綜合測試臺測定卷煙吸阻結果的對比分析

郭苗苗，郭朋瑋，王發勇，楊佳東，汪文良，邢 莉，周沅楨

（1.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司，云南 昆明 650231；2.鄭州輕工業大學 食品與生物工程學院，河南 鄭州 450002）

吸阻是一項重要的卷煙物理指標，對卷煙感官評吸質量有重要影響。卷煙吸阻太大，抽吸卷煙費勁、香氣透發性不好；卷煙吸阻太小，香氣平淡[1-2]。影響吸阻的因素很多，如卷煙質量、圓周、煙絲密度、輔材透氣度、測試環境等[3]。但吸阻不同于其他物理指標，在卷煙生產過程中，操作人員無法直接調整，也無法通過觸感直接感知，只能通過綜合測試臺測量。因此，保證綜合測試臺測量吸阻的精確性和準確性至關重要，其檢測結果直接反饋指導卷包吸阻控制的卷包開機操作，間接影響到卷煙的綜合質量。對于綜合測試臺測量吸阻的控制原理和控制手段的研究很多[4-6]，但是基于綜合測試臺實際的吸阻檢測差異性鮮有研究。在時間和空間的維度上，對卷包車間綜合測試臺測定卷煙吸阻結果進行對比分析，明確綜合測試臺吸阻測定結果的差異性，并分析了影響因素，以期為檢測結果反饋指導卷煙生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

儀器：卷煙綜合測試臺（2 臺MTS-Ⅳ型瑞拓綜合測試臺，成都瑞拓科技實業有限責任公司產品，放置于卷包車間，位置間隔100 m；1 臺KC DT-5 型綜合測試臺，Borgwaldt KC 公司產品，放置于卷包質檢室）。1 臺恒溫恒濕箱，德國MMM 公司產品。

材料：選取4 個同一規格不同牌號的卷煙作為檢測對象，分別為樣品A，B，C，D。

1.2 方法設計

1.2.1 樣品的制備與均勻性檢驗設計

按“GB/T 5606.1—2004 第1 部分：抽樣”[7]規定的方法，在包裝機條油機出口進行隨機抽樣，每個樣品抽取6 條。依據CNCS-GL-03：2006《能力驗證樣品均勻性和穩定性評價指南》[8]，采用F 檢驗法對樣品的吸阻進行均勻性檢驗。具體如下：每個樣品隨機抽取2 組，每組10 支，由同一個檢驗人員測定吸阻數據。測定結果經F 檢驗法檢驗。

1.2.2 樣品的平衡

將所有樣品放置在溫度22±2 ℃，相對濕度60%±3%的恒溫恒濕箱中調節48 h。

1.2.3 樣品的測量

根據GB/T 22838.5—2009《卷煙和濾棒物理性能的測定 第5 部分：卷煙吸阻和濾棒壓降》[9]要求進行吸阻測量。其中，每個樣品分6 個時段進行測試，共測試6 組，每組30 支。每次測試開始和結束都要用吸阻標準棒對儀器吸阻單元標定，排除由儀器自身帶來的結果偏移，并記錄測試時的溫濕度。

1.3 試驗數據分析

利用Excel 2010，SPSS 軟件對測定數據進行數理統計和分析。

2 結果與分析

2.1 樣品均勻性評價結果

利用F 檢驗法進行樣品吸阻的正態分布假設檢驗。從檢驗結果來看，F0.05（19，20）=2.14，A，B，C，D樣品吸阻測試指標的F 值分別為1.63，1.55，1.25，1.25，均小于F0.05（19，20），說明A，B，C，D 這4 個樣品的吸阻是滿足正態分布假設的，排除由樣品自身波動帶來的結果差異，進而保證測量結果差異性能夠真實反映儀器檢測水平。

樣品正態分布假設檢驗結果見表1。

表1 樣品正態分布假設檢驗結果

2.2 2 臺儀器測試環境溫濕度情況對比

分別記錄2 臺儀器每次在測定過程中的平均溫度和濕度，進行描述性分析統計。

2 臺儀器測定中的溫度和濕度見表2。

表2 2 臺儀器測定中的溫度和濕度

對2 臺儀器測試過程中的溫度和濕度進行對比分析。

2 臺儀器測定中溫度對比見圖1，2 臺儀器測定中濕度對比見圖2。

圖1 2 臺儀器測定中溫度對比

圖2 2 臺儀器測定中濕度對比

從圖中可看出：①不同時間段內測定，同一儀器的環境溫度、濕度存在波動，且儀器1 所在區域的溫度波動較大，溫度最高相差1.26 ℃；②同一時間段內測定，2 臺儀器的環境溫濕度存在差異，儀器1 所在區域的溫度和濕度基本都低于儀器2，同一時段內2 臺儀器所在環境的溫度最高相差1.52 ℃，濕度最高相差3.12%。

