卷煙吸阻的影響因素研究進(jìn)展

王一恒+王迅+陸瑩+孟杰+盧彥華

摘 要：該文介紹了影響卷煙吸阻的各種因素，并從卷煙吸阻構(gòu)成部分入手逐一總結(jié)了前人的研究成果，分析得出了不同影響因素與卷煙吸阻的相關(guān)性和影響卷煙吸阻的主要因素，并提出了如何在實(shí)際控制環(huán)節(jié)中提高卷煙吸阻穩(wěn)定性的一些見解。

關(guān)鍵詞：卷煙；吸阻；影響因素；綜述

中圖分類號 S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）08-0139-03

Abstract：The influential factors on cigarette draw resistance are introduced in this paper.Based on the results of formers study，the relationships of different influential factor on the draw resistance of the cigarette are analyzed，and the main influential factors are summarized.Finally several suggestions are proposed on how to improve the stability of the draw resistance of the cigarette in real control section.

Key words：Cigarette；Draw resistance；The influential factors；Summary

卷煙吸阻，顧名思義，就是卷煙抽吸時(shí)的阻力。在一定大氣環(huán)境下，以一定流量的氣流通過卷煙時(shí)，卷煙兩端的靜壓力差表示。吸阻實(shí)際上反映的是燃吸煙支時(shí)煙氣氣流的暢通程度，它是消費(fèi)者在吸煙時(shí)能夠感受到的、對卷煙的感官質(zhì)量和焦油量影響很大的一項(xiàng)指標(biāo)。因此，吸阻的穩(wěn)定與否不僅關(guān)系到卷煙整體質(zhì)量的好壞，而且直接對消費(fèi)者的產(chǎn)品認(rèn)同度產(chǎn)生影響。

卷煙吸阻是一項(xiàng)影響因素很多的指標(biāo)，諸如濾棒壓降、卷煙紙透氣度、煙絲結(jié)構(gòu)、填充值、煙支物理指標(biāo)和接裝紙等都對其有一定影響。倪建彬[1]研究提出了成品卷煙的吸阻不僅僅是光煙的吸阻加上煙用濾棒的吸阻，同時(shí)還要加上卷煙成品在包裝機(jī)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的撞擊系數(shù)，最后還要加上在連接光煙和濾棒時(shí)的接裝紙的卷接系數(shù)。朱青林[2]研究指出分析卷煙吸阻分布情況，可通過分析濾棒吸阻和光煙吸阻所占百分比，并由此開展降焦減害、產(chǎn)品開發(fā)、工藝改進(jìn)等工作。因此本文通過對卷煙吸阻構(gòu)成部分的分解來分析卷煙吸阻的影響因素并進(jìn)行研究現(xiàn)狀的總結(jié)。

1 不同組成部分對卷煙吸阻的影響

1.1 濾棒吸阻對卷煙吸阻的影響 影響卷煙吸阻的因素有很多，其中濾棒吸阻就是影響卷煙吸阻的主要因素之一。高銘[3]等研究發(fā)現(xiàn)在卷煙單支質(zhì)量、圓周與長度指標(biāo)均控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)，濾棒壓降與整支卷煙吸阻存在正相關(guān)關(guān)系。安隨元[4]研究也證明隨著濾棒壓降的增加，卷煙吸阻隨之增大。朱令宇[5]等研究結(jié)果表明整支卷煙的吸阻受濾棒的吸阻變化影響很大。因此我們不僅要控制好光煙吸阻的穩(wěn)定性，還應(yīng)重點(diǎn)控制好濾棒吸阻的穩(wěn)定性，才能最終獲得穩(wěn)定的卷煙吸阻。

1.2 光煙部分對卷煙吸阻的影響

1.2.1 卷煙紙透氣度 在常見的普通規(guī)格卷煙中，卷煙紙一般占煙支總質(zhì)量的5%左右。雖然所占的比例很小，但它對卷煙整體性能的影響卻不容忽視，尤其是卷煙紙的透氣度和克重，對卷煙的靜態(tài)燃燒速率、通風(fēng)度、煙支吸阻等指標(biāo)都有較大影響。胡群[6]等研究認(rèn)為卷煙紙的透氣度對煙支質(zhì)量、圓周、吸阻等指標(biāo)影響不大，但卷煙的煙氣稀釋率受其影響較明顯。安隨元研究也發(fā)現(xiàn)隨著卷煙紙透氣度的增加，卷煙總通風(fēng)率隨之增大，對煙氣指標(biāo)的影響較明顯。

