2種葉片成絲方式對細支卷煙質量的影響

王夏婷 潘文 鄒泉

摘要 [目的]研究葉片成絲方式對細支卷煙質量的影響。[方法]以細支卷煙煙支重量、吸阻、密度、硬度等物理指標及主流煙氣、煙支空頭剔除率的變化作為效果評價指標，開展了平刀與矩形刀2種葉片成絲方式對細支卷煙質量影響的對比評價。[結果] 2種葉片成絲方式下的煙絲結構差異明顯，平刀切絲方式以長絲（>3.35 mm）占比為主；矩形刀切絲方式以中短絲（1.00 ～3.35 mm）占比為主；矩形刀切絲方式的煙支吸阻、硬度及重量的標準偏差均顯著低于平刀切絲細支卷煙；矩形刀切絲方式所得的細支卷煙總粒相物、焦油、煙堿及一氧化碳釋放量水平顯著低于平刀切絲樣品；采用矩形刀切絲方式的細支卷煙煙支空頭剔除率降低0.03～0.20百分點。[結論]相較于傳統平刀切絲方式，采用矩形刀切絲方式有利于提升細支卷煙卷制質量。

關鍵詞 細支卷煙；葉片成絲方式；平刀切絲；矩形刀切絲；煙支物理特性；煙絲結構；主流煙氣；煙支空頭剔除率

中圖分類號 TS452.+.3 文獻標識碼 A 文章編號 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

細支卷煙通常是指圓周為（17±0.1）mm的卷煙樣品，具有煙支含焦油量低、煙支細長美觀等特點[1-4]，并逐漸成為被國際市場接受并喜愛的產品。但由于細支卷煙圓周小，徑向直徑短，煙絲填充重量較少導致其煙支卷制質量的穩定性波動較大[5] 。煙支卷制過程，是將煙絲經輸送管道輸送至卷煙機進行卷制的過程。對卷煙機進行大量的試驗表明，均勻穩定的來料煙絲結構是提高卷制質量的關鍵。片煙成絲后的煙絲結構，即煙絲尺寸分布，對煙絲卷制過程有顯著影響，并影響著煙支單支克重、吸阻、密度等煙支物理指標的穩定性，進而影響煙支感官品質[6-10]。目前，卷煙制造廠普遍采用傳統的平刀切絲方式對葉片進行切絲處理，這種方式能夠對煙絲寬度進行有效控制，但受限于來料葉片大小不一，傳統平刀切絲方式無法對煙絲長度進行調整，即煙絲結構分布處于不受控狀態，導致煙絲結構分布廣泛，不利于煙支卷制[11]。

朱文魁等[12]研究了傳統切絲方式與定長切絲的方式對煙絲結構、傳統卷煙產品卷制質量和原料消耗的影響。 韓慧杰等[13]進一步研究了傳統切絲、30 mm異型切絲及40 mm異型切絲方式對煙絲結構及卷煙物理指標的影響。但由于細支卷煙在圓周、長度等外觀方面有別于傳統卷煙產品，細支卷煙對葉絲的要求更加嚴格，傳統卷制工藝方法不能完全適應細支卷煙的質量控制。盡管韋文等[14]對細支卷煙制絲工藝參數做了一系列試驗，對切絲寬度、切絲水分、葉絲干燥等工藝參數進行研究，選出了滿足產品設計要求的工藝參數，但在實際生產過程中，細支卷煙卷制質量仍存在波動，且葉絲寬度的降低易帶來出絲率降低、單箱耗絲增大等問題。

基于此，筆者從葉片成絲方式入手，對比研究了平刀切絲方式與矩形刀切絲方式對細支卷煙卷制質量的影響，旨在掌握2種切絲方式對煙絲結構分布、煙支物理特性、主流煙氣及煙支空頭剔除率的影響，為行業提升細支卷煙產品質量穩定性提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料。試驗原料為某細支卷煙配方葉組，玉溪卷煙廠提供；濾棒（120 mm/16.9 mm），玉溪卷煙廠；卷煙紙（32 g/m.2×18.5 mm×4 500 m，50 CU），紅塔藍鷹紙業有限公司；接裝紙（38.5 g/m.2×70 mm×2 500 m），在線打孔，玉溪水松紙廠。

