综合测试台细支卷烟硬度检测结果修订的研究

党艳娇，郭莉莉，王艳丽，佟亚楠，费丽莹，张世伟

吉林烟草工业有限责任公司（长春 130031）

近年来，细支卷烟生产突飞猛进，产量直线上升，它口感相比较常规卷烟柔和、细腻、刺激性小，较好地满足当下国人的口味偏好。但由于细支卷烟直径较细，其硬度测量与普通卷烟测量结果有较大差异。同时卷烟的硬度是评价卷烟加工性能和质量的一个重要的技术指标，它不仅与卷烟的松紧度有密切关系，而且与卷烟的质量、吸阻密切相关。它不仅影响卷烟的外观质量，还影响卷烟滤嘴的接装质量及其吸味。因此各生产企业在生产过程中都将硬度作为卷烟重要的质量指标严加控制。但往往多地方、多型号仪器检测造成卷烟物理测量结果的差异性。这些差异对实验室检测结果有很大的影响，特别是卷烟硬度的测量结果差异性更大，这些给卷烟生产企业带来较大的困扰，而为了解决硬度检测结果的这些差异，需要对硬度检测结果进行一定的修正，使结果趋于一致性。参考之前试验中对卷烟硬度的修正结果，文章对不同条件下综合测试台细支卷烟硬度测量结果分析研究找到细支烟硬度修正的方法，最终对仪器细支烟硬度结果进行修正，达到保证测量结果的一致性，进而保障卷烟生产加工质量的目的。文章针对之前实验室之间比对细支卷烟硬度检测结果相差1%进行修正。

根据GB/T 22838.6—2009《卷烟和滤棒物理性能的测定第六部分：硬度》的规定，卷烟的硬度是以烟支在径向上抗变形的能力来表示的。其测量通常有点压法和全压法两种方法。点压法即以一定的压力施加于烟支一定时间后，该处直径方向长度与原直径之比的百分数表示。全压法即在一定时间内使整个烟支产生一定形变时所施加的压力表示。其中点压法为仲裁方法，故此次试验中使用的综合测试台采用的都是点压法，主要是研究点压法时的细支卷烟硬度结果的修正。

硬度检测仪器经历了几代更新换代，由开始的国产单机手动测硬度，更换为单机全自动测量，进而发展为综合测试台测量卷烟物理指标。仪器的精度也不断增加，同类型之间的差异性也不断缩小。目前，国际上均采用受压后试样的变形程度来表征卷烟的硬度，相应仪器的测头形状有手指型、半圆型、平面型3种，我国采用平面型的测头，测定仪器来自法国、英国、德国、中国和日本等国的不同制造公司。考虑到检测仪器现有情况及行业使用覆盖率，最终以索定SODIM系列型号进行试验。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

综合测试台（索定SODIM D74-H209）；综合测试台（索定SODIM SODILINE DLA400）；冰箱1台（海尔Haier）；精密机房专用空调机组（阿尔西OPTIMA.O.DXA35E1A2）。

卷烟样品A，B两种（吉林烟草工业有限责任公司）。

1.2 方法

1.2.1 样品的筛选

考虑实际生产需求，选取2个牌号细支卷烟样品A和B作为硬度测量结果修正试样。选取同牌号、同一批次、同一时间、同一机台生产的卷烟作为试样，为保障代表性和均一性，每次试验前同牌号试样选取试验数量两倍量且剔除外观有明显缺陷的卷烟作为每次试验的样品。为保证试样的均一性，将卷烟样品不拆条封存储在0～2 ℃冰柜中保存，每次使用前取出。

1.2.2 试验环境

文章全部试验环境参照GB/T 16447—1996《烟草和烟草制品 调节和测试的大气环境 烟草和烟草制品调节和测试的大气环境》标准要求中检测环境要求。即试验环境温度22±2 ℃，试验环境湿度60%±5%。

1.2.3 影响硬度检测结果参数选择

经查找资料可知，影响综合测试台硬度单元检测结果的因素主要有预压力、压力和持续时间3个可变参数。结合之前常规卷烟硬度试验可知，改变参数，即压力持续时间改变相对简单，便于操作且效果明显，故文章选取改变压力持续时间这个参数来研究其对细支卷烟硬度结果影响和修正。

1.2.4 试验步骤

每个牌品细支卷烟选取3组，每组50支，分别在索定测试台上逐一测定其硬度，以每台仪器50个测量值的平均值作为该仪器的硬度测试结果。

1.2.5 硬度结果修正参数设定

对于压力持续时间这个参数，参考GB/T 22838.6—2009《卷烟和滤棒物理性能的测定第六部分：硬度》规定，持续时间为15 s，针对实验室硬度测量结果需要增加1.0%的要求，故选取减少压力时间来增大硬度的方法，使硬度结果修正量达到目的。