1.2.2 煙絲結(jié)構(gòu)和填充值對卷煙吸阻的影響 煙絲結(jié)構(gòu)是影響卷煙物理指標(biāo)的主要因素之一。煙絲結(jié)構(gòu)主要通過改變空隙率從而影響吸阻，當(dāng)卷煙中煙絲單位表面積增大時(shí)卷煙吸阻亦增大，煙絲單位表面積主要由煙絲的尺寸和形狀決定。對于密度值固定的煙絲來說，單位煙絲的表面積和吸阻與煙絲顆粒大小成反比關(guān)系。煙絲結(jié)構(gòu)與其填充能力密切相關(guān)因而對卷制后卷煙吸阻具有顯著的影響。以往的研究結(jié)果表明，一定長度的煙絲可提高填充能力，而一定長度以下的煙絲會(huì)降低填充能力；在一定的煙絲長度范圍內(nèi)，煙絲填充能力隨其長度的增加而提高，但過長的煙絲往往會(huì)影響煙支的卷制質(zhì)量[7-10]，因此煙絲的長度也應(yīng)該在特定的范圍之內(nèi)。

堵勁松[11]等研究發(fā)現(xiàn)煙絲長度可能存在某一特定值。該特定值是煙絲長度與卷煙物理指標(biāo)關(guān)聯(lián)極性的分界點(diǎn)，大于或者小于該長度煙絲的比例變化對卷煙物理指標(biāo)的影響趨勢正好相反。隨著大于該長度煙絲比例的增加，卷煙重量、密度、吸阻等指標(biāo)均減小，但單支重量和煙支密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差隨之變大，穩(wěn)定性變差。劉德強(qiáng)[12]等研究結(jié)果表明煙支吸阻隨著煙絲整絲率的增加反而有降低的趨勢。在較高和較低的整絲率時(shí)，吸阻的穩(wěn)定性較差；在整絲率相同的情況下，煙支吸阻和長絲含量呈負(fù)相關(guān)的趨勢，但過高和過低的長絲含量對煙支吸阻的穩(wěn)定性都有不利的影響。不僅如此，石國強(qiáng)[13]等還將梗絲結(jié)構(gòu)作為研究對象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著梗絲整絲率的提高，卷煙吸阻出現(xiàn)了先降低后升高的趨勢。倪克平[14]研究表明煙支單支重一定時(shí)，填充值、長絲率較高的煙絲可能是因?yàn)樾枰紦?jù)較大的空間，從而使煙支更為充實(shí)豐滿，吸阻就會(huì)隨之而變大；相反，當(dāng)配方煙絲的碎絲率和含末率較高時(shí)，碎絲和煙末在卷煙內(nèi)往往會(huì)被包裹而夾雜在長煙絲中，可能會(huì)讓出一些供煙氣通過的空間，故吸阻就會(huì)相對小一些。

對比以上研究結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，研究人員在整絲率、長絲率對煙支吸阻的影響方面有不同的研究結(jié)果，但筆者人認(rèn)為，整絲率、長絲率高的煙絲的填充能力高，卷煙吸阻就會(huì)隨之增加。

1.2.3 不同物理指標(biāo)對卷煙吸阻的影響 （1）煙支長度：范鐵楨[15]等研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，吸阻隨長度呈單調(diào)遞增關(guān)系，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，由于產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初就對煙支長度和濾棒長度進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，因此我們一般認(rèn)為長度對卷煙吸阻的影響不大，孫東亮[16]等人的研究結(jié)果也有力的證明了這一點(diǎn)。（2）煙支圓周：程思軍[17]研究指出在其他影響因素基本不變的情況下，吸阻與圓周有負(fù)相關(guān)的趨勢，微調(diào)下相關(guān)程度較弱。另有研究結(jié)果也證明了卷煙吸阻與煙支圓周和含末率均成負(fù)相關(guān)，兩者研究結(jié)果一致。（3）煙支重量：《煙草科技》文章指出，對于任何卷煙來說，單支克重加大，那么它的吸阻也將會(huì)增大。程思軍也研究發(fā)現(xiàn)在其他影響因素基本不變的情況下，重量與吸阻呈正相關(guān)，并且在進(jìn)行微調(diào)時(shí)相關(guān)程度較強(qiáng)。倪克平也發(fā)現(xiàn)了一致的研究結(jié)果：隨著卷煙單支重量的增加，其吸阻也增加。卷煙單支重和吸阻之間在一定范圍內(nèi)呈線性正相關(guān)。（4）煙支硬度：趙日利[18]研究認(rèn)為隨著煙支硬度增大，其吸阻也隨之變大，但并不能簡單認(rèn)為硬度指標(biāo)的變大就是吸阻增大的直接原因。卷煙的硬度高低主要受煙支單支重和煙絲填充值兩種因素影響。如果想要提高卷煙煙支的硬度，需采取兩種方式：一是提高卷煙煙絲的填充能力，二是卷煙煙絲的用量適當(dāng)增加。這就再次印證了煙絲填充值和卷煙重量與卷煙吸阻之間的正相關(guān)關(guān)系。（5）總之，在卷煙配方相對固定和卷煙規(guī)格一定的條件下，卷煙吸阻與煙支重量和硬度之間有較強(qiáng)的線性正相關(guān)關(guān)系，與其他物理指標(biāo)之間的相關(guān)程度較弱。但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，由于受到原料質(zhì)量的正常波動(dòng)、生產(chǎn)機(jī)型不同和人為操作習(xí)慣等因素的影響，圓周、重量等指標(biāo)偶爾會(huì)偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，從而使吸阻、硬度等指標(biāo)產(chǎn)生波動(dòng)，因此也應(yīng)該對上述因素進(jìn)行研究并加以控制，才能保證卷煙吸阻的相對穩(wěn)定。

