烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析

赵秋蓉，吴 迪，李力群，王 欣，纪旭东，乔月梅，叶亚军，郭春生

（内蒙古昆明卷烟有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010020）

烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析

赵秋蓉，吴 迪，李力群，王 欣，纪旭东，乔月梅，叶亚军，*郭春生

（内蒙古昆明卷烟有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010020）

通过不同孔径筛网（YQ.2型烟丝结构震动分选仪）筛出不同长度烟丝，设计单因素试验和正交试验，然后按试验水平进行卷烟机样品制备，测定卷烟燃烧锥掉落情况。分析结果表明，烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率的影响因素大小顺序为薄片丝比例＞长丝比例＞中丝比例＞梗丝比例。方差分析表明，p值小于0.01，薄片丝比例、长丝比例、中丝比例、梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率均有显著的影响。综合单因素试验和正交试验结果分析，卷烟燃烧锥掉落率最佳烟丝结构比例为长丝比例45%，中丝比例25%，短丝比例15%，梗丝比例10%，薄片丝比例5%。按照烟丝结构配比卷制卷烟，结果显示烟丝结构调整后，卷烟燃烧锥掉落率为2.23%，优化后的卷烟燃烧锥掉落率低于试验的测试结果；与未优化前的卷烟燃烧锥掉落率12.7%相比，调整烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率有积极的影响。

烟丝结构；燃烧锥掉落率；正交试验

烟丝结构是影响卷烟品质的重要因素之一，其测试主要是利用筛分的方法使不同尺寸烟丝分离，结果以各层或某层筛网上的累积质量占总质量的比例来表示。例如，雷诺公司采用长丝率（＞1.68 mm）、中丝率（0.85～1.68 mm）和碎丝率（＜0.85 mm）来表示烟丝结构[1]，国内以整丝率（＞2.50 mm）和碎丝率（＜1.00 mm）来表示[2]。片烟制丝是卷烟生产的重要加工过程，该过程中被加工物料的物理结构由片状转变为丝状形态，使之满足后续制丝加工工序及产品卷制的要求。片烟成丝后的烟丝结构，即烟丝尺寸分布，对烟丝卷制过程有显著影响，并通过影响烟支的单支质量、密度等物理指标的稳定性，对卷烟燃吸品质产生影响。对卷烟机大量烟支物理检验数据分析表明，均匀稳定的烟丝结构是提高卷制质量的关键[3-5]。

烟丝结构与其填充能力密切相关，因而对卷制后卷烟单支质量和烟支密度具有显著的影响。以往的研究结果表明，长度为1.30 mm以上的烟丝可提高填充能力，而1.30 mm以下的烟丝会降低填充能力；在一定的烟丝长度范围内，烟丝填充能力随其长度的增加而提高，但过长的烟丝也会影响烟支的卷制质量。近年来，随着对于制丝工艺的深入研究，烟丝的结构和填充能力得到显著提高，卷烟单支质量和烟支密度明显降低。研究表明，烟支密度对卷烟燃烧锥掉落有直接的影响。因此，试验通过不同孔径筛网（YQ.2型烟丝结构震动分选仪）筛出不同长度烟丝，同时测定填充值和整丝率，设计正交试验，然后按试验水平进行卷烟机样品制备，测定掉头情况。根据正交试验结果得出主要影响掉头的烟丝长度区间，确定最优的烟丝结构比例组合，确定最优的烟丝填充值和整丝率，以减少卷烟燃烧锥掉落率。

1 试剂仪器及方法

1.1 试剂与仪器

原料：公司A品牌卷烟烟丝、梗丝、再造烟丝。

设备：联机卷烟燃烧锥掉落检测仪器，公司研发仪器；RM200A型全自动转盘吸烟机，德国Brogwaldt公司产品；KBF 540型恒温恒湿箱，德国Binder公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 不同烟丝结构筛选方法[6-7]

通过不同孔径筛网（YQ.2型烟丝结构震动分选仪）筛出试制A品牌卷烟不同结构烟丝，分别为长丝（≥3.35 mm）、中丝（2.50～3.35 mm）、短丝（1.00～2.50 mm）。

