌大生產卷接工藝參數，即煙支單支質量（0.65±0.05） g、針輥系數60%和六槽等深平準器2.4 mm×2.4 mm×22 mm為中支煙A品牌的大生產工藝參數。

3? 結論

對中支卷煙煙支單支質量、燃燒錐落頭傾向、六槽等深平準器和三深三淺平準器（淺槽深度不變）分別進行單因素試驗，采用直觀分析和卡方分析，結合煙支物理指標檢測結果，通過優化組合對比試驗，在試驗范圍內，得出以下結論。

1）中支卷煙煙支單支質量對卷煙燃燒錐落頭傾向有顯著影響，且隨著煙支單支質量的增加而下降，卷煙機空頭剔除率也呈下降趨勢，吸阻和硬度略有增加，總通風率無明顯變化趨勢。

2）隨著針輥系數的增加，中支卷煙的吸阻略有增加，但硬度和總通風率無明顯變化趨勢，卷煙機空頭剔除率略有增加，燃燒錐落頭傾向在針輥系數60%時最低，為9.5%。

3）六槽等深平準器對中支卷煙燃燒錐落頭傾向有顯著影響，且隨著六槽等深平準器槽深的下降而下降，煙支單支質量、吸阻、硬度和總通風率無明顯變化，卷煙機空頭剔除率略有增加。

4）三深三淺平準器（淺槽深度不變）對中支卷煙燃燒錐落頭傾向有顯著影響，且隨著深槽槽深的下降而下降，煙支單支質量、吸阻、硬度和總通風率無明顯變化，卷煙機空頭剔除率呈增加趨勢。

5）最終優化組合試驗發現，煙支單支質量（650±50） mg、針輥系數60%和六槽等深平準器2.4 mm×2.4 mm×22 mm時，重慶中煙工業有限責任公司涪陵卷煙廠中支卷煙A品牌卷煙燃燒錐落頭傾向較優。

參考文獻：

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[9]? 國家煙草專賣局科技教育司鄭州煙草研究院.GB5606-2005《卷煙》[M].北京：中國標準出版社，2005.

收稿日期：2022-02-25

作者簡介：陳小林（1975—），男，重慶涪陵人，本科，工程師，主要從事卷煙工藝研究。*為通信作者，E-mail：93031474@qq.com。