2種葉片成絲方式對(duì)細(xì)支卷煙質(zhì)量的影響

王夏婷 潘文 鄒泉

摘要 [目的]研究葉片成絲方式對(duì)細(xì)支卷煙質(zhì)量的影響。[方法]以細(xì)支卷煙煙支重量、吸阻、密度、硬度等物理指標(biāo)及主流煙氣、煙支空頭剔除率的變化作為效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，開(kāi)展了平刀與矩形刀2種葉片成絲方式對(duì)細(xì)支卷煙質(zhì)量影響的對(duì)比評(píng)價(jià)。[結(jié)果] 2種葉片成絲方式下的煙絲結(jié)構(gòu)差異明顯，平刀切絲方式以長(zhǎng)絲（>3.35 mm）占比為主；矩形刀切絲方式以中短絲（1.00 ～3.35 mm）占比為主；矩形刀切絲方式的煙支吸阻、硬度及重量的標(biāo)準(zhǔn)偏差均顯著低于平刀切絲細(xì)支卷煙；矩形刀切絲方式所得的細(xì)支卷煙總粒相物、焦油、煙堿及一氧化碳釋放量水平顯著低于平刀切絲樣品；采用矩形刀切絲方式的細(xì)支卷煙煙支空頭剔除率降低0.03～0.20百分點(diǎn)。[結(jié)論]相較于傳統(tǒng)平刀切絲方式，采用矩形刀切絲方式有利于提升細(xì)支卷煙卷制質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 細(xì)支卷煙；葉片成絲方式；平刀切絲；矩形刀切絲；煙支物理特性；煙絲結(jié)構(gòu)；主流煙氣；煙支空頭剔除率

中圖分類(lèi)號(hào) TS452.+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）23-0177-04

Abstract [Objective]In order to research the influences of cutting means of lamina on cigarette manufacturing quality of superslim cigarette.[Method]Using the physical indexes such as cigarette weight， draw resistance， density，hardness and Mainstream smoke and the change of short rejection rates as the effect evaluating indicator， the contrast evaluation of cigarette manufacturing quality of superslim cigarette was carried out by different cutting means which used traditional knife and fixedlength knife. [Result]The results showed that： comparing with the traditional cutting， at the aspect of construction of cut tobacco， the difference between the two is obvious. In the traditionallength cutting mode， the proportion of long strands（>3.35 mm ） is high. In the fixedlength cutting mode， the proportion of long strands（>3.35 mm ） is low and the proportion of cut tobacco （3.35-1.00 mm） is high. At the aspect of physical characteristics indexes of superslim cigarette such as weight， draw resistance， hardness， the mean value and quality consistency were significantly improved；At the aspect of mainstream smoke of Superslim Cigarette，the fixedlength cutting mode has outstanding performance on the respects of total particulate matter， tar， nicotine and CO， the mean value was significantly lower than the samples made by fixedlength cutting mode；The rate of Short rejection was reduced 0.03 to 0.20 percentage points with fixedlength cutting mode. [Conclusion]Accordingly， compare with the traditional tobacco cutting mode， the fixed length cutting mode is better to improve the cigarette manufacturing quality of Superslim Cigarette.

Key words Superslim cigarette；Cutting means of lamina；Traditional cutting；Fixedlength cutting；Cigarette physical characteristics；Tobaacco structure；Mainstream smoke；Short rejection rate of cigarette

細(xì)支卷煙通常是指圓周為（17±0.1）mm的卷煙樣品，具有煙支含焦油量低、煙支細(xì)長(zhǎng)美觀等特點(diǎn)[1-4]，并逐漸成為被國(guó)際市場(chǎng)接受并喜愛(ài)的產(chǎn)品。但由于細(xì)支卷煙圓周小，徑向直徑短，煙絲填充重量較少導(dǎo)致其煙支卷制質(zhì)量的穩(wěn)定性波動(dòng)較大[5] 。煙支卷制過(guò)程，是將煙絲經(jīng)輸送管道輸送至卷煙機(jī)進(jìn)行卷制的過(guò)程。對(duì)卷煙機(jī)進(jìn)行大量的試驗(yàn)表明，均勻穩(wěn)定的來(lái)料煙絲結(jié)構(gòu)是提高卷制質(zhì)量的關(guān)鍵。片煙成絲后的煙絲結(jié)構(gòu)，即煙絲尺寸分布，對(duì)煙絲卷制過(guò)程有顯著影響，并影響著煙支單支克重、吸阻、密度等煙支物理指標(biāo)的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響煙支感官品質(zhì)[6-10]。目前，卷煙制造廠(chǎng)普遍采用傳統(tǒng)的平刀切絲方式對(duì)葉片進(jìn)行切絲處理，這種方式能夠?qū)熃z寬度進(jìn)行有效控制，但受限于來(lái)料葉片大小不一，傳統(tǒng)平刀切絲方式無(wú)法對(duì)煙絲長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，即煙絲結(jié)構(gòu)分布處于不受控狀態(tài)，導(dǎo)致煙絲結(jié)構(gòu)分布廣泛，不利于煙支卷制[11]。