1.2.2 单因素试验

固定长丝5.0 kg，中丝2.5 kg，短丝1.5 kg，梗丝0.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别进行单因素试验测定，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，同过试验设计考察烟丝结构比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。

（1）长丝对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析。固定中丝2.5 kg，短丝1.5 kg，梗丝0.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配4.0，4.5，5.0，5.5，6.0 kg的长丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查长丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。平行3次测定，取平均值。

（2）中丝对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析。固定长丝5.0 kg，短丝1.5 kg，梗丝0.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 kg的长丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查中丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。平行3次测定，取平均值。

（3）短丝对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析。固定长丝5.0 kg，中丝2.5 kg，梗丝0.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配0.9，1.2，1.5，1.8，2.1 kg的短丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查短丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。平行3次测定，取平均值。

（4）梗丝对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析。固定长丝5.0 kg，中丝2.5 kg，短丝1.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的梗丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。平行3次测定，取平均值。

（5）薄片丝对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析。固定长丝5.0 kg，中丝2.5 kg，短丝1.5 kg，梗丝0.5 kg，分别参配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的薄片丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查薄片丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。平行3次测定，取平均值。

1.2.3 正交试验设计分析[8-15]

根据单因素试验初步分析结果，选取长丝比例、中丝比例、梗丝比例和薄片丝比例4个因素，以卷烟燃烧锥掉落率为考查指标设计试验。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计/%

1.2.4 检测方法

检测卷烟试验前在温度22±1℃，相对湿度60%±2%条件下平衡48 h，然后经质量（平均质量±0.02 g）及吸阻（平均吸阻±49 Pa）分选，挑出符合的试验卷烟。

取每组20支卷烟样品，共5组，用联机卷烟燃烧锥掉落检测仪器检测燃烧锥掉落率。燃烧锥掉落率检测公式为：燃烧锥掉落率（%）=燃烧锥掉落支数/检验总支数，燃烧锥掉落指烟支燃烧锥倾斜≥45°或燃烧锥完全掉落，总检测支数为100支。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 长丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析

长丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响见图1。

图1 长丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响

固定中丝2.5 kg，短丝1.5 kg，梗丝0.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配4.0，4.5，5.0，5.5，6.0 kg的长丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查长丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。由检测结果可知，长丝比例过高容易造成卷烟燃烧锥掉落。

2.1.2 中丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析

中丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响见图2。

图2 中丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响

固定长丝5.0 kg，短丝1.5 kg，梗丝0.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 kg的中丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查中丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。由检测结果可知，中丝比例在25%～29%时卷烟燃烧锥掉落率较低。

2.1.3 短丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析

短丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响见图3。

图3 短丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响

固定长丝5.0 kg，中丝2.5 kg，梗丝0.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配0.9，1.2，1.5，1.8，2.1 kg的短丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查短丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。由检测结果可知，短丝比例在12%～15%时卷烟燃烧锥掉落率较低。

2.1.4 梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析

梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响见图4。

图4 梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响

固定长丝5.0 kg，中丝2.5 kg，短丝1.5 kg，薄片丝0.5 kg，分别参配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的梗丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。由检测结果可知，添加一定比例的梗丝有助于减少卷烟燃烧锥掉落率。

2.1.5 薄片丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析

薄片丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响见图5。

图5 薄片丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响

固定长丝5.0 kg，中丝2.5 kg，短丝1.5 kg，梗丝0.5 kg，分别参配0，0.25，0.50，0.75，1.00 kg的薄片丝，将混合烟丝混配均匀，上卷烟机分别卷制，测定各烟支燃烧锥掉落率，考查薄片丝比例对卷烟燃烧锥掉落率的影响。由检测结果可知，薄片丝比例过高容易造成卷烟燃烧锥掉落。

2.2 正交试验结果分析

在单因素试验基础上，对长丝比例（A）、中丝比例（B）、梗丝比例（C）和薄片丝比例（D）4个因素进行正交试验设计。

L9（34）正交试验结果见表2，主体间效应的检验见表3。

表2 L9（34）正交试验结果

对正交试验结果进行极差分析，极差R的大小显示影响因素的主次，由R值大小可知，不同烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率的影响程度不同。由表2可知，烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率的影响因素大小顺序为薄片丝比例＞长丝比例＞中丝比例＞梗丝比例。由表3可知，正交试验方差分析有显著性差异，薄片丝比例、长丝比例、中丝比例、梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率均有显著的影响。综合单因素试验和正交试验结果分析，卷烟燃烧锥掉落率最佳烟丝结构比例为长丝比例45%，中丝比例25%，短丝比例15%，梗丝比例10%，薄片丝比例5%。

