卷烟纸对卷烟燃烧性能的影响

卷烟纸透气度对卷烟燃吸温度分布特征的影响谢国勇;李斌;银董红;秦国鑫;庞红蕊;王兵【摘要】为了研究卷烟纸特性对烟支燃烧状态的影响,制备了不同透气度卷烟纸试验卷烟样品,利用改进的Rosin-Rammler(R-R)分布模型考察了40～80 CU透气度卷烟纸对卷烟燃吸温度分布特征(燃吸前静燃、抽吸期间和抽吸后)的影响.结果表明:卷烟燃吸过程中,随卷烟纸透气度的增加,燃烧锥最高温度先降低后升高,在透气度为70 CU时转折；燃吸过程中各时刻点(静燃、抽吸及阴燃)的燃烧锥体积先增加后降低,在透气度为70 CU时转折,同时,燃烧锥体积在抽吸结束时刻达到最大值；燃烧锥特征温度先升高后降低,在透气度为60和70 CU时转折,分布参数呈现相同规律.【期刊名称】《烟草科技》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】5页(P35-39)【关键词】卷烟纸;透气度;燃烧锥;温度分布【作者】谢国勇;李斌;银董红;秦国鑫;庞红蕊;王兵【作者单位】湖南中烟工业有限责任公司技术研发中心,长沙市劳动中路426号410007;中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草行业烟草工艺重点实验室,郑州高新技术产业开发区枫杨街2号450001;湖南中烟工业有限责任公司技术研发中心,长沙市劳动中路426号 410007;中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草行业烟草工艺重点实验室,郑州高新技术产业开发区枫杨街2号450001;中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草行业烟草工艺重点实验室,郑州高新技术产业开发区枫杨街2号450001;中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草行业烟草工艺重点实验室,郑州高新技术产业开发区枫杨街2号450001【正文语种】中文【中图分类】TS412卷烟消费中影响健康的有害物质主要存在于卷烟烟气中，而卷烟烟气中的化学成分是经过一系列化学和物理过程形成的，包括烟草中挥发性成分的蒸发和蒸馏过程、非挥发成分的热解过程、热解形成焦油的不完全燃烧及初始产物的二次反应过程，同时还包括阴燃和抽吸条件下的传递过程（质量、热量和动量）等变化［1-3］。

论文与综述卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响郑㊀丰１,项㊀磊１,葛少林１,２∗(１．烟草化学安徽省重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,安徽合肥２３００８８;２．烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,安徽合肥２３００８８)[摘㊀要]㊀卷烟自由燃烧速率是卷烟燃烧特性的表观特征参数,实验考察了卷烟纸的原料组分㊁定量㊁透气度㊁灰分㊁宽度及助燃剂等参数对卷烟自由燃烧速率的影响,并分析了卷烟纸阴燃速率与卷烟自由燃烧速率间的关联性,结果表明:卷烟纸的定量㊁透气度㊁助燃剂含量以及助燃剂中钾盐和钠盐的比例是影响卷烟自由燃烧速率的主要卷烟纸参数,而卷烟纸浆料组分㊁灰分以及宽度对卷烟自由燃烧速率影响有限;卷烟纸阴燃速率仅反映卷烟纸自身的燃烧性,与卷烟自由燃烧速率无明显相关性.[关键词]㊀卷烟纸;自由燃烧速率;阴燃速率;定量;透气度;灰分;助燃剂收稿日期:２０１９－１１－０７作者简介:郑丰(１９８０－),学士,工程师,主要从事卷烟材料研究.通信作者:葛少林(１９８１－),博士,副研究员,主要从事烟草及烟用材料化学成分分析.㊀㊀卷烟自由燃烧速率是卷烟燃烧过程的表观特征参数,其与卷烟的焦油㊁C O ㊁烟气有害成分释放以及烟气的感官品质显著相关[１Ｇ３],对于卷烟产品质量控制具有重要的参考价值.卷烟的自由燃烧速率是卷烟烟支烟丝端燃烧特性的综合反映,其受到卷烟纸㊁叶组配方㊁烟支结构参数的影响,尤其是卷烟纸[４].卷烟纸物理参数对其自身的阴燃速率产生显著影响[５Ｇ９].卷烟纸阴燃速率随定量升高而降低,但透气度增大将加快卷烟纸的阴燃速率,卷烟纸中助燃剂种类及其添加量㊁碳酸钙含量对卷烟纸的阴燃速率产生影响.虽然卷烟纸参数对其阴燃速率产生影响,然而卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响研究缺乏,且卷烟纸阴燃速率与卷烟自由燃烧速率间的关系尚不明确,不能有效指导卷烟产品研发过程的卷烟纸设计.本文通过考察卷烟纸的原料组分㊁定量㊁透气度㊁灰分㊁宽度及助燃剂等因素,探讨卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响,并分析卷烟纸阴燃速率与卷烟自由燃烧速率间的关联性,为卷烟纸及卷烟产品设计提供技术支撑.１㊀材料与方法１．