朱文魁等[12]研究了傳統(tǒng)切絲方式與定長(zhǎng)切絲的方式對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)卷煙產(chǎn)品卷制質(zhì)量和原料消耗的影響。 韓慧杰等[13]進(jìn)一步研究了傳統(tǒng)切絲、30 mm異型切絲及40 mm異型切絲方式對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)及卷煙物理指標(biāo)的影響。但由于細(xì)支卷煙在圓周、長(zhǎng)度等外觀方面有別于傳統(tǒng)卷煙產(chǎn)品，細(xì)支卷煙對(duì)葉絲的要求更加嚴(yán)格，傳統(tǒng)卷制工藝方法不能完全適應(yīng)細(xì)支卷煙的質(zhì)量控制。盡管韋文等[14]對(duì)細(xì)支卷煙制絲工藝參數(shù)做了一系列試驗(yàn)，對(duì)切絲寬度、切絲水分、葉絲干燥等工藝參數(shù)進(jìn)行研究，選出了滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的工藝參數(shù)，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，細(xì)支卷煙卷制質(zhì)量仍存在波動(dòng)，且葉絲寬度的降低易帶來(lái)出絲率降低、單箱耗絲增大等問(wèn)題。

基于此，筆者從葉片成絲方式入手，對(duì)比研究了平刀切絲方式與矩形刀切絲方式對(duì)細(xì)支卷煙卷制質(zhì)量的影響，旨在掌握2種切絲方式對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)分布、煙支物理特性、主流煙氣及煙支空頭剔除率的影響，為行業(yè)提升細(xì)支卷煙產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料。試驗(yàn)原料為某細(xì)支卷煙配方葉組，玉溪卷煙廠(chǎng)提供；濾棒（120 mm/16.9 mm），玉溪卷煙廠(chǎng)；卷煙紙（32 g/m.2×18.5 mm×4 500 m，50 CU），紅塔藍(lán)鷹紙業(yè)有限公司；接裝紙（38.5 g/m.2×70 mm×2 500 m），在線(xiàn)打孔，玉溪水松紙廠(chǎng)。

1.1.2 設(shè)備。SQ311A滾刀式切絲機(jī)，昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司；PROTOS 2C卷煙機(jī)，德國(guó)Hauni公司；AV5170煙支重量分選儀，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所；SODIM 110max600 煙支綜合測(cè)試臺(tái)，法國(guó)Sodim公司；SBL-AV6519煙支水分與密度分布測(cè)量?jī)x，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所；煙支硬度測(cè)量?jī)x、YQ-2煙絲振動(dòng)分選篩，鄭州煙草研究院；Haver ZD-T25煙絲震動(dòng)分選篩；XP404S電子分析天平（感量0.000 1 g），瑞士Mettler Toledo公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備。將細(xì)支卷煙配方葉組按正常生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行葉片處理，得到含水率為18%～19%的葉片。葉片經(jīng)過(guò)貯葉柜貯存后輸出，設(shè)定相同的切絲條件（切絲寬度為0.7 mm），采用平刀與矩形刀的切絲方式對(duì)葉片進(jìn)行切絲處理。平刀為傳統(tǒng)切絲刀片，切絲過(guò)程中僅能控制切絲寬度。矩形刀為錯(cuò)刃式切刀，與平刀長(zhǎng)度相等，刀口為齒形有間距，間距30 mm，切絲過(guò)程中固定切絲寬度的同時(shí)，可通過(guò)調(diào)整刀口間距對(duì)切絲長(zhǎng)度進(jìn)行控制。成絲后的物料，經(jīng)相同的烘絲、摻配、加香工序處理，進(jìn)入貯絲柜貯存，并經(jīng)管道風(fēng)送至PROTOS 2C卷煙機(jī)卷制成長(zhǎng)度規(guī)格為100 mm（30 mm+70 mm），圓周為17.0 mm的細(xì)支卷煙。將部分卷制好的細(xì)支卷煙按重量（560±5）mg/支進(jìn)行重量分選后，置于溫度為22 ℃，相對(duì)濕度60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，備用。

