中支卷烟燃烧锥落头倾向卷接工艺影响因素优化研究

陈小林 李飞宇 吴畏 李曦 许璐 张洪波 易钊可

摘 要 试验研究了烟支单支质量、卷烟机针辊系数、六槽等深平准器和三深三浅平准器（浅槽深度不变）四个卷接工艺因素对中支卷烟燃烧锥落头倾向的影响，对试验数据采用直观分析法和卡方检验分析法进行分析。结果表明：1）烟支单支质量、六槽等深平准器、三深三浅平准器（浅槽深度不变）对中支卷烟燃烧锥落头倾向有显著影响，针辊系数对中支卷烟燃烧锥落头倾向无显著影响;且中支卷烟燃烧锥落头倾向随着烟支单支质量增加而下降，随着六槽等深平准器槽深的下降而下降，随着三深三浅平准器深槽槽深的下降而下降。2）在重庆中烟工业有限责任公司涪陵卷烟厂中支卷烟A品牌生产过程中借鉴上述研究结果，烟支单支质量（650±50） mg、针辊系数60%和六槽等深平准器2.4 mm×2.4 mm×22 mm时，卷烟燃烧锥落头倾向明显降低。

关键词 中支卷烟;燃烧锥;落头倾向;烟支单支质量;针辊系数;平准器

中图分类号：TS452+.4 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.11.062

锥落头指卷烟在燃烧或弹烟灰过程中燃烧锥脱落或明显歪斜（导致抽吸中断）的现象[1]，这种现象会降低消费者对卷烟品牌的认可度。近年，中支卷烟在行业快速发展的同时，中支卷烟燃烧锥的持有能力较差，易导致燃烧锥落头的现象较为突出。行业关于燃烧锥落头的研究主要是以细支卷烟和常规卷烟为研究对象。近些年来，一些学者已从以下各方面开展了工艺研究并取得成效：烟支单支质量、卷烟纸助燃剂含量、烟丝含水率、烟丝中梗签含量及平准器规格对细支卷烟燃烧锥落头倾向的影响[2-3];烟丝结构、制丝工艺、烟丝平衡湿度环境及卷烟纸参数对燃烧锥落头的影响[4-7];烟丝结构分布、烟支密度及燃烧锥结构与细支烟燃烧锥落头的关系[8]。卷烟燃烧锥落头影响因素较多，包括叶组配方、制丝工艺参数以及卷烟纸成分等。由于叶组配方、制丝工艺参数及卷烟纸成分对产品内在质量有较大影响，因此，笔者选取卷接工艺制造过程中烟支单支质量、平准器规格和针辊系数，研究其对中支卷烟燃烧锥落头倾向的影响，旨在优化中支卷烟卷接工艺参数，降低中支卷烟燃烧锥落头倾向，以为产品改造和设计提供借鉴。

1  材料与方法

1.1  材料、设备与仪器

1.1.1  材料

重庆中烟工业有限责任公司涪陵卷烟厂中支卷烟A品牌大生产配方，烟丝、卷接和包装材料均为A品牌大生产材料。

1.1.2  设备与仪器

ZJ118B型卷烟机（常德烟草机械有限责任公司），YB418型硬盒双铝包包装机（上海烟草皮机械有限责任公司和上海烟草集团有限责任公司联合研制），YB65A型硬条包装机（上海烟草皮机械有限责任公司），RT-V型卷烟-滤棒综合测试台（成都瑞拓科技股份有限公司），MV4420 微波烟支密度水分仪（德国TEWS），卷烟燃烧锥落头倾向测试仪（合肥众沃仪器技术有限公司）。

1.2  方法

1.2.1  试验方法

1）对烟支单支质量、卷烟机针辊系数和平准器规格分别采用单因素三水平试验，其中平准器规格分为六槽等深和三深三浅（浅槽深度保持不变）两个因素进行试验，试验因素及参数设置见表1。

