在线打孔对滤嘴通风率稳定性影响的研究
摘要
关键词
在线激光打孔装置;预打孔;滤嘴通风率;稳定性
正文
近年来随着国内烟草行业开始逐步注重卷烟滤嘴通风率的研究,滤嘴通风率稳定性控制成了关注的重点,在线激光打孔和预打孔是主要的两种控制滤嘴通风率的手段,目前国内有关打孔卷烟的研究主要集中在辅材设计对预打孔卷烟通风率及烟气指标的影响研究[1-2],文中主要就在线激光打孔排数、打孔孔数、打孔时间对滤嘴通风率的影响并结合预打孔进行实际对比进行分析研究,为改善滤嘴通风率稳定性提供数据支撑和理论依据。
1、材料和方法
1.1 材料、设备和仪器
某细支烟牌号成品烟丝:成都卷烟厂;
细支烟烟支:97(24+73)mm×17.00mm,成都卷烟厂
细支烟卷烟机:ZJ112型,常德烟草机械公司;
在线打孔装置:江苏瑞驰
综合测试台:QTM型,英国Cerulean公司;
1.2 方法
1.2.1 样品的制备
(1)使用在线打孔装置进行卷烟生产,在保证牌号工艺技术标准要求的前提下,分别就不同打孔排数、打孔数量和打孔时间对吸阻、滤嘴通风率、总通风率、烟气指标的影响进行研究。
调整在线打孔装置参数,分别以如下参数进行卷烟样品的生产。
表1 不同激光打孔参数设定
序号 | 打孔排数(排) | 打孔孔数(个) | 打孔时间(us) | 物测组数 |
1 | 1 | 20 | 44 | 3组 |
2 | 1 | 30 | 31 | |
3 | 2 | 10 | 74 | |
4 | 2 | 15 | 54 |
对样品吸阻、滤嘴通风率、总通风率指标变化情况进行统计分析。
(2)使用预打孔接装纸进行卷烟生产,并与在线打孔样烟进行物测指标、烟气指标和感官质量的对比,就在线打孔与预打孔的稳定性差异进行研究。
1.2.2 样品理化指标检测
(1)卷烟样品调节:按 GB/T16447—2004执行。
(2)卷烟主流烟气及滤嘴中总粒相物、焦油和水分的测 定:按 GB/T19609—2004执行。
(3)主 流 烟 气 中 烟 碱 的 测 定:按 GB/T 23355—2009
执行。
(4)滤嘴中烟碱的测定:按 YC/T154—2001执行。
(5)卷烟抽吸:按 GB/T16450—2004执行。
2、数据结果和分析
2.1烟支物理指标对比
表2 在线打孔各参数与预打孔物测指标对比表
序号 | 打孔排数(排) | 打孔孔数(个) | 打孔时间(us) | 吸阻 | 滤嘴通风率 | 总通风率 | ||||||
平均值 | 极差 | SD | 平均值 | 极差 | SD | 平均值 | 极差 | SD | ||||
1 | 1 | 20 | 44 | 1.259 | 0.186 | 0.044 | 38.61 | 7.70 | 1.57 | 49.03 | 8.20 | 1.83 |
2 | 1 | 30 | 31 | 1.219 | 0.206 | 0.045 | 38.46 | 2.66 | 1.28 | 48.07 | 6.80 | 1.69 |
3 | 2 | 10 | 74 | 1.287 | 0.218 | 0.051 | 38.01 | 2.99 | 1.37 | 49.13 | 6.00 | 1.54 |
4 | 2 | 15 | 54 | 1.248 | 0.209 | 0.049 | 37.75 | 5.60 | 1.51 | 47.95 | 7.70 | 1.90 |
5 | 预打孔 | 1.342 | 0.468 | 0.068 | 33.438 | 22.60 | 2.80 | 45.478 | 27.80 | 2.81 |
