第十章、续.ppt

1、三、烟支规格设计 （一）卷烟规格与吸食品质 、卷烟吸阻 、稀释作用 、过滤作用,（）选择性过滤,A、按烟气微粒大小的选择性过滤,醋纤滤嘴的过滤效率取决于烟气微粒的大小（图）。直径在0.30.4m的微粒最难被过滤，这意味着滤嘴对大的和小的微粒具有选择性过滤。,那么，能否通过微粒大小的选择性过滤来选择性的过滤粒相中的某些化学成分呢？伊斯曼公司的研究结果发现，所有化学成分的分布格局与TPM相似（图）。具有相对高蒸气压（吲哚）的成分在中等大小的微粒中（0.50.75m）比在小或大的微粒中的浓度更高。因此，按一定微粒大小的选择性过滤来对某种成分做出选择性过滤恐怕是不可能的。,、气相物质的选择性过滤,烟气

2、在气相物质方面的组分，其过滤的彻底性或占优势的作用所依靠的机制完全不同于粒相的机械性过滤机制，滤嘴去除气相组分的量与去除微粒物的量无关。气相组分的过滤借吸附、吸收和化学反应来完成，通过物理力发生的物理吸附作用类似气体的液化。最有效的吸附剂为活性炭，但具有非常高的蒸气压的气体，诸如一氧化碳和一氧化氮，不能被含有活性炭的滤嘴去除。,、半挥发性组分的选择性过滤,半挥发性组分通常是指卷烟烟气微粒相的能挥发的那部分物质，有时是指在剑桥滤片上捕集的而在一定条件下能再挥发（蒸发）的那部分烟气，虽然这些组分在烟气中所占的比重不大，但它们对卷烟香气和吃味影响很大。 在卷烟烟气气溶胶中，半挥发性组分介于液相和气相

3、之间，通过多孔材料的吸附、渗透性材料的吸收或化学吸收作用、以及机械性的过滤，能把它们从烟气中过滤掉。与其它组分一样，滤嘴对半挥发性组分的过滤也有选择性。,（）滤棒的过滤效率及其 影响因素,、滤棒的过滤效率,滤棒的过滤效率又称滤棒(嘴)效率，它是指滤棒从烟气中去除粒相物的能力。测定它的方法有两种。一是测定被滤棒过滤掉的总粒相物（TPM）的百分率；二是测定滤棒过滤尼古丁的百分率。,a.用总粒相物表示,有直接和间接两种测试手段。直接测试是在卷烟抽吸后称出卷烟滤嘴上的TPM重量，同时采集并称出经滤嘴流出来的TPM重量，用下式计算出过滤效率 式中：ETPM滤嘴对TPM的过滤效率（%）； A滤嘴上的TPM

4、质量（g）； B经滤嘴流出的TPM质量（g）。 间接的方法是将卷烟带有滤嘴和不带滤嘴时所释放的TPM量做比较，然后以下式计算出滤嘴去除TPM的百分率，即过滤效率 式中：C不带滤嘴卷烟（对照）释放的TPM量（g）； D带滤嘴卷烟释放的TPM量（g）。,b.用尼古丁（烟碱）表示,尼古丁的测定迅速而准确，因而尼古丁测定是测定过滤效率的一种适宜的方法，与TPM一样，尼古丁的测定也有直接和间接两种，对于直接测定 式中：En滤嘴对尼古丁的过滤效率（%）； N滤嘴上的尼古丁质量（g）； N由滤嘴流出的尼古丁质量（g）。 若是间接测定 式中：N不带滤嘴的尼古丁释放量（g）； N 带滤嘴的尼古丁释放量（g）。,

5、B、影响滤棒过滤效率的因素,a,滤嘴压降对过滤效率的影响,当烟气流以17.5ml/s的流量流经滤嘴时的压力损失值即为滤嘴压降。 滤嘴对烟气总粒相物的过滤作用，与滤嘴的压降关系极为密切。滤嘴压降增加，烟气在滤嘴中的运动阻力增大，与过滤材料的碰撞机会也增多，则粒相物过滤的效率增大。如图所示。,b.单丝旦数对过滤效率的影响,单丝旦数（dpf）：一根9000m长单丝的重量。 总旦数（TD）：长9000m的丝束的重量。等于丝束纤维根数单丝旦数。,单丝旦数对滤嘴的过滤效率影响较大。纤维的单丝旦数与滤嘴的过滤效率成负相关关系。同一滤材的总旦数保持不变，随单丝旦数的增加，滤嘴的过滤效率逐渐降低。这是因为随着单

