不同規(guī)格平準(zhǔn)器對(duì)卷煙質(zhì)量的影響

高瑞江,嚴(yán)志景,邵名偉,瞿先中,許欣,汪冰云

(1. 安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心,安徽合肥,230088;2. 安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司蕪湖煙草公司,安徽蕪湖,241002)

平準(zhǔn)器是卷煙機(jī)組的關(guān)鍵部件之一,主要工作部件是兩把圓形劈刀和一個(gè)刷絲輪,其位于吸絲腔前、后劈刀導(dǎo)軌位置,在煙支卷接過程中,卷煙機(jī)平準(zhǔn)器用兩只旋轉(zhuǎn)方向相反的劈刀從吸絲帶上削去過多的煙絲,實(shí)現(xiàn)煙支重量控制[1],由于劈刀盤上有凹槽,所以經(jīng)過削去的煙絲條上有凸起部分,正是這些凸起部分在煙支兩端形成了緊口,使煙支煙絲均勻度和煙支重量均勻度得到明顯提高[2],保證了煙支端部飽滿不空松,以及接嘴質(zhì)量穩(wěn)定[3],因此帶凹槽的劈刀盤被煙草行業(yè)廣泛應(yīng)用。目前,平準(zhǔn)器的槽數(shù)、槽深等對(duì)過程消耗和卷制質(zhì)量的影響方面已有不少文獻(xiàn)報(bào)道[4–9],但是對(duì)于卷煙的卷制質(zhì)量、煙氣指標(biāo)和感官質(zhì)量綜合影響鮮有報(bào)道,而卷煙物理指標(biāo)之間又是相互關(guān)聯(lián)的,瞿先中[10]進(jìn)行了細(xì)支卷煙煙支物理指標(biāo)相關(guān)性分析,任發(fā)軍[11]評(píng)價(jià)了不同規(guī)格卷煙物質(zhì)指標(biāo)影響因素。為此,本研究以常規(guī)和細(xì)支卷煙為研究對(duì)象,分析不同規(guī)格平準(zhǔn)器對(duì)不同規(guī)格卷煙質(zhì)量的綜合影響，為不同規(guī)格卷煙平準(zhǔn)器選型提供了技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司“黃山(紅方印細(xì)支)”和“黃山(大紅方印)”卷煙成品配方煙絲; 卷煙濾嘴、卷煙紙、接裝紙等均采用該牌號(hào)卷煙正常使用的卷煙材料;ZJ17 型號(hào)卷接機(jī)組;QUANTUM 煙支質(zhì)量綜合測試臺(tái);YDZ–Ⅱ型卷煙端部落絲測試儀;MW4420 煙支密度測定儀;RM200A 轉(zhuǎn)盤式吸煙機(jī)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

中細(xì)支試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1,常規(guī)卷煙試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。每種劈刀安裝調(diào)試校準(zhǔn)后,按黃山(紅方印細(xì)支)卷制工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。待卷煙機(jī)達(dá)到設(shè)定機(jī)速且穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí),每種劈刀連續(xù)運(yùn)行30 min,現(xiàn)場記錄卷煙機(jī)剔除率。同時(shí)當(dāng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后,在卷煙機(jī)煙支輸送過道進(jìn)行取樣,用于樣品的物理指標(biāo)、煙氣指標(biāo)的檢測和感官評(píng)價(jià)。

表1 中細(xì)支試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

表2 常規(guī)卷煙試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

固定同一臺(tái)套卷接包機(jī)組,試驗(yàn)前對(duì)擬驗(yàn)證的劈刀盤及刷絲輪進(jìn)行安裝、校對(duì)與調(diào)試,確保試驗(yàn)過程中卷煙機(jī)正常穩(wěn)定工作。依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場卷煙外觀質(zhì)量以及生產(chǎn)組織安排等因素,確定每種規(guī)格劈刀盤的試驗(yàn)時(shí)間,并現(xiàn)場記錄卷煙機(jī)剔除率。同時(shí)當(dāng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后,在卷煙機(jī)煙支輸送過道進(jìn)行取樣,用于樣品的物理指標(biāo)、煙氣指標(biāo)的檢測和感官評(píng)價(jià)。

