綜合測試臺細(xì)支卷煙硬度檢測結(jié)果修訂的研究

黨艷嬌，郭莉莉，王艷麗，佟亞楠，費麗瑩，張世偉

吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司（長春 130031）

近年來，細(xì)支卷煙生產(chǎn)突飛猛進(jìn)，產(chǎn)量直線上升，它口感相比較常規(guī)卷煙柔和、細(xì)膩、刺激性小，較好地滿足當(dāng)下國人的口味偏好。但由于細(xì)支卷煙直徑較細(xì)，其硬度測量與普通卷煙測量結(jié)果有較大差異。同時卷煙的硬度是評價卷煙加工性能和質(zhì)量的一個重要的技術(shù)指標(biāo)，它不僅與卷煙的松緊度有密切關(guān)系，而且與卷煙的質(zhì)量、吸阻密切相關(guān)。它不僅影響卷煙的外觀質(zhì)量，還影響卷煙濾嘴的接裝質(zhì)量及其吸味。因此各生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中都將硬度作為卷煙重要的質(zhì)量指標(biāo)嚴(yán)加控制。但往往多地方、多型號儀器檢測造成卷煙物理測量結(jié)果的差異性。這些差異對實驗室檢測結(jié)果有很大的影響，特別是卷煙硬度的測量結(jié)果差異性更大，這些給卷煙生產(chǎn)企業(yè)帶來較大的困擾，而為了解決硬度檢測結(jié)果的這些差異，需要對硬度檢測結(jié)果進(jìn)行一定的修正，使結(jié)果趨于一致性。參考之前試驗中對卷煙硬度的修正結(jié)果，文章對不同條件下綜合測試臺細(xì)支卷煙硬度測量結(jié)果分析研究找到細(xì)支煙硬度修正的方法，最終對儀器細(xì)支煙硬度結(jié)果進(jìn)行修正，達(dá)到保證測量結(jié)果的一致性，進(jìn)而保障卷煙生產(chǎn)加工質(zhì)量的目的。文章針對之前實驗室之間比對細(xì)支卷煙硬度檢測結(jié)果相差1%進(jìn)行修正。

根據(jù)GB/T 22838.6—2009《卷煙和濾棒物理性能的測定第六部分：硬度》的規(guī)定，卷煙的硬度是以煙支在徑向上抗變形的能力來表示的。其測量通常有點壓法和全壓法兩種方法。點壓法即以一定的壓力施加于煙支一定時間后，該處直徑方向長度與原直徑之比的百分?jǐn)?shù)表示。全壓法即在一定時間內(nèi)使整個煙支產(chǎn)生一定形變時所施加的壓力表示。其中點壓法為仲裁方法，故此次試驗中使用的綜合測試臺采用的都是點壓法，主要是研究點壓法時的細(xì)支卷煙硬度結(jié)果的修正。

硬度檢測儀器經(jīng)歷了幾代更新?lián)Q代，由開始的國產(chǎn)單機手動測硬度，更換為單機全自動測量，進(jìn)而發(fā)展為綜合測試臺測量卷煙物理指標(biāo)。儀器的精度也不斷增加，同類型之間的差異性也不斷縮小。目前，國際上均采用受壓后試樣的變形程度來表征卷煙的硬度，相應(yīng)儀器的測頭形狀有手指型、半圓型、平面型3種，我國采用平面型的測頭，測定儀器來自法國、英國、德國、中國和日本等國的不同制造公司?？紤]到檢測儀器現(xiàn)有情況及行業(yè)使用覆蓋率，最終以索定SODIM系列型號進(jìn)行試驗。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

綜合測試臺（索定SODIM D74-H209）；綜合測試臺（索定SODIM SODILINE DLA400）；冰箱1臺（海爾Haier）；精密機房專用空調(diào)機組（阿爾西OPTIMA.O.DXA35E1A2）。