6、丝旦数的增加，在相同截面积的滤嘴中纤维支数必然减少，被过滤的物质与过滤材料接触机会也会减少。,c.滤嘴长度对过滤效率的影响,滤嘴对烟气成分的过滤效率与滤嘴的长度成正比关系。滤嘴加长,，压降增大，烟气在运行过程中与滤嘴材料的碰撞机会增多。一般情况下，二醋酸纤维丝束滤嘴每增加5mm，对烟气中焦油的过滤效率可提高10%左右，如图。,C.不同滤棒对卷烟烟气化学特性和感官质量的影响,分别采用三种不同特性的滤棒即丙纤滤嘴（一般PP嘴）、改性丙纤滤嘴（改性PP嘴）和醋纤滤嘴（CA嘴）分别接装相同的烤烟烟丝和相同的混合型烟丝制成卷烟，且各卷烟标记分别为：烤烟型卷烟：MF（PP嘴）、JF（改性PP嘴）、CF（C

7、A嘴）；混合型卷烟：MB（PP嘴）、JB（改性PP嘴）、CB（CA嘴）。研究了不同滤嘴对卷烟烟气中化学成分、香味成分和卷烟吸食品质的影响。结果表明，滤嘴特性不同，对卷烟烟气成分和感官质量的影响明显不同。,a.不同滤棒对烟气常规成分截滤特性的影响,卷烟总粒相物 醋纤滤嘴卷烟焦油量最低，其次是丙纤滤嘴，改性丙纤滤嘴最高。在烤烟型卷烟中，CA滤嘴焦油量比PP嘴与改性PP嘴分别低12%和22%。在混合型卷烟中，CA嘴焦油量比PP嘴与改性PP嘴分别低15.3%和20%。,卷烟烟碱量 三种滤嘴卷烟中，无论是烤烟型还是混合型，都以CA嘴烟碱量最低，PP嘴次之，改性PP嘴最高。 一氧化碳输送量 三种滤嘴在同一

8、类型卷烟的一氧化碳输送量无明显差异，表明丙纤滤嘴、改性丙纤滤嘴和醋纤滤嘴对CO的截滤性能相似。,b.不同滤嘴对烟气中香味质 截滤性能的影响,不同滤棒对不同香味物质的截滤率是不同的，同一滤棒对不同香味物质的截滤率也是不同的，高的达80%，低的仅有20%左右。但三种滤棒对各香味物的截滤效率在混合型卷烟与烤烟型卷烟中是类似的。醋纤棒、丙纤棒和改性丙纤棒在混合型卷烟中对一些香味物质的平均截滤率分别为52.6%、39.1%和36.9%，在烤烟型卷烟中的平均截滤率分别为52.8%、33.6%和35.7%。醋纤滤棒对香味物质的截滤率平均值比丙纤棒和改性丙纤棒要高的多，但醋纤棒对有些香味物的截滤率与丙纤棒和改

9、性丙纤棒差不多，只是对另一些香味成分的截滤率却高很多。 对沸点较低的香味成分，CA滤棒的截滤率较高，一般都在60%80%，而PP滤棒与改性PP滤棒的截滤率一般只有30%左右，对于沸点较高的香味物质的截滤率，丙纤滤棒与醋纤滤棒基本相近，而改性丙纤棒的截滤率，一般还略为偏高些。,b.不同滤棒截滤性能对卷烟吸食品质的影响,卷烟气味中的辛辣刺激和杂气气味成分，大都是沸点低和较低的物质，丙纤棒和改性丙纤棒对这些物质成分的截滤性能比醋纤棒差，必然导致丙纤和改性丙纤棒卷烟比醋纤棒卷烟显露出较多的辛辣刺激和杂气气味。另一方面，香味物质中沸点较高的香味物质是卷烟香气中的主体香味成分，三种滤棒对沸点较高的香味物质