2）根据四个因素设定的因素水平分别进行单因素三水平试验，测定烟支燃烧锥落头倾向、烟支单支质量、吸阻、硬度等指标。

3）对试验结果进行直观分析和卡方分析，优化选择每一试验因素最佳工艺参数。

4）根据试验结果，选择烟支单支质量和针辊系数对燃烧锥落头倾向最低时的水平，分别与六槽等深平准器燃烧锥落头倾向最低时的水平和三深三浅平准器（浅槽深度不变）燃烧锥落头倾向最低时的水平进行组合对比试验，选择较优试验组合用于大生产。

1.2.2  检测方法

1）卷烟物理指标（烟支单支质量、硬度和吸阻）：将每一因素每个试验水平设定好，待卷接机组运行稳定后，按文献[9]的方法等时间间隔进行10次抽样及检测，计算检测结果的平均值。

2）卷烟燃烧锥落头倾向：将每一因素每个试验水平设定好，待卷接机组运行稳定后，按文献[9]的方法等时间间隔进行5次抽样，每次抽样1条烟，测试方法按文献[1]进行，测试5次，共测试200支烟，统计200支卷烟燃烧锥落头支数，并计算其卷烟燃烧锥落头倾向。

3）卷烟机空头剔除率：将每一因素每个试验水平设定好，待卷接机组运行稳定后至试验结束时，记录卷烟机机组统计的空头剔除率。

2  结果与分析

2.1  烟支单支质量对烟支物理指标及燃烧锥落头倾向的影响

从表2可以看出，随着烟支单支质量的增加，烟支的吸阻和硬度略有增加，总通风率无明显变化趋势，卷烟机空头剔除率和燃烧锥落头倾向均呈下降趋势。

表3为烟支单支质量单因素三水平试验燃烧锥落头倾向卡方检验结果汇总，可以看出，P=0.000<0.05，说明烟支单支质量對燃烧锥落头倾向有显著影响，且随着烟支单支质量的增加而下降，这与直观分析结果一致。

2.2  卷烟机针辊系数对烟支物理指标及燃烧锥落头倾向的影响

从表4可以看出，随着针辊系数的增加，烟支的吸阻略有增加，但硬度和总通风率无明显变化趋势，卷烟机空头剔除率略有增加，燃烧锥落头倾向在针辊系数60%时最低，为9.5%。

表5为卷烟机针辊系数单因素三水平试验燃烧锥落头倾向卡方检验结果汇总，可以看出，P=0.436>0.05，说明卷烟机针辊系数对燃烧锥落头倾向没有显著影响。

2.3  六槽等深平准器对烟支物理指标及燃烧锥落头倾向的影响

从表6可以看出，随着六槽等深平准器槽深的下降，烟支单支质量、吸阻、硬度和总通风率无明显变化，卷烟机空头剔除率略有增加，但燃烧锥落头倾向呈下降趋势。

表7为六槽等深平准器单因素三水平试验燃烧锥落头倾向卡方檢验结果汇总，可以看出，P=0.000<0.05，说明六槽等深平准器对燃烧锥落头倾向有显著影响，且随着六槽等深平准器槽深的下降而下降，这与直观分析结果一致。

2.4  三深三浅平准器（浅槽深度不变）对烟支物理指标及燃烧锥落头倾向的影响

表8显示，随着平准器深槽槽深的下降，烟支单支质量、吸阻、硬度和总通风率无明显变化，卷烟机空头剔除率呈增加趋势，但燃烧锥落头倾向呈下降趋势。

表9为三深三浅平准器（浅槽深度不变）单因素三水平试验燃烧锥落头倾向卡方检验结果汇总，可以看出，P=0.004<0.05，说明三深三浅平准器（浅槽深度不变）对燃烧锥落头倾向有显著影响，且随着深槽槽深的下降而下降，这与直观分析结果一致。

2.5  优化组合试验结果

选择烟支单支质量和针辊系数对燃烧锥落头倾向最低时的水平，分别与六槽等深平准器燃烧锥落头倾向最低时的水平和三深三浅平准器（浅槽深度不变）燃烧锥落头倾向最低时的水平进行组合对比试验，以选择较优试验组合用于大生产。虽然烟支单支质量在（650±50） mg和（660±50） mg时，燃烧锥落头倾向差异不大，分别为4.5%和3.5%，但是烟支单支质量在（650±50） mg吸阻均值为1 199.2 Pa，更接近中支卷烟A品牌的吸阻设计值 （1 200±200） Pa，因此选择烟支单支质量（650±50） mg进行试验。具体试验组合见表10。