卷煙樣品A，B兩種（吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣品的篩選

考慮實際生產(chǎn)需求，選取2個牌號細(xì)支卷煙樣品A和B作為硬度測量結(jié)果修正試樣。選取同牌號、同一批次、同一時間、同一機臺生產(chǎn)的卷煙作為試樣，為保障代表性和均一性，每次試驗前同牌號試樣選取試驗數(shù)量兩倍量且剔除外觀有明顯缺陷的卷煙作為每次試驗的樣品。為保證試樣的均一性，將卷煙樣品不拆條封存儲在0～2 ℃冰柜中保存，每次使用前取出。

1.2.2 試驗環(huán)境

文章全部試驗環(huán)境參照GB/T 16447—1996《煙草和煙草制品 調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境 煙草和煙草制品調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境》標(biāo)準(zhǔn)要求中檢測環(huán)境要求。即試驗環(huán)境溫度22±2 ℃，試驗環(huán)境濕度60%±5%。

1.2.3 影響硬度檢測結(jié)果參數(shù)選擇

經(jīng)查找資料可知，影響綜合測試臺硬度單元檢測結(jié)果的因素主要有預(yù)壓力、壓力和持續(xù)時間3個可變參數(shù)。結(jié)合之前常規(guī)卷煙硬度試驗可知，改變參數(shù)，即壓力持續(xù)時間改變相對簡單，便于操作且效果明顯，故文章選取改變壓力持續(xù)時間這個參數(shù)來研究其對細(xì)支卷煙硬度結(jié)果影響和修正。

1.2.4 試驗步驟

每個牌品細(xì)支卷煙選取3組，每組50支，分別在索定測試臺上逐一測定其硬度，以每臺儀器50個測量值的平均值作為該儀器的硬度測試結(jié)果。

1.2.5 硬度結(jié)果修正參數(shù)設(shè)定

對于壓力持續(xù)時間這個參數(shù)，參考GB/T 22838.6—2009《卷煙和濾棒物理性能的測定第六部分：硬度》規(guī)定，持續(xù)時間為15 s，針對實驗室硬度測量結(jié)果需要增加1.0%的要求，故選取減少壓力時間來增大硬度的方法，使硬度結(jié)果修正量達(dá)到目的。

1.2.6 試驗設(shè)計

參考常規(guī)煙支硬度測量試驗，選取1臺索定測試臺，分別選取15，12和10 s的壓力時間進(jìn)行細(xì)支卷煙對照試驗（以國標(biāo)規(guī)定值15 s硬度為對照）。對其結(jié)果進(jìn)行分析研究，查看是否滿足相對持續(xù)時間15 s時硬度結(jié)果增加1.0%的要求。如不滿足，再擴(kuò)大選取時間范圍，直至達(dá)到滿足試驗要求。

選取第2臺索定測試臺對上述修正結(jié)果進(jìn)行驗證。

2 結(jié)果與討論

2.1 單臺硬度測試結(jié)果與討論

2.1.1 壓力持續(xù)時間與硬度關(guān)系

表1為試驗牌號細(xì)支卷煙A及B在不同壓力持續(xù)時間時硬度結(jié)果?？梢钥闯黾?xì)支卷煙硬度在15～10 s范圍內(nèi)卷煙硬度從0.4%逐漸增加到61.0%，直至到61.5%，增幅為1.0%。根據(jù)相關(guān)關(guān)系性結(jié)合圖1分析可知，在10～15 s，細(xì)支卷煙硬度與壓力持續(xù)時間呈顯著的線性關(guān)系，在20～15 s內(nèi)變化不大。

圖1 試樣細(xì)支卷煙壓力持續(xù)時間與硬度結(jié)果關(guān)系圖

表1 卷試樣煙不同壓力持續(xù)時間硬度測量結(jié)果

2.1.2 硬度結(jié)果修正

表2為不同壓力持續(xù)時間下試驗與對照硬度差值?？梢钥闯鲈?0 s時的硬度與對照時間硬度的差值平均為1.0%，達(dá)到試驗預(yù)設(shè)15 s時硬度增加1.0%的要求，即在壓力持續(xù)時間為10 s時其硬度可以修正持續(xù)時間為15 s時的硬度。從表2可清晰看出試驗硬度結(jié)果差值與上述結(jié)論基本一致。

