搭口膠施膠量對(duì)卷煙品質(zhì)的影響

顧 亮 郜海民 劉文博 丁美宙 宋偉民

(1. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450000；2. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南 鄭州 450000)

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搭口膠施膠量對(duì)卷煙品質(zhì)的影響

顧 亮1郜海民2劉文博1丁美宙1宋偉民1

(1. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450000；2. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南 鄭州 450000)

為了解不同牌號(hào)搭口膠的施膠量對(duì)卷煙品質(zhì)的影響，在相同條件下試驗(yàn)了3種搭口膠的6個(gè)梯度施膠量。結(jié)果表明：試驗(yàn)條件下，卷煙搭口膠施膠量對(duì)卷煙感官質(zhì)量有影響，當(dāng)每千支煙施膠量大于1.5 mL時(shí)，隨著施膠量的增大，卷煙感官質(zhì)量變差，主要表現(xiàn)在刺激性增大，雜氣和干燥感增加，干凈程度變差。卷煙搭口膠施膠量對(duì)卷煙外觀質(zhì)量有影響，1#膠的每千支煙施膠量設(shè)定值為2.0 mL時(shí)即出現(xiàn)爆口現(xiàn)象，達(dá)到3.5 mL時(shí)有內(nèi)溢膠現(xiàn)象；2#膠和3#膠每千支煙施膠量為1.0 mL時(shí)易出現(xiàn)爆口現(xiàn)象，達(dá)到3.5 mL時(shí)有內(nèi)溢膠現(xiàn)象。結(jié)合卷煙內(nèi)外在質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果，確定1#膠每千支煙最佳施膠量為2.5～3.0 mL，2#膠和3#膠為1.5～2.0 mL。卷煙搭口膠施膠量對(duì)卷煙的物理質(zhì)量、主流煙氣成分及7種有害成分無明顯影響。

搭口膠；施膠量；卷煙；感官質(zhì)量；外觀質(zhì)量

卷煙搭口膠是卷煙生產(chǎn)過程不可缺少的重要組成部分，主要在煙支卷制時(shí)用于黏合卷煙紙。卷煙搭口膠直接參與煙支燃燒，由于搭口膠燃燒分解產(chǎn)生多種化學(xué)成分，因此會(huì)影響卷煙的感官品質(zhì)[1-3]；且施膠量過多或過少時(shí)，易造成煙支出現(xiàn)溢膠、粘連、爆口、翹邊等質(zhì)量缺陷?，F(xiàn)有卷煙機(jī)在卷煙過程中通過膠缸的液面以及噴膠嘴的高度差來控制搭口膠的施膠量，而隨著卷煙生產(chǎn)的高速進(jìn)行，膠缸液面不斷降低，使得噴膠嘴中搭口膠的壓力也隨之降低，從噴膠嘴流出的搭口膠也逐漸較少，搭口膠的施膠量不斷減少；卷煙機(jī)操作工根據(jù)個(gè)人喜好隨意調(diào)整噴膠嘴頂針位置，導(dǎo)致施膠量來回波動(dòng)。魯才略[4]通過PLC控制器的自動(dòng)控制，根據(jù)卷煙機(jī)的線速度設(shè)定上膠的加速偏移值、校正值，調(diào)整卷煙搭口膠的施膠量；王愛成[5]通過控制膠缸內(nèi)的壓力的方法來控制施膠量；但施膠量控制效果并不理想，熊安言等[6]研發(fā)了一種智能控制供膠系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了施膠量的精準(zhǔn)控制；熊安言等[7]還研究了卷煙搭口膠不同施膠量對(duì)卷煙質(zhì)量影響，但研究不夠細(xì)致深入。煙草科技工作者試圖通過研究施膠量對(duì)卷煙質(zhì)量的影響來確定合理的施膠量，通過開發(fā)施膠裝置來實(shí)現(xiàn)卷煙搭口膠的準(zhǔn)確控制，但由于研究不夠深入細(xì)致，無法確定不同搭口膠的合理施膠量范圍。本研究擬通過對(duì)1#、2#和3#搭口膠6個(gè)梯度的施膠量的煙支質(zhì)量對(duì)比分析，找出煙支品質(zhì)的變化趨勢，旨在為煙支卷制時(shí)搭口膠施膠量范圍的確定提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