1.3 檢測指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法

(1)常規(guī)物理指標(biāo)和煙氣指標(biāo)按照國標(biāo)方法進(jìn)行檢測;(2)煙支密度按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙支煙絲密度測定微波法》進(jìn)行檢測評(píng)價(jià);(3)卷煙機(jī)空頭剔除率由試驗(yàn)人員現(xiàn)場統(tǒng)計(jì);(4)端部落絲量采用振動(dòng)法進(jìn)行檢測;(5)為減少過程波動(dòng)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響,感官評(píng)價(jià)和抽吸信號(hào)強(qiáng)度檢測的樣品需要進(jìn)行分選,分選要求如下: 重量按照設(shè)計(jì)值±10 mg、吸阻按照設(shè)計(jì)值±100 Pa、通風(fēng)率按照設(shè)計(jì)值±3%。卷煙感官評(píng)價(jià)由技術(shù)中心組織專家評(píng)吸,在常用評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,增加重點(diǎn)關(guān)注的輕松感指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 中細(xì)支

2.1.1 常規(guī)物理指標(biāo)

表3 為物理指標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)測均值統(tǒng)計(jì)表,表4 為物理指標(biāo)合格率。由表3 和表4 可知:

表3 物理指標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)測均值統(tǒng)計(jì)表

表4 物理指標(biāo)合格率

(1)對(duì)3 種樣品的5 項(xiàng)物理指標(biāo)(重量、圓周、總通風(fēng)率、吸阻、硬度)進(jìn)行了檢測,實(shí)測均值與設(shè)計(jì)值差異均非常小,各項(xiàng)物理指標(biāo)的合格率都在93%以上,樣品物理指標(biāo)符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

(2)不同劈刀盤試驗(yàn)樣品間煙支總通風(fēng)率存在一定差異,正常樣0#＞1#樣＞2#樣;3 個(gè)樣品的濾嘴通風(fēng)率均在17.4%–17.8%左右,差異很小; 正常樣0#、1#樣、2#樣煙絲端通風(fēng)率分別為23.6%、22.0%、20.3%,隨著劈刀槽深變淺弧長縮短,煙絲端通風(fēng)率呈遞減趨勢。依據(jù)通風(fēng)率檢測原理,抽吸端出氣量固定,通風(fēng)率下降反映出通過煙絲燃燒端進(jìn)氣量增加,側(cè)面反映出在燃燒時(shí)抽吸輕松感增強(qiáng)。

2.1.2 密度分布、端部落絲及卷煙機(jī)空頭剔除

表5 為密度分布、端部落絲和空頭剔除率統(tǒng)計(jì)表,圖1 為細(xì)支煙密度分布圖。由表5 和圖1可知:(1)正常樣0#的緊頭密度(290.99 mg/cm3)明顯高于1# 樣(281.50 mg/cm3)和2# 樣(273.32 mg/cm3),由于煙支重量設(shè)計(jì)相同,正常段密度差異剛好相反,導(dǎo)致2#樣、1#樣較正常樣0#緊頭密度比下降顯著,分別為49%、30%;2#樣密度均勻性優(yōu)于1#樣,并明顯優(yōu)于正常樣0#。隨著劈刀盤槽深的降低和弧長的縮短,緊頭密度逐漸降低、正常段密度逐漸增大、緊頭密度比逐漸縮小、密度均勻性逐漸變好。(2)1#樣端部落絲量(0.70 mg/支)是正常樣0#的1.21 倍,2#樣(1.35 mg/支)是正常樣0#的2.33 倍,隨著劈刀盤槽深的降低和弧長的縮短,端部落絲量增加,但3 種樣品的端部落絲量都滿足國標(biāo)(小于8 mg/支)和《YQ/T54—2015 細(xì)支卷煙》(小于4 mg/支)的要求。(3)正常樣0#空頭剔除率為0.59%,1#樣空頭率剔除率升高到0.98%,2#樣空頭剔除率為1.37%,是正常樣0#的2.32 倍。隨著劈刀盤槽深的降低和弧長的縮短,空頭剔除率呈上升趨勢。

圖1 細(xì)支煙密度分布圖

表5 密度分布、端部落絲和空頭剔除率統(tǒng)計(jì)表

2.1.3 煙氣指標(biāo)