1.2.2 分析方法。

1.2.2.1

煙絲結(jié)構(gòu)。取2種切絲方式的樣品煙絲各2 000 g，按《卷煙工藝規(guī)范》及YC/T 178—2003要求測(cè)定樣品煙絲結(jié)構(gòu)分布，測(cè)量3次，取平均值。

1.2.2.2

煙支密度。取2種切絲方式下的重量分選樣各9組，每組30支，測(cè)定煙支密度分布標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值。具體為從煙支點(diǎn)火端開(kāi)始掃描至濾嘴前端，掃描間距1 mm，根據(jù)不同位置密度值分別得到單支煙的密度標(biāo)準(zhǔn)偏差，再求組內(nèi)密度偏差均值。對(duì)樣品的煙支密度分布標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行方差分析，置信水平區(qū)間為95%。

1.2.2.3

煙支重量、吸阻、硬度。取平衡后的2種切絲方式的細(xì)支卷煙樣品各200支，分9組，每組不少于20支。按GB/T 22838.4—2009、GB/T 22838.5—2009、GB/T 22838.6—2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定煙支重量、吸阻、硬度并計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。對(duì)樣品煙支重量、吸阻、硬度的均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行方差分析，置信水平區(qū)間為95%。

1.2.2.4

煙支端部落絲量及含末率測(cè)定。取平衡后的2種切絲方式的細(xì)支卷煙樣品各500支，均分為9組后，按GB/T 22838.7—2009及GB/T 22838.16—2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定端部落絲量及含末率，對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析，置信水平區(qū)間為95%。

1.2.2.5

煙支主流煙氣測(cè)定。取平衡后的2種切絲方式的細(xì)支卷煙樣品各500支，均分為9組后，按GB/T 19609—2004、GB/T 23356—2009、GB/T 23355—2009、YC/T 157—2001等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行主流煙氣中總粒相物、焦油、一氧化碳、煙堿釋放量的測(cè)定，對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析，置信水平區(qū)間為95%。

1.2.2.6

煙支空頭剔除率。對(duì)樣品煙絲進(jìn)行上機(jī)卷制，卷煙機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行15 min后記錄設(shè)備煙支空頭剔除率，比較2種切絲方式的煙支空頭剔除率差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 細(xì)支卷煙煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)比分析

由于煙絲長(zhǎng)度分布的比例變化與煙支物理指標(biāo)存在一定的關(guān)聯(lián)性[8-13]，因此對(duì)2種切絲方式下的煙絲結(jié)構(gòu)分布進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)圖1。由圖1可直觀看出，2種切絲方式的煙絲結(jié)構(gòu)差異明顯。平刀切絲方式的樣品，以長(zhǎng)絲（>3.35 mm）占比為主，為49.51%，中短絲（1.00～3.35 mm）次之，為46.84%；而矩形刀切絲方式的樣品，以中短絲占比為主，為59.29%，長(zhǎng)絲次之，為37.20%。

2.2 細(xì)支卷煙物理特性對(duì)比分析

2.2.1 細(xì)支卷煙物理特性對(duì)比分析。

煙支密度分布是煙支內(nèi)煙絲分布均勻性的表征指標(biāo)，煙支密度的大小對(duì)煙支重量及吸阻的穩(wěn)定性有較大的影響[15-16]，同時(shí)，煙支重量與吸阻呈線(xiàn)性關(guān)系變化，一般說(shuō)來(lái)，煙支重量越大，吸阻越大，重量穩(wěn)定性越好，吸阻穩(wěn)定性亦越好。對(duì)經(jīng)過(guò)重量分選的樣品分別進(jìn)行煙支密度及吸阻、硬度檢測(cè)。表1為重量分選后2種切絲方式的煙支密度、吸阻及硬度測(cè)試及分析結(jié)果。由表1可知，其煙支吸阻、硬度的均值P值分別為0.005、0.009；標(biāo)準(zhǔn)偏差P值分別為0.038、0.018，均小于0.05。說(shuō)明在95%的置信水平下，在煙支單支重量相等的條件下，矩形刀切絲方式的樣品其煙支吸阻、硬度的標(biāo)準(zhǔn)偏差均顯著低于平刀切絲樣品。表2為非重量分選的樣品煙支重量、吸阻標(biāo)準(zhǔn)偏差及分析結(jié)果。由表2可知，2種方式的煙支重量、吸阻的標(biāo)準(zhǔn)偏差P值分別為0.032、0.010，均小于0.05，說(shuō)明在95%的置信水平下，2種方式的煙支重量、吸阻的穩(wěn)定性存在顯著差異，矩形刀切絲方式的樣品在煙支重量、吸阻指標(biāo)上的穩(wěn)定性?xún)?yōu)于平刀切絲樣品。這可能是由于2種切絲方式下煙絲結(jié)構(gòu)的差異造成的，矩形刀切絲方式以中短絲占比為主的特點(diǎn)可能是提高細(xì)支卷煙物理指標(biāo)穩(wěn)定性的主要原因。