高、中檔2種不同規(guī)格的黃金葉成品煙絲：各5 000 kg，河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司；

卷煙紙：50CU，民豐特種紙股份有限公司；

醋酸纖維濾棒：規(guī)格為100 mm，吸阻3 000 Pa，河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司；

接裝紙：100CU，南京金箔(集團(tuán))公司；

1#搭口膠(1#膠)：S3032型，北京長潤化工有限公司；

2#搭口膠(2#膠)：JX-01型，鄭州神火膠劑有限公司；

3#搭口膠(3#膠)：“金芒果”牌，河南省新鄭市豫煙材料綜合廠。

1.2 儀器與設(shè)備

卷接機(jī)組：ZJ17型，常州煙草機(jī)械有限責(zé)任公司；

智能控制供膠系統(tǒng)：ZK01型，河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司；

電子天平：AX405型，感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo 公司；

綜合測試臺(tái)：QTM型，英國Fltrona公司；

煙支硬度測定儀：WYC-1型，成都科學(xué)儀器廠；

吸煙機(jī)：SM450型，英國Cerulean公司；

恒溫恒濕箱：KBF240型，德國Binder公司；

氣相色譜儀：Agilent 7890型，安捷倫科技有限公司；

電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP—MS)儀：Agilent 7500a型，美國Agilent公司；

離子色譜儀：ICS-3000型，美國Dionex公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)條件 每個(gè)規(guī)格取同柜煙絲，采用同一送絲方式、同一機(jī)臺(tái)、同樣車速(每分鐘7 000支)、相同操作人員卷制成相同規(guī)格[24.3 mm×(25+59)mm]的煙支，除搭口膠外，卷煙機(jī)不做任何調(diào)整。每千支卷煙搭口膠施膠量按照6個(gè)不同梯度(1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 mL)在“智能控制供膠系統(tǒng)”上直接設(shè)定控制，待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后，分別對(duì)卷制后的煙支進(jìn)行取樣，各種樣品等時(shí)間間隔分別取樣3次，檢測卷煙外觀質(zhì)量、物理質(zhì)量、感官質(zhì)量、主流煙氣成分和7種有害成分，所有取樣和檢測(感官質(zhì)量評(píng)價(jià)除外)均按中國國標(biāo)和《卷煙工藝規(guī)范》[8]規(guī)定進(jìn)行，結(jié)果取平均值，感官評(píng)價(jià)和主流煙氣成分檢測前，對(duì)煙支質(zhì)量進(jìn)行稱量挑選。

1.3.2 評(píng)吸樣品的制備及評(píng)價(jià) 置于RH(60±2)%、溫度(22±1) ℃的恒溫衡濕箱中，備用；感官質(zhì)量評(píng)價(jià)采用對(duì)比評(píng)吸的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，河南中煙技術(shù)中心15位評(píng)委參加了搭口膠不同施膠量的卷煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。1#膠以每千支施膠量2.5 mL樣品為對(duì)照樣，2#和3#膠以每千支施膠量1.0 mL樣品為對(duì)照樣，參照《卷煙工藝測試與分析大綱》附表33[9]設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)表，進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià)，然后將樣品的整體感官質(zhì)量從好到差進(jìn)行排序，將排序?yàn)?的記6分，排序?yàn)?的記5分，排序?yàn)?的記4分，排序?yàn)?的記3分，排序?yàn)?的記2分，排序?yàn)?的記1分，將所有樣品的得分相加得出每個(gè)樣品的得分[10]，從而得出每種膠6個(gè)梯度(1#膠3個(gè)梯度)的得分和排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)卷煙外觀質(zhì)量的影響