表6 為每支煙中煙氣指標(biāo)檢測匯總表。由表6 可知:(1)3 種劈刀盤試驗(yàn)樣品焦油極差0.1 mg、煙堿極差0.0 mg、CO 極差為0.4 mg,煙氣指標(biāo)差異較小; 在試驗(yàn)范圍,劈刀盤不同參數(shù)對(duì)煙氣指標(biāo)影響程度很小。(2)黃山(紅方印細(xì)支)焦油、煙堿、CO 按照國標(biāo)要求允差需控制在±2.0、±0.2、±2.0 mg 范圍內(nèi),技術(shù)中心檢測數(shù)據(jù)顯示,焦油最大差異0.5 mg、煙氣煙堿最大差異0.1 mg、CO 最大差異為1.1 mg,都符合國標(biāo)對(duì)煙氣指標(biāo)規(guī)定允差范圍內(nèi)。但3 個(gè)樣品CO 實(shí)測值均低于盒標(biāo)值約1 mg/支,差值偏大。

表6 每支煙中煙氣指標(biāo)檢測匯總表

2.1.4 感官質(zhì)量

(1)專家評(píng)吸

表7 為感官評(píng)價(jià)匯總表。由表7 可知,2 種試驗(yàn)樣與正常產(chǎn)品總體感官質(zhì)量差異不明顯,基本在同一水平線上,但2#和1#樣的輕松感好于正常樣0#。再對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行成對(duì)T 檢驗(yàn),以確定差異程度是否達(dá)到顯著性水平(顯著性水平統(tǒng)一設(shè)定為0.05)。

表7 感官評(píng)價(jià)匯總表

表8 為感官成對(duì)T 檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表。由表8 可知:(1)在0.05 顯著性水平下,1#樣與正常樣0#所有指標(biāo)都沒有顯著差異。(2)在0.05 顯著性水平下,2#樣與正常樣0#在濃度和輕松感指標(biāo)上存在顯著差異,2#樣濃度略高,輕松感較好。(3)在0.05 顯著性水平下,2#樣與1#樣在輕松感指標(biāo)上存在顯著差異,2#樣較1#樣抽吸輕松感增強(qiáng)。

表8 感官成對(duì)T 檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

(2)輕松感抽吸信號(hào)強(qiáng)度檢測

按照卷煙輕松感儀器檢測方法對(duì)樣品的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行檢測,結(jié)果見表9。由表9 可知,抽吸輕松感從高到低排序依次為:2#樣、1#樣、正常樣0#,與專家評(píng)吸結(jié)論一致。2 種評(píng)價(jià)方法都驗(yàn)證了試驗(yàn)樣品在輕松感指標(biāo)上都好于正常樣0#,且2#樣輕松感最好。

表9 卷煙輕松感檢測統(tǒng)計(jì)表

2.2 常規(guī)卷煙

2.2.1 常規(guī)物理指標(biāo)

表10 為物理指標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)測值均值統(tǒng)計(jì)表,表11 為物理指標(biāo)單支合格率統(tǒng)計(jì)表。對(duì)表10 和表11 中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知:

表10 物理指標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)測值均值統(tǒng)計(jì)表

表11 物理指標(biāo)單支合格率統(tǒng)計(jì)表

(1)上述5 項(xiàng)物理指標(biāo)不同劈刀盤試驗(yàn)品的檢測值規(guī)律不明顯,其中重量、圓周、總通風(fēng)率、吸阻、硬度的極差分別為0.023 g、0.1 mm、1.1%、44 Pa、3.1%。檢測數(shù)據(jù)表明不同劈刀盤對(duì)物理指標(biāo)影響程度有限。

(2)5 項(xiàng)物理指標(biāo)的單支合格率都在93%以上,樣品物理指標(biāo)符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。但是5 個(gè)試驗(yàn)樣品通風(fēng)率的絕對(duì)偏差均值為1.7%,略顯偏高。此外從施膠效果實(shí)物圖看,無膠區(qū)存在相對(duì)較小程度的左右跑偏現(xiàn)象,導(dǎo)致整體通風(fēng)率略低于設(shè)計(jì)值。

2.2.2 密度分布、端部落絲及卷煙機(jī)空頭剔除

表12 為密度分布、端部落絲和空頭剔除率統(tǒng)計(jì)表,圖2 為常規(guī)卷煙密度分布圖。對(duì)表12 和圖2中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知:

