2种叶片成丝方式对细支卷烟质量的影响

王夏婷 潘文 邹泉

摘要 [目的]研究叶片成丝方式对细支卷烟质量的影响。[方法]以细支卷烟烟支重量、吸阻、密度、硬度等物理指标及主流烟气、烟支空头剔除率的变化作为效果评价指标，开展了平刀与矩形刀2种叶片成丝方式对细支卷烟质量影响的对比评价。[结果] 2种叶片成丝方式下的烟丝结构差异明显，平刀切丝方式以长丝（>3.35 mm）占比为主；矩形刀切丝方式以中短丝（1.00 ～3.35 mm）占比为主；矩形刀切丝方式的烟支吸阻、硬度及重量的标准偏差均显著低于平刀切丝细支卷烟；矩形刀切丝方式所得的细支卷烟总粒相物、焦油、烟碱及一氧化碳释放量水平显著低于平刀切丝样品；采用矩形刀切丝方式的细支卷烟烟支空头剔除率降低0.03～0.20百分点。[结论]相较于传统平刀切丝方式，采用矩形刀切丝方式有利于提升细支卷烟卷制质量。

关键词 细支卷烟；叶片成丝方式；平刀切丝；矩形刀切丝；烟支物理特性；烟丝结构；主流烟气；烟支空头剔除率

中图分类号 TS452.+.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）23-0177-04

Abstract [Objective]In order to research the influences of cutting means of lamina on cigarette manufacturing quality of superslim cigarette.[Method]Using the physical indexes such as cigarette weight， draw resistance， density，hardness and Mainstream smoke and the change of short rejection rates as the effect evaluating indicator， the contrast evaluation of cigarette manufacturing quality of superslim cigarette was carried out by different cutting means which used traditional knife and fixedlength knife. [Result]The results showed that： comparing with the traditional cutting， at the aspect of construction of cut tobacco， the difference between the two is obvious. In the traditionallength cutting mode， the proportion of long strands（>3.35 mm ） is high. In the fixedlength cutting mode， the proportion of long strands（>3.35 mm ） is low and the proportion of cut tobacco （3.35-1.00 mm） is high. At the aspect of physical characteristics indexes of superslim cigarette such as weight， draw resistance， hardness， the mean value and quality consistency were significantly improved；At the aspect of mainstream smoke of Superslim Cigarette，the fixedlength cutting mode has outstanding performance on the respects of total particulate matter， tar， nicotine and CO， the mean value was significantly lower than the samples made by fixedlength cutting mode；The rate of Short rejection was reduced 0.03 to 0.20 percentage points with fixedlength cutting mode. [Conclusion]Accordingly， compare with the traditional tobacco cutting mode， the fixed length cutting mode is better to improve the cigarette manufacturing quality of Superslim Cigarette.

Key words Superslim cigarette；Cutting means of lamina；Traditional cutting；Fixedlength cutting；Cigarette physical characteristics；Tobaacco structure；Mainstream smoke；Short rejection rate of cigarette

細支卷烟通常是指圆周为（17±0.1）mm的卷烟样品，具有烟支含焦油量低、烟支细长美观等特点[1-4]，并逐渐成为被国际市场接受并喜爱的产品。但由于细支卷烟圆周小，径向直径短，烟丝填充重量较少导致其烟支卷制质量的稳定性波动较大[5] 。烟支卷制过程，是将烟丝经输送管道输送至卷烟机进行卷制的过程。对卷烟机进行大量的试验表明，均匀稳定的来料烟丝结构是提高卷制质量的关键。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，并影响着烟支单支克重、吸阻、密度等烟支物理指标的稳定性，进而影响烟支感官品质[6-10]。目前，卷烟制造厂普遍采用传统的平刀切丝方式对叶片进行切丝处理，这种方式能够对烟丝宽度进行有效控制，但受限于来料叶片大小不一，传统平刀切丝方式无法对烟丝长度进行调整，即烟丝结构分布处于不受控状态，导致烟丝结构分布广泛，不利于烟支卷制[11]。

朱文魁等[12]研究了传统切丝方式与定长切丝的方式对烟丝结构、传统卷烟产品卷制质量和原料消耗的影响。 韩慧杰等[13]进一步研究了传统切丝、30 mm异型切丝及40 mm异型切丝方式对烟丝结构及卷烟物理指标的影响。但由于细支卷烟在圆周、长度等外观方面有别于传统卷烟产品，细支卷烟对叶丝的要求更加严格，传统卷制工艺方法不能完全适应细支卷烟的质量控制。尽管韦文等[14]对细支卷烟制丝工艺参数做了一系列试验，对切丝宽度、切丝水分、叶丝干燥等工艺参数进行研究，选出了满足产品设计要求的工艺参数，但在实际生产过程中，细支卷烟卷制质量仍存在波动，且叶丝宽度的降低易带来出丝率降低、单箱耗丝增大等问题。