1.1.2 設備。SQ311A滾刀式切絲機，昆明船舶設備集團有限公司；PROTOS 2C卷煙機，德國Hauni公司；AV5170煙支重量分選儀，中國電子科技集團公司第四十一研究所；SODIM 110max600 煙支綜合測試臺，法國Sodim公司；SBL-AV6519煙支水分與密度分布測量儀，中國電子科技集團公司第四十一研究所；煙支硬度測量儀、YQ-2煙絲振動分選篩，鄭州煙草研究院；Haver ZD-T25煙絲震動分選篩；XP404S電子分析天平（感量0.000 1 g），瑞士Mettler Toledo公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備。將細支卷煙配方葉組按正常生產工藝標準進行葉片處理，得到含水率為18%～19%的葉片。葉片經過貯葉柜貯存后輸出，設定相同的切絲條件（切絲寬度為0.7 mm），采用平刀與矩形刀的切絲方式對葉片進行切絲處理。平刀為傳統切絲刀片，切絲過程中僅能控制切絲寬度。矩形刀為錯刃式切刀，與平刀長度相等，刀口為齒形有間距，間距30 mm，切絲過程中固定切絲寬度的同時，可通過調整刀口間距對切絲長度進行控制。成絲后的物料，經相同的烘絲、摻配、加香工序處理，進入貯絲柜貯存，并經管道風送至PROTOS 2C卷煙機卷制成長度規格為100 mm（30 mm+70 mm），圓周為17.0 mm的細支卷煙。將部分卷制好的細支卷煙按重量（560±5）mg/支進行重量分選后，置于溫度為22 ℃，相對濕度60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，備用。

1.2.2 分析方法。

1.2.2.1

煙絲結構。取2種切絲方式的樣品煙絲各2 000 g，按《卷煙工藝規范》及YC/T 178—2003要求測定樣品煙絲結構分布，測量3次，取平均值。

1.2.2.2

煙支密度。取2種切絲方式下的重量分選樣各9組，每組30支，測定煙支密度分布標準偏差的平均值。具體為從煙支點火端開始掃描至濾嘴前端，掃描間距1 mm，根據不同位置密度值分別得到單支煙的密度標準偏差，再求組內密度偏差均值。對樣品的煙支密度分布標準偏差進行方差分析，置信水平區間為95%。

1.2.2.3

煙支重量、吸阻、硬度。取平衡后的2種切絲方式的細支卷煙樣品各200支，分9組，每組不少于20支。按GB/T 22838.4—2009、GB/T 22838.5—2009、GB/T 22838.6—2009標準測定煙支重量、吸阻、硬度并計算相對標準偏差。對樣品煙支重量、吸阻、硬度的均值及標準偏差進行方差分析，置信水平區間為95%。

1.2.2.4

煙支端部落絲量及含末率測定。取平衡后的2種切絲方式的細支卷煙樣品各500支，均分為9組后，按GB/T 22838.7—2009及GB/T 22838.16—2009標準測定端部落絲量及含末率，對結果進行方差分析，置信水平區間為95%。

1.2.2.5

煙支主流煙氣測定。取平衡后的2種切絲方式的細支卷煙樣品各500支，均分為9組后，按GB/T 19609—2004、GB/T 23356—2009、GB/T 23355—2009、YC/T 157—2001等標準進行主流煙氣中總粒相物、焦油、一氧化碳、煙堿釋放量的測定，對結果進行方差分析，置信水平區間為95%。

1.2.2.6

煙支空頭剔除率。對樣品煙絲進行上機卷制，卷煙機穩定運行15 min后記錄設備煙支空頭剔除率，比較2種切絲方式的煙支空頭剔除率差異。

2 結果與分析

2.1 細支卷煙煙絲結構對比分析

由于煙絲長度分布的比例變化與煙支物理指標存在一定的關聯性[8-13]，因此對2種切絲方式下的煙絲結構分布進行對比分析，見圖1。由圖1可直觀看出，2種切絲方式的煙絲結構差異明顯。平刀切絲方式的樣品，以長絲（>3.35 mm）占比為主，為49.51%，中短絲（1.00～3.35 mm）次之，為46.84%；而矩形刀切絲方式的樣品，以中短絲占比為主，為59.29%，長絲次之，為37.20%。