2.2.2 細(xì)支卷煙煙支端部落絲量及含末率對(duì)比分析。

比較2種切絲方式下煙支端部落絲量及含末率的差異性，對(duì)2組切絲方式的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，2種方式下的細(xì)支卷煙煙支端部落絲量及含末率P值分別為0.389、0.650，均大于0.05，即在95%的置信水平下，2種方式下的細(xì)支卷煙煙支端部落絲量及含末率不存在顯著性差異。

2.3 細(xì)支卷煙主流煙氣對(duì)比分析

為研究2種切絲方式下的細(xì)支卷煙在抽吸口數(shù)、總粒相物、焦油、煙堿、一氧化碳指標(biāo)上的差異，對(duì)2組檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了方差分析，檢測(cè)及分析結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，抽吸口數(shù)、總粒相物、焦油量、煙堿、一氧化碳的P值分別為0.833、0.000、0.000、0.000、0.002，除抽吸口數(shù)外，其余指標(biāo)的P值均<0.05，說(shuō)明除抽吸口數(shù)外，2種切絲方式下細(xì)支卷煙的總粒相物、焦油量、煙堿、一氧化碳在95%的置信水平下，均存在顯著性差異。此外，矩形刀切絲方式下的細(xì)支卷煙其總粒相物、焦油量、煙堿量及一氧化碳量減少，可能是由于2種切絲方式下煙絲結(jié)構(gòu)的差異影響了煙支內(nèi)煙絲的密度分布，改變煙支內(nèi)的煙絲燃燒狀態(tài)，從而降低主流煙氣中總粒相物、焦油、煙堿及一氧化碳量。

2.4 細(xì)支卷煙煙支空頭剔除率對(duì)比分析

對(duì)2種切絲方式下的樣品進(jìn)行上機(jī)卷制，保證卷煙機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行15 min后記錄其煙支空頭剔除率。圖2為2種切絲方式下的樣品在卷煙機(jī)上生產(chǎn)的空頭煙支剔除率?？梢钥闯觯降肚薪z方式下的樣品，煙支空頭剔除率在1.96%～2.05%范圍內(nèi)波動(dòng)；矩形刀切絲方式的樣品，煙支空頭剔除率在1.85%～1.93%范圍波動(dòng)。兩者相比，矩形刀切絲方式的樣品其煙支空頭剔除率較平刀方式下降了0.03～0.20百分點(diǎn)。說(shuō)明在保證卷煙設(shè)備參數(shù)、煙用輔料、煙支重量等條件不變的情況下，中短絲率占比較高的樣品更有利于減少煙支空頭的產(chǎn)生。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)2種切絲方式（平刀、矩形刀）的細(xì)支卷煙煙絲結(jié)構(gòu)、煙支物理特性、主流煙氣、煙支空頭剔除率等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比研究，得到了相關(guān)的研究結(jié)果。研究表明：2種切絲方式的煙絲結(jié)構(gòu)分布差異明顯，平刀切絲方式樣品以長(zhǎng)絲占比為主；矩形刀切絲方式樣品以中短絲占比為主。采用矩形刀切絲方式能夠顯著提高煙支重量、吸阻、硬度指標(biāo)的穩(wěn)定性，同時(shí)不影響煙支端部落絲量及含末率。采用矩形刀切絲方式的樣品其煙支總粒相物、焦油、煙堿及一氧化碳含量均顯著低于平刀切絲樣品。矩形刀方式下的樣品其煙支空頭剔除率較平刀方式降低了0.03～0.20百分點(diǎn)。綜上所述，矩形刀切絲方式較平刀切絲方式而言，改變了煙絲結(jié)構(gòu)分布，提高了細(xì)支卷煙煙支物理特性的穩(wěn)定性，降低了煙支主流煙氣內(nèi)的焦油量、煙氣煙堿量、一氧化碳量，同時(shí)能有效降低煙支空頭剔除率。因此，采用矩形刀切絲方式對(duì)于細(xì)支卷煙卷制質(zhì)量有一定的提升效果，在細(xì)支卷煙生產(chǎn)制造過(guò)程中，可考慮選擇采用矩形刀切絲方式來(lái)改進(jìn)細(xì)支卷煙質(zhì)量。

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