2.3 儀器吸阻測定結果比較

2 個儀器吸阻指標測定結果見表3。

表3 2 個儀器吸阻指標測定結果 / Pa

2.3.1 不同時段同一臺儀器吸阻測定結果差異性分析

分別對2 臺儀器不同時段下吸阻均值結果進行分析。

不同時段同一臺儀器吸阻測定結果差異性分析見圖3。

圖3 不同時段同一臺儀器吸阻測定結果差異性分析

從圖3 中可看出，不同時段下同一臺儀器吸阻的測定結果存在差異，儀器1 結果差異最大的是樣品B，相差35 Pa；儀器2 結果差異最大的是樣品D，相差44 Pa。

2.3.2 同一時段內2 臺儀器吸阻測定結果分析

對同一時段內2 臺儀器吸阻均值結果進行比較分析。

同一時段內2 臺儀器吸阻測定結果差異性分析見圖4。

圖4 同一時段內2 臺儀器吸阻測定結果差異性分析

從圖4 可看出，同一時段下2 臺儀器吸阻均值存在一定差異，最高相差28 Pa。

對2 臺儀器的吸阻測定值進行配對T 檢驗。

2 臺儀器吸阻測定值配對T 檢驗結果見表4。

表4 2 臺儀器吸阻測定值配對T 檢驗結果

結果表明，對于樣品A，均值方程t 值為0.033，小于0.05，說明這2 臺儀器檢測樣品A 的吸阻值有顯著性差異，而其他3 個樣品t 值分別為0.110，0.149，0.854，均大于0.05，說明這2 臺儀器檢測這3 個樣品的吸阻值沒有顯著性差異。

2.3.3 2 臺儀器吸阻測量準確度比較

儀器測量準確度可以用實際測量值與真值之間的偏移量來衡量[10]。偏移量越小，說明儀器準確度越高。每個樣品隨機抽取3 組，每組30 支，用質檢考核儀器測量吸阻，測量均值作為每個樣品的真值，其中，質檢室環境溫度22 ℃，濕度60.5%。

4 個樣品的吸阻測定真值見表5，2 臺儀器吸阻均值比較見圖5。

表5 4 個樣品的吸阻測定真值

圖5 2 臺儀器吸阻均值比較

從圖5 可看出，①2 臺儀器吸阻測定值都是正偏移，說明2 臺儀器吸阻測定結果均偏高；②對于A，B，C 這3 個樣品，儀器1 的偏移量均高于儀器2。說明儀器2 測量準確度相對高一些，可能與儀器1所在區域的環境溫濕度波動較大或儀器自身性能有關系。

3 結論

通過對卷包車間中不同區域的綜合測試臺進行不同樣品、不同時段的吸阻指標的檢測。結果表明，①不同時間段同一臺儀器測定吸阻，儀器測定結果波動較大，波動范圍30～50 Pa，而溫度波動范圍在0.5～1.3 ℃，濕度范圍在2.5%左右，說明可能與所在環境溫濕度變化有關系；②同一時間段2 臺儀器測定吸阻，2 臺儀器測定結果存在一定的差異，最大均值相差28 Pa，經過配對檢驗發現，樣品A 2 臺儀器測量結果差異性顯著，說明同一時段內2 臺儀器測量結果存在一定差異，差異性可能與儀器所在位置的環境溫濕度不同有關系；③2 臺儀器吸阻測量結果均偏高，且儀器2 的準確度相對高一些。為了保證測量數據的準確性，建議后期針對這2 臺儀器吸阻測量進行大量樣品比對，比對時注意監控環境溫濕度。在保證環境溫濕度波動較小的情況下，如果測量結果還是偏高，可能與儀器自身性能相關，要重點檢查吸阻測量單元，必要時可更換吸阻測量套筒等。

綜上所述，卷包車間由于生產區域較大，環境溫濕度存在一定的波動，對實際生產樣品吸阻測定有一定的影響。為保證綜合測試臺能夠真實、準確地反映卷煙產品的吸阻物理指標，建議在生產過程中，加強對環境溫濕度的監測，減小其波動，降低對吸阻測定的影響。