2.2 細支卷煙物理特性對比分析

2.2.1 細支卷煙物理特性對比分析。

煙支密度分布是煙支內煙絲分布均勻性的表征指標，煙支密度的大小對煙支重量及吸阻的穩定性有較大的影響[15-16]，同時，煙支重量與吸阻呈線性關系變化，一般說來，煙支重量越大，吸阻越大，重量穩定性越好，吸阻穩定性亦越好。對經過重量分選的樣品分別進行煙支密度及吸阻、硬度檢測。表1為重量分選后2種切絲方式的煙支密度、吸阻及硬度測試及分析結果。由表1可知，其煙支吸阻、硬度的均值P值分別為0.005、0.009；標準偏差P值分別為0.038、0.018，均小于0.05。說明在95%的置信水平下，在煙支單支重量相等的條件下，矩形刀切絲方式的樣品其煙支吸阻、硬度的標準偏差均顯著低于平刀切絲樣品。表2為非重量分選的樣品煙支重量、吸阻標準偏差及分析結果。由表2可知，2種方式的煙支重量、吸阻的標準偏差P值分別為0.032、0.010，均小于0.05，說明在95%的置信水平下，2種方式的煙支重量、吸阻的穩定性存在顯著差異，矩形刀切絲方式的樣品在煙支重量、吸阻指標上的穩定性優于平刀切絲樣品。這可能是由于2種切絲方式下煙絲結構的差異造成的，矩形刀切絲方式以中短絲占比為主的特點可能是提高細支卷煙物理指標穩定性的主要原因。

2.2.2 細支卷煙煙支端部落絲量及含末率對比分析。

比較2種切絲方式下煙支端部落絲量及含末率的差異性，對2組切絲方式的檢測結果進行方差分析，分析結果見表3。由表3可知，2種方式下的細支卷煙煙支端部落絲量及含末率P值分別為0.389、0.650，均大于0.05，即在95%的置信水平下，2種方式下的細支卷煙煙支端部落絲量及含末率不存在顯著性差異。

2.3 細支卷煙主流煙氣對比分析

為研究2種切絲方式下的細支卷煙在抽吸口數、總粒相物、焦油、煙堿、一氧化碳指標上的差異，對2組檢測數據進行了方差分析，檢測及分析結果見表4。由表4可知，抽吸口數、總粒相物、焦油量、煙堿、一氧化碳的P值分別為0.833、0.000、0.000、0.000、0.002，除抽吸口數外，其余指標的P值均<0.05，說明除抽吸口數外，2種切絲方式下細支卷煙的總粒相物、焦油量、煙堿、一氧化碳在95%的置信水平下，均存在顯著性差異。此外，矩形刀切絲方式下的細支卷煙其總粒相物、焦油量、煙堿量及一氧化碳量減少，可能是由于2種切絲方式下煙絲結構的差異影響了煙支內煙絲的密度分布，改變煙支內的煙絲燃燒狀態，從而降低主流煙氣中總粒相物、焦油、煙堿及一氧化碳量。

2.4 細支卷煙煙支空頭剔除率對比分析

對2種切絲方式下的樣品進行上機卷制，保證卷煙機穩定運行15 min后記錄其煙支空頭剔除率。圖2為2種切絲方式下的樣品在卷煙機上生產的空頭煙支剔除率?？梢钥闯?，平刀切絲方式下的樣品，煙支空頭剔除率在1.96%～2.05%范圍內波動；矩形刀切絲方式的樣品，煙支空頭剔除率在1.85%～1.93%范圍波動。兩者相比，矩形刀切絲方式的樣品其煙支空頭剔除率較平刀方式下降了0.03～0.20百分點。說明在保證卷煙設備參數、煙用輔料、煙支重量等條件不變的情況下，中短絲率占比較高的樣品更有利于減少煙支空頭的產生。

