综合测试台测定卷烟吸阻结果的对比分析

郭苗苗，郭朋玮，王发勇，杨佳东，汪文良，邢 莉，周沅桢

（1.红云红河烟草（集团）有限责任公司，云南 昆明 650231；2.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院，河南 郑州 450002）

吸阻是一项重要的卷烟物理指标，对卷烟感官评吸质量有重要影响。卷烟吸阻太大，抽吸卷烟费劲、香气透发性不好；卷烟吸阻太小，香气平淡[1-2]。影响吸阻的因素很多，如卷烟质量、圆周、烟丝密度、辅材透气度、测试环境等[3]。但吸阻不同于其他物理指标，在卷烟生产过程中，操作人员无法直接调整，也无法通过触感直接感知，只能通过综合测试台测量。因此，保证综合测试台测量吸阻的精确性和准确性至关重要，其检测结果直接反馈指导卷包吸阻控制的卷包开机操作，间接影响到卷烟的综合质量。对于综合测试台测量吸阻的控制原理和控制手段的研究很多[4-6]，但是基于综合测试台实际的吸阻检测差异性鲜有研究。在时间和空间的维度上，对卷包车间综合测试台测定卷烟吸阻结果进行对比分析，明确综合测试台吸阻测定结果的差异性，并分析了影响因素，以期为检测结果反馈指导卷烟生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

仪器：卷烟综合测试台（2 台MTS-Ⅳ型瑞拓综合测试台，成都瑞拓科技实业有限责任公司产品，放置于卷包车间，位置间隔100 m；1 台KC DT-5 型综合测试台，Borgwaldt KC 公司产品，放置于卷包质检室）。1 台恒温恒湿箱，德国MMM 公司产品。

材料：选取4 个同一规格不同牌号的卷烟作为检测对象，分别为样品A，B，C，D。

1.2 方法设计

1.2.1 样品的制备与均匀性检验设计

按“GB/T 5606.1—2004 第1 部分：抽样”[7]规定的方法，在包装机条油机出口进行随机抽样，每个样品抽取6 条。依据CNCS-GL-03：2006《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》[8]，采用F 检验法对样品的吸阻进行均匀性检验。具体如下：每个样品随机抽取2 组，每组10 支，由同一个检验人员测定吸阻数据。测定结果经F 检验法检验。

1.2.2 样品的平衡

将所有样品放置在温度22±2 ℃，相对湿度60%±3%的恒温恒湿箱中调节48 h。

1.2.3 样品的测量

根据GB/T 22838.5—2009《卷烟和滤棒物理性能的测定 第5 部分：卷烟吸阻和滤棒压降》[9]要求进行吸阻测量。其中，每个样品分6 个时段进行测试，共测试6 组，每组30 支。每次测试开始和结束都要用吸阻标准棒对仪器吸阻单元标定，排除由仪器自身带来的结果偏移，并记录测试时的温湿度。

1.3 试验数据分析

利用Excel 2010，SPSS 软件对测定数据进行数理统计和分析。

2 结果与分析

2.1 样品均匀性评价结果

利用F 检验法进行样品吸阻的正态分布假设检验。从检验结果来看，F0.05（19，20）=2.14，A，B，C，D样品吸阻测试指标的F 值分别为1.63，1.55，1.25，1.25，均小于F0.05（19，20），说明A，B，C，D 这4 个样品的吸阻是满足正态分布假设的，排除由样品自身波动带来的结果差异，进而保证测量结果差异性能够真实反映仪器检测水平。

样品正态分布假设检验结果见表1。

表1 样品正态分布假设检验结果

2.2 2 台仪器测试环境温湿度情况对比

分别记录2 台仪器每次在测定过程中的平均温度和湿度，进行描述性分析统计。

2 台仪器测定中的温度和湿度见表2。

表2 2 台仪器测定中的温度和湿度

对2 台仪器测试过程中的温度和湿度进行对比分析。

2 台仪器测定中温度对比见图1，2 台仪器测定中湿度对比见图2。

图1 2 台仪器测定中温度对比

图2 2 台仪器测定中湿度对比

从图中可看出：①不同时间段内测定，同一仪器的环境温度、湿度存在波动，且仪器1 所在区域的温度波动较大，温度最高相差1.26 ℃；②同一时间段内测定，2 台仪器的环境温湿度存在差异，仪器1 所在区域的温度和湿度基本都低于仪器2，同一时段内2 台仪器所在环境的温度最高相差1.52 ℃，湿度最高相差3.12%。