基于此，笔者从叶片成丝方式入手，对比研究了平刀切丝方式与矩形刀切丝方式对细支卷烟卷制质量的影响，旨在掌握2种切丝方式对烟丝结构分布、烟支物理特性、主流烟气及烟支空头剔除率的影响，为行业提升细支卷烟产品质量稳定性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料。试验原料为某细支卷烟配方叶组，玉溪卷烟厂提供；滤棒（120 mm/16.9 mm），玉溪卷烟厂；卷烟纸（32 g/m.2×18.5 mm×4 500 m，50 CU），红塔蓝鹰纸业有限公司；接装纸（38.5 g/m.2×70 mm×2 500 m），在线打孔，玉溪水松纸厂。

1.1.2 设备。SQ311A滚刀式切丝机，昆明船舶设备集团有限公司；PROTOS 2C卷烟机，德国Hauni公司；AV5170烟支重量分选仪，中国电子科技集团公司第四十一研究所；SODIM 110max600 烟支综合测试台，法国Sodim公司；SBL-AV6519烟支水分与密度分布测量仪，中国电子科技集团公司第四十一研究所；烟支硬度测量仪、YQ-2烟丝振动分选筛，郑州烟草研究院；Haver ZD-T25烟丝震动分选筛；XP404S电子分析天平（感量0.000 1 g），瑞士Mettler Toledo公司。

1.2 方法

1.2.1 样品制备。将细支卷烟配方叶组按正常生产工艺标准进行叶片处理，得到含水率为18%～19%的叶片。叶片经过贮叶柜贮存后输出，设定相同的切丝条件（切丝宽度为0.7 mm），采用平刀与矩形刀的切丝方式对叶片进行切丝处理。平刀为传统切丝刀片，切丝过程中仅能控制切丝宽度。矩形刀为错刃式切刀，与平刀长度相等，刀口为齿形有间距，间距30 mm，切丝过程中固定切丝宽度的同时，可通过调整刀口间距对切丝长度进行控制。成丝后的物料，经相同的烘丝、掺配、加香工序处理，进入贮丝柜贮存，并经管道风送至PROTOS 2C卷烟机卷制成长度规格为100 mm（30 mm+70 mm），圆周为17.0 mm的细支卷烟。将部分卷制好的细支卷烟按重量（560±5）mg/支进行重量分选后，置于温度为22 ℃，相对湿度60%的恒温恒湿箱中平衡48 h，备用。

1.2.2 分析方法。

1.2.2.1

烟丝结构。取2种切丝方式的样品烟丝各2 000 g，按《卷烟工艺规范》及YC/T 178—2003要求测定样品烟丝结构分布，测量3次，取平均值。

1.2.2.2

烟支密度。取2种切丝方式下的重量分选样各9组，每组30支，测定烟支密度分布标准偏差的平均值。具体为从烟支点火端开始扫描至滤嘴前端，扫描间距1 mm，根据不同位置密度值分别得到单支烟的密度标准偏差，再求组内密度偏差均值。对样品的烟支密度分布标准偏差进行方差分析，置信水平区间为95%。

1.2.2.3

烟支重量、吸阻、硬度。取平衡后的2种切丝方式的细支卷烟样品各200支，分9组，每组不少于20支。按GB/T 22838.4—2009、GB/T 22838.5—2009、GB/T 22838.6—2009标准测定烟支重量、吸阻、硬度并计算相对标准偏差。对样品烟支重量、吸阻、硬度的均值及标准偏差进行方差分析，置信水平区间为95%。

1.2.2.4

烟支端部落丝量及含末率测定。取平衡后的2种切丝方式的细支卷烟样品各500支，均分为9组后，按GB/T 22838.7—2009及GB/T 22838.16—2009标准测定端部落丝量及含末率，对结果进行方差分析，置信水平区间为95%。

1.2.2.5

烟支主流烟气测定。取平衡后的2种切丝方式的细支卷烟样品各500支，均分为9组后，按GB/T 19609—2004、GB/T 23356—2009、GB/T 23355—2009、YC/T 157—2001等标准进行主流烟气中总粒相物、焦油、一氧化碳、烟碱释放量的测定，对结果进行方差分析，置信水平区间为95%。

1.2.2.6

烟支空头剔除率。对样品烟丝进行上机卷制，卷烟机稳定运行15 min后记录设备烟支空头剔除率，比较2种切丝方式的烟支空头剔除率差异。

2 结果与分析

2.1 细支卷烟烟丝结构对比分析

由于烟丝长度分布的比例变化与烟支物理指標存在一定的关联性[8-13]，因此对2种切丝方式下的烟丝结构分布进行对比分析，见图1。由图1可直观看出，2种切丝方式的烟丝结构差异明显。平刀切丝方式的样品，以长丝（>3.35 mm）占比为主，为49.51%，中短丝（1.00～3.35 mm）次之，为46.84%；而矩形刀切丝方式的样品，以中短丝占比为主，为59.29%，长丝次之，为37.20%。

