切丝宽度对卷烟品质影响的研究进展

李 旭，崔晓梦，彭钰涵，焦凯旋，樊 虎，沈 凯，边腾飞， 潘凡达

（浙江中烟工业有限责任公司技术中心，浙江杭州 310024）

0 引言

切丝是卷烟加工制丝生产过程中一个十分重要的工序，切丝宽度作为关键的工艺参数，其大小能直接影响卷烟产品的品质[1-3]。烟丝的宽度不同时，单位体积或质量烟丝的比表面积也会不同，在涉及热湿处理的工序（如增温增湿、烘丝等） 必然会显示出对水分不同的吸湿和放湿能力，进而会影响烟丝的物理性能[4]。切丝宽度稍微变窄时，会显著提升卷烟产品的烟气细腻度和香气透发性，而切丝宽度过窄时，会使后续生产过程的造碎增加；烟丝宽度过大时，虽然对整丝率的提升及碎丝率的降低有正向作用，但同时会减弱卷烟香气的透发性，增强刺激性，对卷烟产品的物理品质及感官品质都有不同程度的影响[5]。

陈良元[6]研究表明，设置合理的切丝宽度，对降低原料消耗、减少烟支单支质量、提高卷烟品质等方面都会起到积极的作用。为了更充分掌握切丝宽度与卷烟品质的关系，综述了切丝宽度对烟丝结构、填充值、烟支物理指标、卷烟主流烟气和感官品质影响的研究进展，以期为卷烟制丝工艺提供一定的理论基础及依据。

1 切丝宽度对烟丝结构的影响

烟丝结构即为烟丝在不同尺寸区间的分布情况，包括长丝率、中丝率、整丝率、短丝率、碎丝率共5 个指标，其测试方法[7]是通过多层筛网使不同尺寸的烟丝相互分离，测试结果表示为每层筛网上累积的烟丝质量占总烟丝质量的百分比[8]。烟丝结构可通过影响卷制过程中烟支物理指标的稳定性，进一步对产品的燃吸品质产生重要影响[9]。大量研究表明，切丝后各工序有均匀稳定的烟丝结构有利于提高卷烟品质[10-13]。

在卷烟加工工艺参数和叶组配方维持不变的条件下，切丝宽度是影响烟丝结构的主要因素[14]，增加切丝宽度，可降低烟丝碎丝率，提高整丝率，但对卷烟感官品质有不利的影响；减小切丝宽度，可以提高烟丝的填充值，但造碎增加[15]。为了避免单一切丝宽度的不利因素，可依据原料自身的特性对其进行分组加工，为降低过程损耗，对耐加工性相对差的烟叶可设定稍宽的切丝宽度，为提升不同长度烟丝在掺配工序中的均匀性，对耐加工性相对好的烟叶可设定稍细的切丝宽度[16]。

近年来，一些学者开展了叶丝宽度组合的相关研究。于存峰等人[5]在模块加工中对不同叶丝宽度组合进行了相关研究，发现切丝宽度为0.9 mm 的A 模块与切丝宽度为1.0 mm 的B 模块进行组合为最佳工艺条件，对比原产品，适当增加B 模块中的切丝宽度，可使烟丝经过气流干燥环节时适度膨胀，减少烟丝造碎，其中叶丝出柜烟末的筛分量及过程中的碎丝率均有所降低。

2 切丝宽度对烟丝填充值的影响

填充值又称填充力，是指单位质量的烟丝在恒定压力下，历经一定时长后所具有的体积[17]。烟丝填充值的大小可直接影响卷烟产品的原料消耗和生产成本，而且还与卷烟的外观品质及吸食品质密切相关，是卷烟生产过程中的一个极为关键的物理指标[18-19]。

目前，有关切丝宽度对填充值影响的研究相对较多。有研究表明，高低档烟叶在加工过程适宜的切丝宽度有区别，低档烟叶的切丝宽度设置在1.10～1.20 mm 内时填充力最佳，高档烟叶填充力达到最佳应设置的切丝宽度为0.95 mm[20]。而在分组加工中通过测定不同切丝宽度条件下混合烟丝的填充值，结果表明干燥过程采取气流烘丝的方式，适当增加切丝宽度对增加混合烟丝的填充性能有利[21]。近年来，关于叶丝干燥后的填充值随切丝宽度的变化规律存在争议，刘国栋等人[22]和段海涛等人[23]的研究显示，随着切丝宽度的增加，填充值逐渐增加。王高杰等人[15]和殷儒鸿[24]研究结果呈现相反的规律，导致这种现象的原因可能是填充值还与烟丝结构[25]、水 分[26]及环境温湿度[27]等因素密切相关。