10、的截滤率大致相同，表明它们接装后的卷烟的主体香味是基本相同的。因此，从整体上说，把相同的烟支分别接装丙纤棒（改性丙纤棒）和醋纤棒时，二种卷烟的主体香味基本相似，但丙纤棒和改性丙纤棒卷烟比醋纤棒卷烟的辛辣刺激和杂气会略为显露些。,4、扩散作用,烟气流经烟支过程中，部分小分子量的气体会通过卷烟纸向外界转移，这种现象称为扩散作用。扩散作用只影响分子量小的气体，对卷烟的吸食质量影响不大。,卷烟规格变化，其吸阻、稀释作用、过滤作用变化，吸食质量也会变化。规律：长度增加，烟气浓度降低；反之，烟支变短，烟气浓度升高。由于烟支长度在抽吸过程中是变化的，其对烟气浓度的影响也是动态的。烟支圆周增大时，烟气浓度升高

11、；反之，烟支圆周缩小时，烟气浓度降低。烟支圆周对烟气浓度的影响是恒定的。,（二）卷烟规格与焦油量,焦油是烟气中全部粒相物质减去烟碱和水后剩余物质的统称，即：焦油=TPM-（烟碱+水）。 1996年开始实施的新国标将焦油量分成了5个档次，即低焦油、中低焦油、中焦油、中高焦油和高焦油卷烟，焦油量分别为：小于12mg/支、12-16 mg/支、16-19 mg/支、19-23 mg/支、大于23 mg/支。,、改变圆周 圆周改变时，卷烟的烟丝量、吸阻、燃烧性、抽吸口数、稀释作用和过滤作用均会变化。总的来说，圆周缩小时，焦油量降低。 2、单独改变烟支长度 单独改变烟支长度时，卷烟的烟丝量、实际可燃长度

12、、吸阻、抽吸口数、稀释作用均会变化。总的来说，烟支长度缩短时，焦油量降低。 3、单独改变滤嘴长度 单独改变滤嘴长度时，卷烟的吸阻、抽吸口数、稀释作用和过滤作用均会变化。总的来说，滤嘴长度增加时，焦油量降低。式10-10为烟支长度64mm、滤嘴接装长度=（滤嘴长度+4）mm时，滤嘴长度（L1）与TPM间的关系： TPM =34.2171-0.5657L1 （10-10）,4、单独改变滤嘴接装长度 ，滤嘴接装长度增加时，焦油量降低。式为烟支长度64mm、滤嘴长度20mm时，滤嘴接装长度（L2）与TPM间的关系： TPM =38.4725-0.6202L2 5、卷烟长度不变，缩短烟支长度、 式为卷烟

13、长度84mm、滤嘴接装长度=（滤嘴长度+4）mm时，滤嘴长度（L3）与TPM间的关系。与上式相比可以看出，这种方式不仅没有改变卷烟的总长度，而且降焦效果更明显。 TPM =37.4882-0.7841L3 6、同时增加滤嘴长度和滤嘴接装长度 式为烟支长度64mm时，滤嘴长度（L1-1）和滤嘴接装长度（L1-2）与TPM间的关系。 TPM =34.7376-0.5210L1-1-0.5069L1-2 、卷烟长度不变，同时改变烟支、滤嘴和滤嘴接装长度 式为卷烟长度84mm时，滤嘴长度（L2-1）和滤嘴接装长度（L2-2）与TPM间的关系。与上式比可以看出，这种方式不仅没有改变卷烟的总长度，而且降焦

14、效果更明显。 TPM =40.7935-0.7797L2-1-0.6907L2-2,第五节卷烟吸阻,一、卷烟吸阻 吸阻即卷烟抽吸时的阻力。 国家标准规定：卷烟吸阻设计标准值的范围为500-1300Pa，允差范围为245Pa，即卷烟吸阻的上限在1500Pa左右。,1.影响因素,卷烟吸阻=烟支吸阻+滤嘴吸阻，卷烟的吸阻受下列因素影响： （1）烟支吸阻 烟支吸阻取决于其规格、烟丝填充密度（烟支重量）、填充力、卷烟纸透气度。烟支规格一定时，烟支重量升高，吸阻增大；烟丝填充力和卷烟纸透气度越大，吸阻越小。 （2）滤嘴吸阻 取决于其规格、重量、滤材类型及规格、通风性。 （3）烟支和滤嘴的相对长度及滤嘴接装