由表2分析,在保证牌号工艺技术标准要求的前提下,当打孔排数一定时,打孔孔数增加,打孔时间需减少;当打孔排数增加,打孔数量需减少,打孔时间相应增加;打孔排数、打孔数量和打孔时间都会直接影响吸阻、滤嘴通风率和总风率的大小;与预打孔相比较,采用在线激光打孔方式由于滤棒中部分丝束被激光击穿,烟支吸阻下降约100Pa。从数据上看,在线激光打孔的吸阻稳定性优于预打孔方式;在线激光打孔滤嘴通风率的稳定性控制优势明显,每组样品的滤嘴通风率的均值控制较为精准,按60支试验样品计算标准偏差SD基本可以达到1.5%左右水平。而接装纸预打孔方式的滤嘴通风率的组间波动大,均值极差达到22%,标准偏差SD达到2.8%;在线激光打孔每组样品的总通风率的均值控制较为精准,在线激光打孔的总通风率标准偏差SD可以达到2.0%的水平。而接装纸预打孔方式的总通风率的标准偏差SD为2.81%。
2.2烟气指标
表3 在线打孔各参数与预打孔主流烟气
指标 | 盒标 | 1排20孔44us | 1排30孔31us | 2排10孔74us | 2排15孔54us | 预打孔 |
总颗粒物(mg/支) | / | 10.05 | 10.33 | 10.00 | 9.82 | 9.57 |
水分(mg/支) | / | 1 | 1.02 | 0.84 | 0.88 | 0.87 |
烟碱(mg/支) | 0.80 | 0.91 | 0.91 | 0.91 | 0.88 | 0.85 |
焦油(mg/支) | 8.0 | 8.14 | 8.40 | 8.25 | 8.06 | 7.85 |
一氧化碳(mg/支) | 6.0 | 5.85 | 5.87 | 5.74 | 5.64 | 5.51 |
平均口数(口/支) | / | 5.87 | 5.93 | 5.79 | 5.74 | 5.90 |
由表3分析,在线激光打孔烟气指标中,烟气烟碱、焦油量和一氧化碳指标较预打孔略高,但均符合烟气指标优质品的要求;2排15孔54微秒与预打孔指标最为接近,差异最小。与曹伏军等[3]在线激光打孔参数对卷烟通风率及常规烟气成分释放量的影响的结果趋于一致。
2.3感官质量
在感官质量评吸中,在线激光打孔卷烟在烟气圆润度上有所下降,烟味增浓,劲头感上升,有毛刺感,清晰度有所下降。而预打孔烟气较圆润;孔的数量对感官质量存在影响,孔数量较多的内在影响小于孔数量少的。2排15孔在感官质量上接近原样。
3、结论
在线激光打孔和预打孔均会对烟支物理指标、烟气指标和感官质量带来重要影响,本试验在保证牌号工艺技术标准要求的前提下,对预打孔和在线激光打孔参数包括打孔排数、打孔孔数和打孔时间对各指标的影响进行了对比研究分析。结果表明,在线激光打孔在物测指标稳定性上优于预打孔,在线激光打孔参数包括打孔排数、打孔孔数和打孔时间对烟支物理指标影响显著,需根据各牌号具体工艺参数指标要求对上述三个参数进行适当调整以达到设计要求;通风率对烟气指标存在负相关关系,同时在感官质量上,多排孔数较多的参数设定对感官质量提升有所帮助。
参考文献:
[1] 黄晓飞,姚二民.烟支通风率控制参数研究[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版,2013,28(5):43.
[2] 赵乐,彭斌,于川芳,等.辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量的影响[J].烟草科技,2012(10):46.
[3] 曹伏军,解晓翠,汪旭,等.在线激光打孔参数对卷烟通风率及常规烟气成分释放量的影响[J].烟草科技,2014(11):45-49,61.
作者简介:陈雪梅,女,四川省成都市人,四川烟草工业有限责任公司成都卷烟厂工艺质量科工艺管理员
...