１㊀材料实验所用不同参数的卷烟纸均为单一参数变化样品,其它参数均保持基本不变,所有样品均由牡丹江恒丰纸业股份有限公司提供;卷烟所用烟丝为 黄山 品牌某一规格产品所用配方烟丝,除卷烟纸以外烟支样品其它辅材均为同一规格.所有设计都是单一参数变化,其他参数不变的情况下进行的生产制样.１．２㊀仪器与方法卷烟纸阴燃速率测试按照Y C /T１９７Ｇ２００５,测试结果以mm /s 表示[１０].使用安徽合肥众沃C S RⅡ型阴燃速率测定仪测试十组卷烟纸样品的阴燃速率,计算平均值.卷烟自由燃烧速率的测定,采用棉线法[７],测试卷烟４０mm 纵向长度燃烧的时间,测试１０组数据计算平均值,测试结果以mm /m i n 表示.２㊀结果与讨论２．１㊀浆料组分对卷烟纸阴燃速率及卷烟自由燃烧速率的影响图１表示了不同麻纤维含量与卷烟纸阴燃速率以及卷烟自由燃烧速率的线性关系.结果表明:在１ 卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响固定卷烟纸其它参数的前提下,不同麻纤维含量卷烟纸阴燃速率在１．８２~１．８９mm /s 之间波动且无明显规律;麻纤维含量对卷烟自由燃烧速率影响更小(在６．２７~６．３７mm /m i n 间波动);由此可见,仅调节麻纤维的比例对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率均无显著影响.图１㊀不同麻纤维含量卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F i g ．１㊀S m o l d e r i n g r a t e o f c i g a r e t t e p a pe r a n df r e e c o m b u s t i o n r a t e o f c ig a r e t t ew i t hd i f f e r e n th e m p co n t e n t ２．２㊀卷烟纸定量对卷烟纸阴燃速率及卷烟自由燃烧速率的影响固定透气度㊁助燃剂以及填料等卷烟纸参数,实验考察定量单一因素对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的影响,结果如图２.结果表明:随着卷烟纸定量的升高卷烟自由燃烧速率从５．３１mm /m i n 逐渐升高至７．２５mm /m i n ,最大增幅达到了３７．０％;然而卷烟纸定量的增加却降低了卷烟纸自身燃烧性.卷烟纸定量对卷烟自由燃烧速率的促进作用应该与卷烟燃烧温度的升高有关[１１].图２㊀不同定量卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F i g ．２㊀S m o l d e r i n g r a t e o f c i g a r e t t e p a pe r a n df r e e c o m b u s t i o n r a t e o f c ig a r e t t ew i t hd i f f e r e n t b a s i sw e i gh t ２．３㊀卷烟纸透气度对卷烟纸阴燃速率及卷烟自由燃烧速率的影响卷烟纸透气度影响卷烟燃烧状态,并对卷烟产品感官品质和烟气指标产生显著影响[１２].图３为透气度对卷烟自由燃烧速率和卷烟纸阴燃速率的影响结果.从图３中可看出:随着卷烟纸透气度的升高,卷烟自由燃烧速率呈逐步上升的趋势,但透气度的影响程度较定量低(透气度从３０C U 增加至９０C U ,自由燃烧速率仅增加１２．０％);然而透气度对卷烟纸自身的阴燃速率无明显影响.透气度对卷烟纸以及卷烟燃烧性能的影响差异,主要是由于透气度增加可提高卷烟烟丝贫氧燃烧时氧气的供给量[１３],但卷烟纸阴燃为氧气供给充足,透气度对卷烟纸阴燃速率影响不明显可能由此导致.图３㊀不同透气度卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F i g ．３㊀S m o l d e r i n g r a t e o f c i g a r e t t e p a pe r a n df r e e c o m b u s t i o n r a t e o f c ig a r e t t ew i t hd i f f e r e n t p o r o s i t y２．４㊀不同灰分对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的影响图４㊀不同灰分卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F i g ．４㊀S m o l d e r i n g r a t e o f c i g a r e t t e p a pe r a n df r e e c o m b u s t i o n r a t e o f c i ga r e t t ew i t hd i f f e r e n t a s h２ ㊀２０１９年㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀«黑㊀龙㊀江㊀造㊀纸»㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀灰分是卷烟纸重要的质控参数之一[１４].