通過調(diào)整智能控制供膠系統(tǒng)不同搭口膠施膠量設(shè)定值，觀察膠施膠量對(duì)卷煙外觀質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)1#膠每千支施膠量設(shè)定值不能低于2.5 mL，2.0 mL時(shí)即出現(xiàn)爆口現(xiàn)象(見圖1)，當(dāng)每千支施膠量達(dá)到3.0 mL時(shí)，卷煙搭口處開始不平整，達(dá)到3.5 mL時(shí)有內(nèi)溢膠現(xiàn)象(見圖2)； 2#膠和3#膠當(dāng)每千支施膠量為1.0 mL時(shí)易出現(xiàn)爆口現(xiàn)象，達(dá)到3.0 mL時(shí)，卷煙搭口處開始不平整，達(dá)到3.5 mL時(shí)有內(nèi)溢膠現(xiàn)象。因?yàn)槭┠z量過低時(shí)，涂膠后膠液迅速向卷煙紙滲透，導(dǎo)致紙面留存有效膠量降低，膠膜厚度減薄，粘接強(qiáng)度降低，煙支較易爆口；施膠量過大時(shí)，卷煙紙面內(nèi)膠液滲透趨于飽和，紙面間存留膠量較大，乳膠粒子間水分不容易蒸發(fā)而造成溢膠。又由于不同的膠的接觸角(潤濕性能)不同，故臨界施膠量也不一致[11-12]。

2.2 對(duì)卷煙物理質(zhì)量的影響

由表1可知：不論是高檔卷煙還是中檔卷煙，隨著3種搭口膠施膠量的增大，卷煙的物理質(zhì)量差異不大或無一定變化規(guī)律。因?yàn)榫頍煹奈锢碣|(zhì)量主要受煙絲質(zhì)量、卷制條件和卷煙材料的影響[13]，卷煙搭口膠局限于卷煙搭扣部分，每一支煙中的干物質(zhì)量相對(duì)于其它物質(zhì)波動(dòng)很小，故卷煙搭口膠對(duì)卷煙物理質(zhì)量的影響可以忽略。

2.3 對(duì)卷煙感官質(zhì)量的影響

由圖3～8可知，3種搭口膠不同施膠量對(duì)卷煙感官質(zhì)量有影響，隨著施膠量的增大(每千支1.5～3.5 mL)，2種卷煙的感官質(zhì)量均有變差的趨勢，主要表現(xiàn)在刺激性增大，雜氣和干燥感增加，干凈程度變差。

圖1 卷煙爆口

圖2 卷煙內(nèi)溢膠

卷煙檔次膠編號(hào)千支施膠量/mL單支質(zhì)量/mg吸阻/Pa總通風(fēng)率/%圓周/mm硬度/%高檔1#2#3#2.5891.3±18.31067±2920.53±1.5924.2867.693.0901.6±17.51058±3222.98±1.3624.4569.183.5894.8±22.21065±3421.65±1.4924.3668.211.0906.8±13.81102±4620.27±1.8224.3266.881.5895.4±24.61076±3521.62±0.9624.3467.362.0891.2±18.21054±5122.74±1.9524.2666.422.5903.5±17.91095±3820.84±1.2624.3767.253.0900.6±22.41088±3721.76±1.8824.2468.463.5898.2±18.31090±5420.93±1.5924.3864.681.0891.6±22.41079±3520.48±1.4624.3268.281.5893.9±20.71055±3321.91±2.0624.3567.302.0907.3±22.21086±3021.92±1.3924.3368.762.5900.4±17.81063±3021.23±1.2724.3765.933.0900.1±22.11068±3020.86±1.3024.3666.423.5896.7±21.61070±3121.12±1.5824.3067.63中檔1#2#3#2.5901.1±24.61107±4021.62±1.7224.2765.643.0897.6±16.91101±3122.68±1.3324.3467.193.5892.8±20.21057±3821.44±1.6924.2868.371.0896.8±20.91099±4621.65±1.5524.2268.031.5898.8±14.81104±3821.09±0.8824.1965.542.0892.8±17.61079±3721.11±1.8324.1666.192.5907.1±15.31110±3421.97±1.3924.2068.573.0904.6±24.81109±3722.39±1.9824.2168.503.5894.7±19.51084±5322.34±1.6424.2367.801.0885.7±16.71059±3021.60±1.3124.2366.151.5889.5±14.21058±3921.39±1.1124.2167.182.0890.3±18.41064±3521.73±1.4424.2265.852.5884.1±17.51062±3221.35±1.2724.2264.323.0882.5±18.01051±2721.54±1.1424.2464.813.5888.2±15.11052±3622.20±1.3824.2365.06