3 切丝宽度对烟支物理指标的影响

烟支物理指标由单支质量、吸阻、圆周、总通风率、含末率、端部落丝量等指标构成。大量研究表明，减小切丝宽度会导致烟丝的耐加工性能变差，同时造碎增大导致含末率增加，而烟丝的中长丝比例有一定的降低不仅使卷制后烟支内部的烟丝结构的分布相对较均匀，也使烟支单支质量标偏与吸阻标偏均有所降低，总通风率有所降低，单支质量略微增加[15，24]；而切丝宽度较大时，控制单支质量和吸阻的稳定性会变弱[28]。切丝宽度变小后烟支圆周[29]和烟支内部烟丝结构的变化导致烟支吸阻有所增加。在试验范围内，随着切丝宽度的增加，端部落丝量呈逐渐增加的趋势，可能是由于较细烟丝间的缠绕力相对较大，导致烟支端部烟丝难以掉落；而较宽烟丝之间有一定的空隙，导致烟丝受到振动后易掉落[30]。

4 切丝宽度对卷烟主流烟气及感官品质的影响

烟支燃烧包括吸燃（抽吸时的燃烧）、阴燃或静燃（抽吸间隙时的燃烧） 2 种形式。卷烟烟气是指烟支被点燃后，卷烟纸中包裹的烟丝历经复杂的燃烧过程形成的不断发生变化且高度浓集的气溶胶系统。主流烟气是吸烟者抽吸时在烟支的滤嘴端形成的烟气。卷烟的感官品质是指烟支燃吸过程中产生的主流烟气对人体感觉器官的整体感受，其中包括口感的舒适度、香气的质与量、余味，以及表征产品风格的因素，如烟气劲头大小、杂气、刺激、香气特征与类型等。感官品质不仅是产品质量的核心与基础，也是对卷烟品质进行评价必不可少的一项指标。

2009 年，谢剑平人等[31]依据卷烟主流烟气中的7种有害成分[HCN，NH3，CO，NNK （尼古丁衍生的亚硝胺酮）、B[a]P （苯并芘）、苯酚、巴豆醛]的释放量，首次建立了评价卷烟危害性程度的烟气危害性指数。近年来，许多研究者对不同切丝宽度卷烟烟气中的成分进行了相关研究，邱玉春等人[32]研究发现，切丝宽度的改变会引起主流烟气中7 种有害成分释放量的变化，在试验范围内，切丝宽度增大会有利于降低单位焦油的释放量与主流烟气中苯酚及HCN 的释放量；而切丝宽度变小可以有效降低主流烟气中的NH3。王艳丽等人[33]通过使用2 种低焦油含量的烟叶进行了相关研究，发现切丝宽度的变化对两种焦油含量卷烟中的有害成分（巴豆醛、苯酚、HCN、B[a]P、NH3、NNK） 的单口及单支释放量均会产生不同程度的影响。

在感官品质方面，殷鸿儒[24]经过评吸发现感官品质最佳时的切丝宽度还与地域有关，使用0.90 mm烟丝的卷烟在低海拔高温高湿地区感官品质相对较好，使用1.00 mm 烟丝的卷烟在其他地区的感官品质相对较好。王宗英等人[28]研究发现，卷烟整体的感官品质随切丝宽度的增加有变差的趋势，烟气烟碱量随切丝宽度的增加小幅度增大，烟气焦油量随切丝宽度的增加呈先增后减的趋势，在单项指标方面，烟支刺激性、杂气、余味及香气的得分呈逐渐下降的趋势。

5 结语

在烟草制品初加工过程中，切丝宽度作为较关键的工艺参数之一，对卷烟各指标有着多方面的影响。近年来，随着精细化加工水平的不断提升，越来越多的卷烟工业企业通过改善切丝宽度的途径来控制过程消耗，适当增加切丝宽度，合理调整工艺参数，可以降低烟叶单箱耗叶[34]。目前，有关切丝宽度对常规烟产品品质影响的研究在逐步深入开展，而对细支卷烟的相关研究[23，35-37]在近2 年才开始进行，还缺乏系统性的基础研究，随着国内外细支烟市场的迅速发展，细支烟技术的开发将是未来重要的研究方向。