15、长度。,2.卷烟吸阻对焦油量的影响,一般来说，卷烟吸阻增大时，焦油量减少，但引起吸阻变化的原因不同，焦油量的变化也不同。,烟支重量与吸阻和焦油,烟支重量在0.911.05g间增加时，吸阻增大，焦油量减少；烟支重量在1.051.15g间继续增加时，虽然吸阻也增大了，但焦油量反而增加；烟支重量继续增加时，焦油量又开始减少。显然，通过增加烟丝用量的方法降低焦油是不可取的，而单纯减少烟丝用量不一定能减少焦油量，因为卷烟的吸阻也会随之降低。如果能在减少烟丝用量的同时增加滤嘴部分的吸阻，使卷烟的吸阻不变，则对降低焦油是有利的。,卷烟纸透气度与吸阻和焦油,卷烟纸透气度升高时，虽然吸阻降低，但焦油量却降低了。

16、说明卷烟纸的稀释作用占主导地位，吸阻的作用未表现出来。吸阻的作用虽然没有表现出来，但它肯定会从一定程度上抵消卷烟纸的作用。可以想象，如果在增加卷烟纸透气度的同时使卷烟的吸阻不变，则焦油会下降的更多。,烟丝填充力与吸阻和焦油,填充力变化时的情况与卷烟纸透气度类似,3.吸阻标准的制定,注意以下两个原则，即：在焦油量能够满足要求的前提下以较低的吸阻为佳；在卷烟吸阻一定的前提下，应选择较低的烟支吸阻和较高的滤嘴吸阻。就84mm卷烟而言，理想搭配是：滤嘴吸阻600700Pa，烟支吸阻500Pa以下。现状是：滤嘴吸阻仅500左右，烟支吸阻却接近600。,第六节卷烟重量,一、重量标准的设定 卷烟重量是指卷烟

17、的单支重量。卷烟重量不仅影响材料消耗，还会影响卷烟的其它质量指标。在卷烟国标中，只规定了卷烟重量的允差（0.1g/支），未规定标准值，目的即让企业根据情况合理制定。,1.卷烟重量与消耗,原辅材料消耗的来源主要有两方面：一是合格烟支的原辅材料消耗，产品标准确定后，属于正常消耗；二是加工中材料遭到破坏及废品烟支引起的原辅材料消耗，即损耗。 从工艺管理上看，烟支重量的设定尤为重要。随着烟支重量的降低废品烟率及空头率都逐渐升高，说明降低烟支重量不利于降低辅助材料消耗。随着烟支重量降低，烟丝单耗降低，接装纸、卷烟纸及滤棒的单耗都升高。但烟支重量每降低10mg/支，原辅材料成本降低1.84元/万支左右，若

18、年产量为175亿支卷烟，在保持卷烟质量不变的条件下，烟支重量每降低10mg/支，原辅材料成本可以节约322万元左右。,烟支重量的设定与废品率和空头率,不同烟支重量的设定与与原材料的成本的关系,2.卷烟重量与质量,烟支重量设定与烟支硬度及吸阻成正相关关系，若烟支重量设定为760mg/支，烟支硬度、吸阻分别为62.0%和1040Pa，均满足质量指标要求，而若将烟支重量设定为750mg/支，则烟支硬度偏低，在包装过程易产生空头烟而被剔除，从而增加废品率，不利于降低消耗。,烟支重量与卷烟烟气,烟支重量与评吸结果,二、影响卷烟重量的因素,卷烟重量与辅料重量,辅助材料作为卷烟重量的一部分，其重量的波动肯定

19、会影响卷烟重量。但辅助材料的重量比较稳定，波动范围仅几毫克，而同一牌号烟支含丝量的波动范围通常达几十毫克甚至上百毫克。因此说，烟支重量的控制主要取决于烟支含丝量的控制。,2.烟丝质量 烟丝质量是由烟丝等级、烟丝含水率、烟丝结构及烟丝填充值等方面综合来表征的。烟丝质量的好坏对烟支重量的高低会产生直接影响。其影响表现为以下几方面： （1）卷烟的标准重量实际上是由烟丝质量决定的。 （2）烟丝质量决定其在卷制中的造碎。 （3）烟丝质量会影响卷烟机的流量控制。,烟丝等级、水分、温度及卷烟机性能等均会影响整丝率变化率，而整丝率变化率的变化会直接影响卷烟的单支重、空头率及废品率。,卷烟烟丝状态与整丝率变化率