表11为优化组合试验指标测试对比，可以看出，试验号YH1的烟支燃烧锥落头倾向更低，且烟支吸阻更接近重庆中烟中支卷烟A品牌的吸阻设计值（1 200±200） Pa，虽卷烟机空头剔除率比试验号YH2略高，但综合烟支燃烧锥落头倾向和吸阻指标，试验号YH1的参数组合优于试验号YH2。因此，选择试验号YH1参数组合为重庆中烟工业有限责任公司涪陵卷烟厂中支卷烟A品牌大生产卷接工艺参数，即烟支单支质量（0.65±0.05） g、针辊系数60%和六槽等深平准器2.4 mm×2.4 mm×22 mm为中支烟A品牌的大生产工艺参数。

3  结论

对中支卷烟烟支单支质量、燃烧锥落头倾向、六槽等深平准器和三深三浅平准器（浅槽深度不变）分别进行单因素试验，采用直观分析和卡方分析，结合烟支物理指标检测结果，通过优化组合对比试验，在试验范围内，得出以下结论。

1）中支卷烟烟支单支质量对卷烟燃烧锥落头倾向有显著影响，且随着烟支单支质量的增加而下降，卷烟机空头剔除率也呈下降趋势，吸阻和硬度略有增加，总通风率无明显变化趋势。

2）随着针辊系数的增加，中支卷烟的吸阻略有增加，但硬度和总通风率无明显变化趋势，卷烟机空头剔除率略有增加，燃烧锥落头倾向在针辊系数60%时最低，为9.5%。

3）六槽等深平准器对中支卷烟燃烧锥落头倾向有显著影响，且随着六槽等深平准器槽深的下降而下降，烟支单支质量、吸阻、硬度和总通风率无明显变化，卷烟机空头剔除率略有增加。

4）三深三浅平准器（浅槽深度不变）对中支卷烟燃烧锥落头倾向有显著影响，且随着深槽槽深的下降而下降，烟支单支质量、吸阻、硬度和总通风率无明显变化，卷烟机空头剔除率呈增加趋势。

5）最终优化组合试验发现，烟支单支质量（650±50） mg、针辊系数60%和六槽等深平准器2.4 mm×2.4 mm×22 mm时，重庆中烟工业有限责任公司涪陵卷烟厂中支卷烟A品牌卷烟燃烧锥落头倾向较优。

参考文献：

[1]  YC/T 558—2018.卷烟燃烧锥落头倾向的测试[S].

[2]  喻赛波，谭超，王诗太，等.细支卷烟燃烧锥落头倾向的影响因素[J].烟草科技，2020，53（12）：59-66.

[3]  王心田.细支烟卷接机平整盘对卷烟燃烧锥落头的影响[J].科技风，2020（3）：267.

[4]  云雪，訾莹莹，赖东辉，等.烟丝含水率对卷烟落锥及烟气成分的影响[J].安徽农业科学，2017，45（22）：69-72

[5]  王海滨，刘德虎，吴兆刚，等.卷烟燃烧端掉落现象的分析与研究[A]//中国烟草学会2010年学术年会论文集[C].合肥：中国烟草学会，2010：285-287.

[6]  乔月梅，赵秋蓉，李力群，等.卷烟纸参数对卷烟燃烧锥掉落率的影响分析研究[J].农产品加工，2017（12）：44-48.

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[8]  王亮，银董红，谢国勇，等.卷烟燃烧过程中烟丝形态结构变化的表征方法[J].烟草科技，2018，51（9）：67-72.

[9]  国家烟草专卖局科技教育司郑州烟草研究院.GB5606-2005《卷烟》[M].北京：中国标准出版社，2005.

收稿日期：2022-02-25

作者简介：陈小林（1975—），男，重庆涪陵人，本科，工程师，主要从事卷烟工艺研究。*为通信作者，E-mail：93031474@qq.com。