2.2 细支卷烟物理特性对比分析

2.2.1 细支卷烟物理特性对比分析。

烟支密度分布是烟支内烟丝分布均匀性的表征指标，烟支密度的大小对烟支重量及吸阻的稳定性有较大的影响[15-16]，同时，烟支重量与吸阻呈线性关系变化，一般说来，烟支重量越大，吸阻越大，重量稳定性越好，吸阻稳定性亦越好。对经过重量分选的样品分别进行烟支密度及吸阻、硬度检测。表1为重量分选后2种切丝方式的烟支密度、吸阻及硬度测试及分析结果。由表1可知，其烟支吸阻、硬度的均值P值分别为0.005、0.009；标准偏差P值分别为0.038、0.018，均小于0.05。说明在95%的置信水平下，在烟支单支重量相等的条件下，矩形刀切丝方式的样品其烟支吸阻、硬度的标准偏差均显著低于平刀切丝样品。表2为非重量分选的样品烟支重量、吸阻标准偏差及分析结果。由表2可知，2种方式的烟支重量、吸阻的标准偏差P值分别为0.032、0.010，均小于0.05，说明在95%的置信水平下，2种方式的烟支重量、吸阻的稳定性存在显著差异，矩形刀切丝方式的样品在烟支重量、吸阻指标上的稳定性优于平刀切丝样品。这可能是由于2种切丝方式下烟丝结构的差异造成的，矩形刀切丝方式以中短丝占比为主的特点可能是提高细支卷烟物理指标稳定性的主要原因。

2.2.2 细支卷烟烟支端部落丝量及含末率对比分析。

比较2种切丝方式下烟支端部落丝量及含末率的差异性，对2组切丝方式的检测结果进行方差分析，分析结果见表3。由表3可知，2种方式下的细支卷烟烟支端部落丝量及含末率P值分别为0.389、0.650，均大于0.05，即在95%的置信水平下，2种方式下的细支卷烟烟支端部落丝量及含末率不存在显著性差异。

2.3 细支卷烟主流烟气对比分析

为研究2种切丝方式下的细支卷烟在抽吸口数、总粒相物、焦油、烟碱、一氧化碳指标上的差异，对2组检测数据进行了方差分析，检测及分析结果见表4。由表4可知，抽吸口數、总粒相物、焦油量、烟碱、一氧化碳的P值分别为0.833、0.000、0.000、0.000、0.002，除抽吸口数外，其余指标的P值均<0.05，说明除抽吸口数外，2种切丝方式下细支卷烟的总粒相物、焦油量、烟碱、一氧化碳在95%的置信水平下，均存在显著性差异。此外，矩形刀切丝方式下的细支卷烟其总粒相物、焦油量、烟碱量及一氧化碳量减少，可能是由于2种切丝方式下烟丝结构的差异影响了烟支内烟丝的密度分布，改变烟支内的烟丝燃烧状态，从而降低主流烟气中总粒相物、焦油、烟碱及一氧化碳量。

2.4 细支卷烟烟支空头剔除率对比分析

对2种切丝方式下的样品进行上机卷制，保证卷烟机稳定运行15 min后记录其烟支空头剔除率。图2为2种切丝方式下的样品在卷烟机上生产的空头烟支剔除率。可以看出，平刀切丝方式下的样品，烟支空头剔除率在1.96%～2.05%范围内波动；矩形刀切丝方式的样品，烟支空头剔除率在1.85%～1.93%范围波动。两者相比，矩形刀切丝方式的样品其烟支空头剔除率较平刀方式下降了0.03～0.20百分点。说明在保证卷烟设备参数、烟用辅料、烟支重量等条件不变的情况下，中短丝率占比较高的样品更有利于减少烟支空头的产生。

3 结论

通过对2种切丝方式（平刀、矩形刀）的细支卷烟烟丝结构、烟支物理特性、主流烟气、烟支空头剔除率等指标进行对比研究，得到了相关的研究结果。研究表明：2种切丝方式的烟丝结构分布差异明显，平刀切丝方式样品以长丝占比为主；矩形刀切丝方式样品以中短丝占比为主。采用矩形刀切丝方式能够显著提高烟支重量、吸阻、硬度指标的稳定性，同时不影响烟支端部落丝量及含末率。采用矩形刀切丝方式的样品其烟支总粒相物、焦油、烟碱及一氧化碳含量均显著低于平刀切丝样品。矩形刀方式下的样品其烟支空头剔除率较平刀方式降低了0.03～0.20百分点。综上所述，矩形刀切丝方式较平刀切丝方式而言，改变了烟丝结构分布，提高了细支卷烟烟支物理特性的稳定性，降低了烟支主流烟气内的焦油量、烟气烟碱量、一氧化碳量，同时能有效降低烟支空头剔除率。因此，采用矩形刀切丝方式对于细支卷烟卷制质量有一定的提升效果，在细支卷烟生产制造过程中，可考虑选择采用矩形刀切丝方式来改进细支卷烟质量。

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