20、,卷烟烟丝状态与卷烟质量的关系,3.卷制过程,卷烟在生产过程会受到烟丝、卷烟纸、烟支成形、切支等因素影响，使烟支圆周和烟支长度产生波动。若烟支长度与密度不变，圆周每增加或减少0.1mm，烟支截面积随之增加或减少0.390mm2，烟支长度与密度分别以64mm和245mg/cm3计算，则烟支含丝量也随之增加或减少2mg。若烟支圆周与烟支密度不变，烟支长度每增加或减少0.1mm，烟支圆周与烟支密度分别以24.5mm和245mg/cm3计算，则烟支含丝量也随之增加或减少1.2mg。从烟支长度和烟支圆周对烟支含丝量的影响可以看出，圆周对重量影响较大，但两者总体影响最多不会超过24mg。密度受卷烟机供丝系

21、统供丝均匀性、烟丝质量、烟支重量控制系统控制精度等因素影响，尤其是烟支重量控制系统的控制精度。若将烟支密度为231mg/cm3的烟丝填入烟支圆周为24.76mm、烟支长度为83.8mm的烟支中，则烟支含丝量为719mg，与烟支含丝量为824mg相比减少了105mg。通过对烟支密度、烟支规格两者对烟支含丝量影响程度的比较可以得出烟支密度对烟支含丝量的影响起着决定性作用。因此，烟支重量的控制主要取决于烟支密度的控制。,第七节卷烟纸,卷烟纸又称盘纸。卷烟纸的基本作用是包裹烟丝，使其形成卷烟。此外，卷烟纸还具有控制卷烟燃烧速度，保持烟灰的作用；卷烟纸对卷烟的外观和卷烟的香气、吸味都有一定程度的影响。卷

22、烟纸在降低焦油量及其它有害成分方面的作用显著，如高透气度卷烟纸、含有特殊添加剂的卷烟纸、以及低侧流烟气卷烟纸正在被广泛应用。正因为如此，对卷烟纸的结构、成分和理化特性等方面的要求与一般的纸张有明显区别。卷烟纸必须符合下列要求：,（1）能有效地在高速卷烟机上进行工作。 （2）按规定的速度阴燃并使卷烟达到规定的抽吸口数。 （3）具有规定的多孔度。 （4）外观良好、无瑕疵。 （5）能形成色泽良好的灰分。 （6）燃烧时无毒无味。,一、卷烟纸的类别,二、卷烟纸的规格,每盘纸的长度有4000m、5000m等不同的规格，并包含若干个接头。卷烟纸长度会影响纸张拉力和换纸次数。卷烟纸的宽度取决于烟支圆周，一般为

23、烟支圆周+2mm。卷烟纸的宽度误差为0.25mm。,三、卷烟纸的主要技术指标,1.裂断长 裂断长用一定宽度的卷烟纸靠自身重量将其拉断时的长度表示，单位是m。 2.延伸率 延伸率反映卷烟纸沿纵向被拉伸的能力。一般情况下，延伸力好的卷烟纸的抗张强度也较好。 3.燃烧性 燃烧性是卷烟纸的重要技术指标之一，对卷烟的燃烧性和抽吸口数有很大影响。卷烟纸的燃烧性不良，会影响卷烟的燃烧性，导致抽吸口数增加，严重时会导致卷烟熄火。在烟丝品质一定的情况下，通过改善卷烟纸的燃烧性，可以减少卷烟的抽吸口数，降低卷烟焦油量。 4.透气度 透气度是指在一定压力下，单位时间内通过单位面积卷烟纸的空气量。透气度的单位是cm3/cm2.min.Pa，即CORESTA单位。,5.水分 卷烟纸含水率高低会影响其加工性能，如含水率不当是很容易出现断纸现象。卷烟纸一般应提前进入车间，在生产环境下平衡水分后再投入生产。 6.外观 卷烟纸必须具有良好的外观，以保证卷烟产品的外观。一方面，卷烟纸要具有较高的白度；另一方面，卷烟纸的尘埃度（反映纸张表面有色