表2 試樣卷煙不同壓力持續(xù)時間硬度測量結(jié)果差值

進(jìn)一步說明當(dāng)壓力持續(xù)時間為10 s時試樣A與B其硬度測量值與15 s時差值從12 s時的0.6%到1.1%，平均值為1.1%。證明在15 s時其硬度可以用10 s時硬度修正。但同時發(fā)現(xiàn)每組硬度測量值差值差異波動較大，分析原因認(rèn)為：細(xì)支卷煙的硬度主要是依靠卷煙煙絲與卷煙紙獲得的，與卷煙煙絲的填充性和單支重量有密切關(guān)系。當(dāng)卷煙質(zhì)量相近時，填充性好的卷煙其硬度值偏大，反之偏小。產(chǎn)生這種差值差異波動現(xiàn)象的主要原因是卷煙卷制過程中卷制不均勻，填充性不一致，煙支質(zhì)量波動大造成。同時與試樣數(shù)量不多也有一定的關(guān)系，當(dāng)試樣樣品數(shù)量達(dá)到一定量時，差值波動就會變小。從試驗數(shù)據(jù)平均值可以看出硬度差值還是接近1.0%。

卷煙硬度測量值在持續(xù)時間（10～15 s）內(nèi)隨著持續(xù)時間的增加而減小，并且呈顯著的線性關(guān)系。并且當(dāng)壓力持續(xù)時間10 s時其硬度可以作為修正為15 s時硬度的修正值。

2.2 不同測試儀器修正值驗證

2.2.1 驗證兩臺測試臺測試結(jié)果差異性

將索定綜合測試臺D74-H209試驗得到的修正結(jié)論在SODIM SODILINE DLA400測試臺上進(jìn)行驗證試驗。得到表3和表4試驗數(shù)據(jù)。兩臺測試臺在10 s和15 s時的硬度差值都接近0，進(jìn)而認(rèn)為兩臺測試臺硬度測量結(jié)果的差異可以忽略不計。認(rèn)定兩臺測試臺硬度測量結(jié)果一致。

表3 不同測試臺持續(xù)時間為15 s硬度值比較

表4 不同測試臺持續(xù)時間為10 s硬度值比較

由表3和表4可知，在10 s與15 s時SODILINE DLA400和D74-H209測試臺的硬度測量值與15 s時差值平均為1.0%，且每組試驗差值也接近1.0%，故可確定壓力持續(xù)時間10 s時硬度可以修正為15 s時的硬度。

綜上所述，索定測試臺SODILINE DLA400硬度隨壓力持續(xù)時間呈線性關(guān)系，且當(dāng)壓力持續(xù)時間為10 s時與15 s時差值達(dá)到試驗設(shè)定的增加硬度1.0%的要求，即壓力持續(xù)時間10 s的硬度可以修正為15 s時的硬度。

3 結(jié)論

試驗通過對細(xì)支卷煙硬度測量參數(shù)壓力持續(xù)時間的研究，確定細(xì)支卷煙硬度在10～15 s隨持續(xù)時間增大而減小且呈顯著的線性關(guān)系，并且在壓力持續(xù)時間10 s時硬度測量值比15 s時增加1.0%，即壓力持續(xù)時間10 s時的硬度可作為15 s時的修正值，通過驗證試驗也證明這一結(jié)論。試驗達(dá)到修正目的，滿足實驗室對硬度結(jié)果一致性要求，進(jìn)而保障卷煙生產(chǎn)質(zhì)量的需要。同時該方法也是硬度結(jié)果修正的一種方法創(chuàng)新。該方法操作簡單實用，有效提高工作效率，對其他卷煙物理指標(biāo)的修正有重要的指導(dǎo)作用和深遠(yuǎn)意義。