1.3 接嘴過程對卷煙吸阻的影響 作為連接光煙和濾嘴的重要卷煙輔料的接裝紙，它的裝潢形態(tài)、物理特性等指標(biāo)對卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生重要的影響。安隨元研究了不同透氣度的接裝紙對卷煙吸阻的影響，結(jié)果表明了隨著接裝紙透氣度的增加，卷煙吸阻有下降的趨勢，下降幅度先大后小，當(dāng)接裝紙透氣度增大到一定值后，卷煙吸阻下降幅度變得較為緩慢。另外，隨著接裝紙透氣度的增加，卷煙總通風(fēng)率的逐漸升高也能很好的證明接裝紙透氣度對卷煙吸阻的影響。

當(dāng)前，低焦油低危害卷煙已成為卷煙行業(yè)的發(fā)展趨勢。其中接裝紙打孔通風(fēng)技術(shù)作為一項(xiàng)重要的物理降焦方式，已廣泛應(yīng)用于卷煙的實(shí)際生產(chǎn)中，即在接裝紙表面打孔增加空氣吸入量，達(dá)到稀釋煙氣，降低其濃度的效果。劉志華[19]等研究發(fā)現(xiàn)接裝紙打孔位置對卷煙吸阻有較大影響，隨著打孔位置距離濾嘴端越遠(yuǎn)，卷煙吸阻隨之增大。陳慧斌[20]等人經(jīng)過試驗(yàn)表明：當(dāng)接裝紙透氣度相同時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，隨著打孔位置向?yàn)V嘴端靠近，煙支的通風(fēng)度變大，煙氣指標(biāo)有明顯降低的趨勢，另外隨著接裝紙打孔排數(shù)的增加，卷煙焦油、煙堿和CO量也有明顯的降低。

2 包裝過程對卷煙吸阻的影響

眾所周知，卷煙國標(biāo)里規(guī)定的煙支吸阻是包裝后的成品煙的吸阻。煙支在從卷煙機(jī)卷出來再到包裝機(jī)包裝成盒成條的過程中，不停地經(jīng)受著各種撞擊，煙支中的煙絲在這些過程中變得也越來越緊密。研究已經(jīng)表明，煙支內(nèi)的煙絲越緊密，煙支的吸阻就越大，這樣剛卷制出來的煙支和包裝后的煙支的吸阻之間就存在一個(gè)差值，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，我們通常把它認(rèn)為是一個(gè)固定常數(shù)。因此，一般情況下，經(jīng)過包裝之后的煙支吸阻會(huì)比剛卷制后的煙支吸阻大。