? 煙支含水率為12.12%；相對(duì)于其它指標(biāo)單支重量、吸阻和總通風(fēng)率的穩(wěn)定性是影響卷煙質(zhì)量的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，計(jì)算了標(biāo)準(zhǔn)偏差；1#膠每千支的施膠量設(shè)定值到2.0 mL時(shí)即出現(xiàn)爆口，故只有3個(gè)施膠量梯度的卷煙。

由表2可知，不論是高檔卷煙還是中檔卷煙，1#膠千支施膠量設(shè)定值為2.5 mL，2#和3#膠為1.5 mL時(shí)，卷煙感官質(zhì)量最優(yōu)；當(dāng)千支施膠量為1.5 mL時(shí)，膠的成分和煙氣成分最協(xié)調(diào)，低于1.5 mL時(shí)，卷煙感官質(zhì)量變差。

以3#膠為對(duì)照樣，千支施膠量均為2.5 mL時(shí)，1#膠、2#膠所卷高、中檔卷煙樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果見圖9、10。由圖9、10可知：和3#膠相比，2#膠樣品的香氣量、刺激性和干燥感略有變差，1#膠樣品的甜度略有增大；兩種卷煙感官質(zhì)量總體評(píng)價(jià)排序均為：1#膠(得分26)>3#膠(得分22)>2#膠(得分17)。說明不同搭口膠對(duì)卷煙感官質(zhì)量的影響不同。

圖3 1#膠千支施膠量對(duì)高檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 3 Evaluation results of sensory quality of high-grade brand of cigarette with different sizing from 1#

圖4 2#膠千支施膠量對(duì)高檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 4 Evaluation results of sensory quality of high-grade brand of cigarette with different sizing from 2#

圖5 3#膠千支施膠量對(duì)高檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 5 Evaluation results of sensory quality of high-grade brand of cigarette with different sizing from 3#

表2 不同搭口膠及施膠量的卷煙感官質(zhì)量總體評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 Results of sensory quality of cigarette of the cigarette with different amount of glue applying

圖6 1#膠千支施膠量對(duì)中檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 6 Evaluation results of sensory quality of Intermediate-grade brand of cigarette with different sizing from 1#

圖7 2#膠千支施膠量對(duì)中檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 7 Evaluation results of sensory quality of Intermediate-grade brand of cigarette with different sizing from 2#

圖8 3#膠千支施膠量對(duì)中檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 8 Evaluation results of sensory quality of Intermediate-grade brand of cigarette with different sizing from 3#

圖9 不同卷煙膠對(duì)高檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 9 Evaluation results of the sensory quality of high-grade brand of cigarette for 3 kinds of cigarette film

2.4 對(duì)主流煙氣成分的影響

由表3可知，3種膠的變化規(guī)律相似，隨著施膠量的增大，卷煙的主流煙氣成分差異不大。這是由于搭口膠的施加量較少，且干物質(zhì)只占總膠量的50%左右，在燃燒時(shí)只發(fā)生部分裂解，相對(duì)于整支煙而言，進(jìn)入主流煙氣成分的量可以忽略。

圖10 不同卷煙膠對(duì)中檔牌號(hào)卷煙感官質(zhì)量的影響

Figure 10 Evaluation results of the sensory quality of of Intermediate-grade brand of cigarette for 3 kinds of cigarette film

表3 不同搭口膠及施膠量卷煙的主流煙氣成分

2.5 對(duì)煙氣有害成分的影響

由表4可知，搭口膠施膠量對(duì)高檔卷煙煙氣有害成分和H值無影響。這是由于搭口膠的施加量較少，且燃燒時(shí)只發(fā)生部分裂解，產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)入主流煙氣的量可以忽略。

表4 不同搭口膠及施膠量對(duì)高檔牌號(hào)卷煙煙氣有害成分釋放量的影響

Table 4 Effect of the amount of glue applied to different types of high-grade brand of cigarettes on the release amount of harmful components in cigarette smoke