2.3 验证试验

烟丝结构改善前后烟支燃烧锥掉落率对比见图6。

表3 主体间效应的检验

图6 烟丝结构改善前后烟支燃烧锥掉落率对比

按照长丝比例45%，中丝比例25%，短丝比例15%，梗丝比例10%，薄片丝比例5%的烟丝结构配比卷制卷烟。结果显示，烟丝结构调整后，卷烟燃烧锥掉落率为2.23%，与正交试验各组合结果相比，优化后的卷烟燃烧锥掉落率要低于试验的测试结果，与未优化前的卷烟燃烧锥掉落率的12.7%相比，调整烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率有积极的影响。

3 结论

通过不同孔径筛网（YQ.2型烟丝结构震动分选仪）筛出不同长度烟丝，设计正交试验，然后按试验水平进行卷烟机样品制备，测定掉头情况。根据正交试验结果得出主要影响掉头的烟丝长度区间，确定最优的烟丝结构比例组合，确定最优的烟丝填充值和整丝率，以减少卷烟燃烧锥掉落率。

对正交试验极差结果进行分析结果表明，不同烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率的影响程度不同。烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率的影响因素大小顺序为薄片丝比例＞长丝比例＞中丝比例＞梗丝比例。方差分析表明，p值小于0.01，薄片丝比例、长丝比例、中丝比例、梗丝比例对卷烟燃烧锥掉落率均有显著的影响。

综合单因素试验和正交试验结果分析，卷烟燃烧锥掉落率最佳烟丝结构比例为长丝比例45%，中丝比例25%，短丝比例15%，梗丝比例10%，薄片丝比例5%。按照烟丝结构配比卷制卷烟，结果显示烟丝结构调整后，卷烟燃烧锥掉落率为2.23%，与正交试验各组合结果相比，优化后的卷烟燃烧锥掉落率低于试验的测试结果；与未优化前的卷烟燃烧锥掉落率12.7%相比，调整烟丝结构对卷烟燃烧锥掉落率有积极的影响。

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Analysis of the Influence of the Structure of Cigarette on the Cigarette Discharge

ZHAO Qiurong，WU Di，LI Liqun，WANG Xin，JI Xudong，QIAO Yuemei，YE Yajun，*GUO Chunsheng
（Inner Mongolia Kunming Cigarette Co.，Ltd.，Hohhot，Inner Mongolia 010020，China）

Through different aperture sieve（YQ.2 type tobacco structure vibratory separator），different lengths of shredded tobacco are screened out.Single-factor test and orthogonal test are designed.Then cigarette sample is prepared according to the test level.Happening.The results show that the order of influence factors of the structure of cigarette cut on cigarette burning cone is as follows proportion of filament＞ratio of filament＞proportion of filament＞proportion of stem.The variance analysis show that the p value is less than 0.01，the proportion of filament，the ratio of filament，the proportion of mesophyll and the proportion of stalk were significant.The results show that the ratio of filaments is 45%，the proportion of filaments is 25%，the proportion of short filament is 15%，the proportion of stem is 10%，The proportion of thin wire is 5%.In accordance with the proportion of tobacco structure cigarette cigarette.The results show that cigarette cigarette cone drop rate is 2.23%after adjusting tobacco structure，and the drop rate of cigarette burning cone after optimization was lower than that of experiment. Compared with 12.7%cigarette burning cone，Adjusting the tobacco structure on the cigarette burning cone has a positive impact on the drop rate.

tobacco structure；combustion cone drop rate；orthogonal test

TS411

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.049

1671-9646（2017）01b-0040-04

2016-11-16

赵秋蓉（1964— ），女，本科，工程师，研究方向为检验配方。

*通讯作者：郭春生（1987— ），男，硕士，助理工程师，研究方向为烟草化学。