2.3 仪器吸阻测定结果比较

2 个仪器吸阻指标测定结果见表3。

表3 2 个仪器吸阻指标测定结果 / Pa

2.3.1 不同时段同一台仪器吸阻测定结果差异性分析

分别对2 台仪器不同时段下吸阻均值结果进行分析。

不同时段同一台仪器吸阻测定结果差异性分析见图3。

图3 不同时段同一台仪器吸阻测定结果差异性分析

从图3 中可看出，不同时段下同一台仪器吸阻的测定结果存在差异，仪器1 结果差异最大的是样品B，相差35 Pa；仪器2 结果差异最大的是样品D，相差44 Pa。

2.3.2 同一时段内2 台仪器吸阻测定结果分析

对同一时段内2 台仪器吸阻均值结果进行比较分析。

同一时段内2 台仪器吸阻测定结果差异性分析见图4。

图4 同一时段内2 台仪器吸阻测定结果差异性分析

从图4 可看出，同一时段下2 台仪器吸阻均值存在一定差异，最高相差28 Pa。

对2 台仪器的吸阻测定值进行配对T 检验。

2 台仪器吸阻测定值配对T 检验结果见表4。

表4 2 台仪器吸阻测定值配对T 检验结果

结果表明，对于样品A，均值方程t 值为0.033，小于0.05，说明这2 台仪器检测样品A 的吸阻值有显著性差异，而其他3 个样品t 值分别为0.110，0.149，0.854，均大于0.05，说明这2 台仪器检测这3 个样品的吸阻值没有显著性差异。

2.3.3 2 台仪器吸阻测量准确度比较

仪器测量准确度可以用实际测量值与真值之间的偏移量来衡量[10]。偏移量越小，说明仪器准确度越高。每个样品随机抽取3 组，每组30 支，用质检考核仪器测量吸阻，测量均值作为每个样品的真值，其中，质检室环境温度22 ℃，湿度60.5%。

4 个样品的吸阻测定真值见表5，2 台仪器吸阻均值比较见图5。

表5 4 个样品的吸阻测定真值

图5 2 台仪器吸阻均值比较

从图5 可看出，①2 台仪器吸阻测定值都是正偏移，说明2 台仪器吸阻测定结果均偏高；②对于A，B，C 这3 个样品，仪器1 的偏移量均高于仪器2。说明仪器2 测量准确度相对高一些，可能与仪器1所在区域的环境温湿度波动较大或仪器自身性能有关系。

3 结论

通过对卷包车间中不同区域的综合测试台进行不同样品、不同时段的吸阻指标的检测。结果表明，①不同时间段同一台仪器测定吸阻，仪器测定结果波动较大，波动范围30～50 Pa，而温度波动范围在0.5～1.3 ℃，湿度范围在2.5%左右，说明可能与所在环境温湿度变化有关系；②同一时间段2 台仪器测定吸阻，2 台仪器测定结果存在一定的差异，最大均值相差28 Pa，经过配对检验发现，样品A 2 台仪器测量结果差异性显著，说明同一时段内2 台仪器测量结果存在一定差异，差异性可能与仪器所在位置的环境温湿度不同有关系；③2 台仪器吸阻测量结果均偏高，且仪器2 的准确度相对高一些。为了保证测量数据的准确性，建议后期针对这2 台仪器吸阻测量进行大量样品比对，比对时注意监控环境温湿度。在保证环境温湿度波动较小的情况下，如果测量结果还是偏高，可能与仪器自身性能相关，要重点检查吸阻测量单元，必要时可更换吸阻测量套筒等。

综上所述，卷包车间由于生产区域较大，环境温湿度存在一定的波动，对实际生产样品吸阻测定有一定的影响。为保证综合测试台能够真实、准确地反映卷烟产品的吸阻物理指标，建议在生产过程中，加强对环境温湿度的监测，减小其波动，降低对吸阻测定的影响。