搭口膠千支施膠量/mL單支煙氣有害成分CO/%HCN/μgNH3/μgNNK/ngBaP/ng苯酚/μg巴豆醛/μg危害性指數(shù)(H值)1#1.510.9112.78.15.3510.912.212.58.62.011.5121.48.15.2111.312.013.88.73.011.4123.38.25.5511.912.813.78.72#1.510.8111.78.25.1510.612.012.38.42.011.2120.48.35.2911.012.313.58.63.011.0121.28.15.4511.812.613.48.53#1.510.7119.78.05.2511.012.212.48.62.011.1124.48.45.2810.712.313.38.73.011.8120.38.25.4311.212.613.48.7

表5 煙氣有害成分釋放量與施膠量關(guān)系——方差分析?

Table 5 Relationship between the amount of harmful components in flue gas and the amount of adhesive——variance analysis

指標(biāo)均方F值P值CO363.6011286.4491.02E-16HCN61905.0806308.7083.30E-22氨162.601719.5609.94E-15NNK44.998198.3131.96E-10BaP363.6011135.7592.74E-16苯酚465.1251806.3116.96E-18巴豆醛542.3021398.9885.28E-17H值186.889833.1893.15E-15

?Fcrit=4.493 998。

3 結(jié)論

(1) 卷煙搭口膠對(duì)卷煙外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量有影響。1#膠千支最佳施膠量為2.5～3.0 mL，2#膠和3#膠為1.5～2.0 mL；施膠量相同(2.5 mL)時(shí)，1#膠樣品的感官質(zhì)量最優(yōu)。

(2) 不同搭口膠施膠量對(duì)卷煙物理質(zhì)量、主流煙氣成分和7種有害成分影響不大。

(3) 卷煙搭口膠的成分、搭口膠在卷煙抽吸時(shí)的熱解反應(yīng)產(chǎn)物及其對(duì)卷煙感官質(zhì)量影響有待進(jìn)一步研究。

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Effect of different cigarette lap adhesive glue quantity on cigarette quality

GULiang1GAOHai-min2LIUWen-bo1DINGMei-zhou1SONGWei-min1熊安言1XIONGAn-yan1

(1.TechnologyCenter,HenanBranchofChinaTobaccoIndustryCo.,Ltd.,Zhengzhou,Henan450000,China;2.GoldLeafProductionManufacturingCenter,HenanBranchofChinaTobaccoIndustryCo.,Ltd.,Zhengzhou,Henan450000,China)

In order to understand the effect of cigarette quality on the different application amount in different grades of cigarette lap adhesive, six gradient sizing of three different cigarette lap adhesive glue quantity have been tested in the same condition. The results showed that：1)the different cigarette lap adhesive glue quantity was influential of the sensory quality of cigarette, when the amount of the sizing agent was more than 1.5 mL per thousand cigarette, the cigarette sensory quality became worse with the increase of the amount of the glue, mainly manifested in the cigarette sensory stimulation increases, the miscellaneous gas and dry sense increases, the clean degree becomes bad. 2) Effect of the amount of glue on the appearance quality of cigarette, when the sizing value of 1# was 2.0 mL per thousand cigarette, the phenomenon of explosion occurs, when the glue amount was 3.5 mL per thousand cigarette, there was the phenomenon of inner overflow; when the sizing value of 2# and 3# was 1.0 mL per thousand cigarette, the phenomenon of explosion occurs, when the glue amount was 3.5 mL per thousand cigarette, there was the phenomenon of inner overflow. 3) Combined with the evaluation results of the quality of cigarettes inside and outside, it was determined that the amount of the 1# adhesive was 2.5-3.0 mL per thousand cigarette, and 2# or 3# was 1.5 to 2.0 mL per thousand cigarette. Fourth, with the change of cigarette lap adhesive glue quantity, physical quality, chemical components of mainstream smoke of cigarette and seven kinds of harmful ingredients were not obvious.Keywords： cigarette lap adhesive; sizing amount; cigarette; sensory quality of cigarette; presentation quality

河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司重點(diǎn)科技項(xiàng)目(編號(hào)：ZN2014029)

顧亮，男，河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心工程師。

熊安言(1969-)，男，河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心高級(jí)工程師。E-mail:xyxay@126.com

2016—06—10

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.10.041