3 結論

通過對2種切絲方式（平刀、矩形刀）的細支卷煙煙絲結構、煙支物理特性、主流煙氣、煙支空頭剔除率等指標進行對比研究，得到了相關的研究結果。研究表明：2種切絲方式的煙絲結構分布差異明顯，平刀切絲方式樣品以長絲占比為主；矩形刀切絲方式樣品以中短絲占比為主。采用矩形刀切絲方式能夠顯著提高煙支重量、吸阻、硬度指標的穩定性，同時不影響煙支端部落絲量及含末率。采用矩形刀切絲方式的樣品其煙支總粒相物、焦油、煙堿及一氧化碳含量均顯著低于平刀切絲樣品。矩形刀方式下的樣品其煙支空頭剔除率較平刀方式降低了0.03～0.20百分點。綜上所述，矩形刀切絲方式較平刀切絲方式而言，改變了煙絲結構分布，提高了細支卷煙煙支物理特性的穩定性，降低了煙支主流煙氣內的焦油量、煙氣煙堿量、一氧化碳量，同時能有效降低煙支空頭剔除率。因此，采用矩形刀切絲方式對于細支卷煙卷制質量有一定的提升效果，在細支卷煙生產制造過程中，可考慮選擇采用矩形刀切絲方式來改進細支卷煙質量。

參考文獻

[1] 甘學文，胡啟秀，蔣錦鋒，等.HCI模式對超細卷煙常規煙氣成分測試結果的影響[J].煙草科技，2014（7）：40-44.

[2] LEE K，CARPENTER C，CHALLA C，et al.The strategic targeting of females by transnational tobacco companies in South Korea following trade liberalisation[J].Globalization & health，2009，5（6）：1-10.

[3] MLADJENOVIC N，MAERTENS R M，WHITE P A，et al.Mutagenicity of smoke condensates from Canadian cigarettes with different design features[J].Mutagenesis，2014，29（1）：7-15.

[4] SIU M，MLADJENOVIC N，SOO E.The analysis of mainstream smoke emissions of Canadian ‘super slim cigarettes[J].Tobacco control，2013，22（6）：1-10.

[5] 姚光明，王文輝，尹獻忠，等.煙絲結構對煙絲填充值和卷接質量的影響[J].鄭州輕工業學院學報（自然科學版），2003，18（4）：62-64.

[6] 孫東亮，米強，胡建軍.卷煙卷制質量的穩定性研究[J].煙草科技，2007（4）：9-12.

[7] 容秀英.影響煙支端部落絲量的因素研究[J].機電工程技術，2014（6）：260-263.

[8] 堵勁松，申曉峰，李躍鋒，等.煙絲結構對卷煙物理指標的影響[J].煙草科技，2008（8）：8-13.

[9] 于建軍.卷煙工藝學[M].北京：中國農業出版社，2003：286-293.

[10] 倪克平，范鐵楨，王濤.卷煙硬度、吸阻與單支重相關性分析[J].煙草科技，2002（3）：9-13.

[11] 黃治，何蓉，譚奇忠，等.灰色關聯法分析煙絲對煙支物理指標的影響[J].煙草科技，2010（12）：12-15.

[12] 朱文魁，張永川，向光，等.片煙成絲模式對煙絲結構與卷制質量的影響[J].煙草科技，2012（5）：10-12.

[13] 韓慧杰，羅光杰，譚科軍，等.不同切絲模式對煙絲結構與卷煙物理指標的影響[J].中國農學通報，2014，30（6）：302-305.

[14] 韋文，劉政，劉遠濤，等.細支卷煙制絲工藝參數優化[J].中外食品工業，2015（2）：7-8.

[15] 趙同林，李兵役，田興友，等.煙支密度與煙支重量、吸阻、硬度及標準偏差的關系[J].煙草科技，2005（4）：13-15.

[16] 魯永祥，王曉輝，唐家偉，等.煙絲結構對煙支密度穩定性的影響[C]//中國煙草學會工業專業委員會煙草工藝學術研討會論文集.南寧：中國煙草學會，2009：75-78.