圖2 常規(guī)卷煙密度分布圖

表12 密度分布、端部落絲和空頭剔除率統(tǒng)計(jì)表

(1)經(jīng)過分選后,所有試驗(yàn)品的平均密度為230.50 mg/cm3,其中1#樣品(正常樣)的緊頭密度為240.80 mg/cm3,略高于其他試驗(yàn)樣品的緊頭密度。其余4 個(gè)樣品的緊頭密度依次為239.06、238.12、236.71、235.98 mg/cm3。由于煙支重量設(shè)計(jì)相同,正常段密度差異剛好相反,導(dǎo)致正常段密度逐漸上升。因此,緊頭密度比逐漸下降,密度均勻性也逐漸變好。隨著劈刀盤槽深的降低和弧長的縮短,緊頭密度逐漸降低、正常段密度逐漸增大、緊頭密度比逐漸縮小、密度均勻性逐漸變好。

(2)1#至5#試驗(yàn)樣品的端部落絲依次為7.05、7.45、7.71、8.04、8.08 mg/支。從變化趨勢上看,隨著劈刀盤槽深的降低和弧長的縮短,端部落絲量增加。從變換程度上看,槽深下降0.5 mm 端部落絲量平均增加約0.5 mg/支; 弧長縮短4 mm,端部落絲量平均增加0.15 mg/支。此外5 種樣品端部落絲量都接近,甚至4#和5#樣品已經(jīng)超出國標(biāo)(小于8 mg/支)要求的臨界值。

(3)1#樣品(正常樣)空頭剔除率為0.17%,其他4 個(gè)試驗(yàn)樣品的空頭剔除率依次為0.13%、0.11%、0.15%、0.14%。從本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)看,隨劈刀盤規(guī)格變更,空頭剔除率變化趨勢不明顯。另外再調(diào)取了試驗(yàn)前后幾天該機(jī)臺(tái)空頭剔除率數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)平均值為0.16%,與本次試驗(yàn)1#樣品(正常樣)空頭剔除率(0.17%)基本一致。

2.2.3 煙氣指標(biāo)

表13 為每支煙中煙氣指標(biāo)設(shè)計(jì)值及實(shí)際檢測值匯總表。由表13 可知:5 種劈刀盤試驗(yàn)樣品煙氣煙堿極差為0.0 mg、焦油極差0.5 mg、CO 極差為0.4 mg;5 種劈刀盤樣品的煙氣指標(biāo)差異較小; 在試驗(yàn)范圍,劈刀盤不同參數(shù)對(duì)煙氣指標(biāo)影響程度有限。

表13 每支煙中煙氣指標(biāo)設(shè)計(jì)值及實(shí)際檢測值匯總表

2.2.4 感官質(zhì)量

(1)專家評(píng)吸所有樣品經(jīng)過分析后再進(jìn)行感官評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)分2 輪進(jìn)行,每輪評(píng)價(jià)3 個(gè)樣品,其中輕松感按照10 分制進(jìn)行打分,并以2#樣品作為對(duì)照樣,經(jīng)評(píng)委統(tǒng)一口徑后設(shè)定基準(zhǔn)分為7 分。輕松感指標(biāo)評(píng)價(jià)完之后,再對(duì)該輪次3 個(gè)樣品的綜合質(zhì)量進(jìn)行排序。表14 為感官評(píng)價(jià)匯總表。由表14 可知,5 個(gè)樣品的輕松感從高到低依次為5#、4#、2#、3#、1#。產(chǎn)品感官綜合質(zhì)量方面2#樣品最優(yōu)。

表14 感官評(píng)價(jià)匯總

(2)輕松感抽吸信號(hào)強(qiáng)度檢測

按照卷煙輕松感儀器檢測方法對(duì)樣品的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行檢測,結(jié)果見表15。由表15 可知,抽吸輕松感從高到低排序依次為:5#、4#、3#、2#、1#,與專家評(píng)吸結(jié)論總體一致。2 種評(píng)價(jià)方法都驗(yàn)證了通過縮短槽深和降低劈刀盤的弧長,有助于改善產(chǎn)品的抽吸輕松感。

表15 卷煙輕松感檢測統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

(1)細(xì)支和常規(guī)卷煙不同劈刀盤試驗(yàn)樣品的物理指標(biāo)、煙氣指標(biāo)符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

(2)隨著劈刀盤槽深的降低和弧長的縮短,煙支總通風(fēng)率(主要是煙絲段通風(fēng)率)略有降低、緊頭密度比明顯縮小、密度均勻性逐漸變好,但端部落絲量增多、卷煙空頭剔除率增大。

(3)不同劈刀盤樣品間總體感官質(zhì)量差異不明顯。

(4)隨著劈刀盤槽深的降低和弧長的縮短,抽吸輕松感變好。