1.2.6 试验设计

参考常规烟支硬度测量试验，选取1台索定测试台，分别选取15，12和10 s的压力时间进行细支卷烟对照试验（以国标规定值15 s硬度为对照）。对其结果进行分析研究，查看是否满足相对持续时间15 s时硬度结果增加1.0%的要求。如不满足，再扩大选取时间范围，直至达到满足试验要求。

选取第2台索定测试台对上述修正结果进行验证。

2 结果与讨论

2.1 单台硬度测试结果与讨论

2.1.1 压力持续时间与硬度关系

表1为试验牌号细支卷烟A及B在不同压力持续时间时硬度结果。可以看出细支卷烟硬度在15～10 s范围内卷烟硬度从0.4%逐渐增加到61.0%，直至到61.5%，增幅为1.0%。根据相关关系性结合图1分析可知，在10～15 s，细支卷烟硬度与压力持续时间呈显著的线性关系，在20～15 s内变化不大。

图1 试样细支卷烟压力持续时间与硬度结果关系图

表1 卷试样烟不同压力持续时间硬度测量结果

2.1.2 硬度结果修正

表2为不同压力持续时间下试验与对照硬度差值。可以看出在10 s时的硬度与对照时间硬度的差值平均为1.0%，达到试验预设15 s时硬度增加1.0%的要求，即在压力持续时间为10 s时其硬度可以修正持续时间为15 s时的硬度。从表2可清晰看出试验硬度结果差值与上述结论基本一致。

表2 试样卷烟不同压力持续时间硬度测量结果差值

进一步说明当压力持续时间为10 s时试样A与B其硬度测量值与15 s时差值从12 s时的0.6%到1.1%，平均值为1.1%。证明在15 s时其硬度可以用10 s时硬度修正。但同时发现每组硬度测量值差值差异波动较大，分析原因认为：细支卷烟的硬度主要是依靠卷烟烟丝与卷烟纸获得的，与卷烟烟丝的填充性和单支重量有密切关系。当卷烟质量相近时，填充性好的卷烟其硬度值偏大，反之偏小。产生这种差值差异波动现象的主要原因是卷烟卷制过程中卷制不均匀，填充性不一致，烟支质量波动大造成。同时与试样数量不多也有一定的关系，当试样样品数量达到一定量时，差值波动就会变小。从试验数据平均值可以看出硬度差值还是接近1.0%。

卷烟硬度测量值在持续时间（10～15 s）内随着持续时间的增加而减小，并且呈显著的线性关系。并且当压力持续时间10 s时其硬度可以作为修正为15 s时硬度的修正值。

2.2 不同测试仪器修正值验证

2.2.1 验证两台测试台测试结果差异性

将索定综合测试台D74-H209试验得到的修正结论在SODIM SODILINE DLA400测试台上进行验证试验。得到表3和表4试验数据。两台测试台在10 s和15 s时的硬度差值都接近0，进而认为两台测试台硬度测量结果的差异可以忽略不计。认定两台测试台硬度测量结果一致。

表3 不同测试台持续时间为15 s硬度值比较

表4 不同测试台持续时间为10 s硬度值比较

由表3和表4可知，在10 s与15 s时SODILINE DLA400和D74-H209测试台的硬度测量值与15 s时差值平均为1.0%，且每组试验差值也接近1.0%，故可确定压力持续时间10 s时硬度可以修正为15 s时的硬度。

综上所述，索定测试台SODILINE DLA400硬度随压力持续时间呈线性关系，且当压力持续时间为10 s时与15 s时差值达到试验设定的增加硬度1.0%的要求，即压力持续时间10 s的硬度可以修正为15 s时的硬度。

3 结论

试验通过对细支卷烟硬度测量参数压力持续时间的研究，确定细支卷烟硬度在10～15 s随持续时间增大而减小且呈显著的线性关系，并且在压力持续时间10 s时硬度测量值比15 s时增加1.0%，即压力持续时间10 s时的硬度可作为15 s时的修正值，通过验证试验也证明这一结论。试验达到修正目的，满足实验室对硬度结果一致性要求，进而保障卷烟生产质量的需要。同时该方法也是硬度结果修正的一种方法创新。该方法操作简单实用，有效提高工作效率，对其他卷烟物理指标的修正有重要的指导作用和深远意义。