3 展望

綜上所述，影響卷煙吸阻的因素是多方面的，但是主要的因素有：濾棒吸阻的穩(wěn)定性，煙支中的煙絲重量，煙絲結(jié)構(gòu)和填充值，接裝紙的透氣度和打孔技術(shù)。在上述的幾個(gè)因素中接裝紙的透氣度、濾嘴材料是由供應(yīng)商控制的，而煙絲結(jié)構(gòu)和填充值主要是由制絲環(huán)節(jié)決定的，而對過程控制而言，煙支中的煙絲重量可以通過卷煙機(jī)的重量控制系統(tǒng)來設(shè)定和調(diào)節(jié)，因此調(diào)整煙支的重量是現(xiàn)場控制吸阻穩(wěn)定性的最有效的方法。因此，卷煙吸阻在實(shí)際控制環(huán)節(jié)中首先應(yīng)該加強(qiáng)對原、輔材料質(zhì)量穩(wěn)定性的控制，一方面在制絲環(huán)節(jié)加強(qiáng)對烘絲前、后水分、熱風(fēng)溫度、爐壁溫度等重要工藝指標(biāo)的精準(zhǔn)控制，對煙絲的填充能力的穩(wěn)定起到保障作用；另一方面，可以根據(jù)預(yù)先測量好的來料煙絲的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，通過改變煙支目標(biāo)重量的設(shè)定實(shí)現(xiàn)對卷煙煙支的重量控制，從而來改變煙支吸阻，同時(shí)目標(biāo)重量設(shè)定以后，我們還可以通過進(jìn)一步調(diào)整卷煙機(jī)上的各種參數(shù)組合來保證煙支重量的穩(wěn)定性，從而達(dá)到控制煙支吸阻穩(wěn)定性的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]倪建彬.卷煙吸阻穩(wěn)定性的研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008.

[2]朱青林.使用QTM綜合測試臺(tái)檢測卷煙吸阻分布的方法研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，13（1）：56.

[3]高銘，馮銀龍，張永江.濾棒壓降與煙支吸阻關(guān)系的模型建立[J].河南科技：工業(yè)工程與技術(shù)，2013，1：26-27.

[4]安隨元.卷煙材料對卷煙品質(zhì)影響因子的研究[D].湖南：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[5]朱令宇，李永杰.濾棒重量、壓降穩(wěn)定性對卷煙重量、吸阻穩(wěn)定性的影響[J].福建分析測試，2009，18（2）：83-85.

[6]胡群，顧波，馬靜，等.卷煙紙自然透氣度對卷煙物理性能及煙氣量的影響[J].煙草科技：煙草工藝，2002，8：7-10.

[7]黃嘉礽.卷煙工藝[M].2版.北京：北京出版社，2000.

[8]Hook R G.Review of factors affecting tobacco rod physical properties[R].BAT Report No.RD.2214，1992.

[9]R J R Tobacco Company.Status report of particle size optimization team[R].R J R Report，1995.

[10]孫東亮，米強(qiáng)，胡建軍.卷煙卷制質(zhì)量的穩(wěn)定性研究[C]//2006年中國煙草學(xué)會(huì)專業(yè)委員會(huì)煙草工藝學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2006：40-43.

[11]堵勁松，申曉鋒，李躍鋒，等.煙絲結(jié)構(gòu)對卷煙物理指標(biāo)的影響[J].煙草科技：煙草工藝，2008，8：8-13.

[12]劉德強(qiáng)，賈洋，王樂軍，等.煙絲結(jié)構(gòu)對煙支卷制質(zhì)量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（32）：18589-18590.

[13]石國強(qiáng)，王少峰，王玉建，等.梗絲結(jié)構(gòu)與卷煙吸阻的相關(guān)性探討[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，21（8）：145-146.

[14]倪克平，范鐵楨，王濤，等.卷煙硬度、吸阻與單支重相關(guān)性分析[J].煙草科技：煙草工藝，2002，3：9-13.

[15]范鐵楨，倪克平，王濤，等.煙支內(nèi)氣流流量、吸阻與煙支長度的關(guān)系[J].煙草科技：煙草工藝，2002，6：8-10.

[16]孫東亮，王坤明，魏鳳美，等.卷煙物理指標(biāo)與吸阻統(tǒng)計(jì)關(guān)系研究[J].中國煙草科學(xué)，2008，29（4）：42-45.

[17]程思軍，田興友，侯毓.煙支重量圓周與煙支吸阻之間的相關(guān)性分析[C]//中國煙草學(xué)會(huì)工業(yè)專業(yè)委員會(huì)工藝學(xué)組2008年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2008：134-139.

[18]趙曰利.卷煙煙支重量與其它重要物理化學(xué)指標(biāo)的關(guān)系[J].輕工科技：檢測與分析，2014，4：108-109.

[19]劉志華，李中昌，肖燕，等.接裝紙打孔位置對卷煙物理性質(zhì)和煙氣遞送量影響[C]//云南省煙草學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2005：174-178.

[20]陳惠斌，胡素霞，葉明樵，等.接裝紙打孔對卷煙質(zhì)量的影響研究[C]//中國煙草學(xué)會(huì)工業(yè)專業(yè)委員會(huì)2010年煙草工藝學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.2010：227-233.

（責(zé)編：徐煥斗）