图４显示灰分对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的影响,结果表明:随着卷烟纸灰分的增加,卷烟自由燃烧速率呈下降趋势,而卷烟纸阴燃速率则随着灰分的增加呈上升趋势,但灰分对二者的影响有限(卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率最大变化幅度仅分别为１１％和４％).２．５㊀不同的纸张宽度对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的影响图５显示了卷烟纸宽度从１９mm 至３０mm 的卷烟纸阴燃速率及其卷烟自由燃烧速率的变化情况,结果表明:随着纸条宽度的增加,卷烟纸自身燃烧速度变慢(最大降幅为９％),卷烟的自由燃烧速率稍微增加,但幅度变化很小.主要是由于在较低燃烧温度下,卷烟圆周的增大在一定程度上提高了烟支扩散率,使进入烟支中的氧气稍增加,导致卷烟的自由燃烧速率稍微增加.图５㊀不同纸张宽度卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F i g ．５S m o l d e r i n g r a t e o f c i g a r e t t e p a pe r a n df r e e c o m b u s t i o n r a t e o f c ig a r e t t ew i t hd i f f e r e n t p a pe rw i d t h ２．６㊀不同助燃剂含量对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的影响卷烟纸助燃剂主要是有机酸钾钠盐,助燃剂是影响卷烟烟气的主要指标[１５Ｇ１６],其对卷烟自由燃烧速率和卷烟纸阴燃速率的影响见图６.从图中可看出:在０．５３％~１．５４％添加量范围内,助燃剂含量对卷烟纸阴燃速率无显著影响,但却对卷烟自由燃烧速率产生显著影响,且随着助燃剂含量的增加而逐渐增大,最大增幅可达３９％.助燃剂对卷烟自由燃烧速率的影响应与钾钠类助燃剂对纤维素的催化作用有关:钾钠降低纤维素的热解活化能,影响卷烟的燃烧温度,使卷烟碳化线附近卷烟纸的透气度发生明显变化[７,１７].此外,助燃剂对卷烟烟气成分的降低应该与其导致的自由燃烧速率增大相关.图６㊀不同助燃剂含量卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F i g ．６㊀S m o l d e r i n g r a t e o f c i g a r e t t e p a p e r a n d f r e e c o m b u s t i o n r a t e o f c i g a r e t t ew i t hd i f f e r e n t c o m b u s t i o n a ge n t c o n t e n t ２．７㊀不同钾钠比例助燃剂对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的影响助燃剂中钾盐和钠盐比例是卷烟纸质量调节与控制的重要参数,其对卷烟自由燃烧速率和卷烟纸阴燃速率的影响见图７,结果表明:在其他参数固定的前提下,随着卷烟纸助燃剂钠盐比例的增加,卷烟自由燃烧速率呈逐渐下降的趋势(最大降幅达到２１％),但卷烟纸阴燃速率没有规律性变化且变化幅度不大.钾钠比对卷烟自由燃烧速率的影响是钾盐和钠盐对卷烟燃烧温度影响不一样,导致卷烟碳化线附近卷烟纸的透气度影响程度不同造成:相同的加热条件下,柠檬酸钾对卷烟纸碳化线附近的透气度增幅更大[７,１７].图７㊀不同钾钠比助燃剂卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F i g ．７S m o l d e r i n g r a t e o f c i g a r e t t e p a p e r a n d b u r n i n gr a t e o f c i g a r e t t ew i t h d i f f e r e n t c o m b u s t i o n a g e n t po t a s s i u mt o s o d i u mr a t i o３ 卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响３㊀结论㊀㊀卷烟自由燃烧速率是影响卷烟产品品质的核心指标,其与卷烟纸阴燃速率无明显相关性,但卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率产生影响,尤其是卷烟纸定量㊁透气度㊁助燃剂含量及其钾盐的比例四个参数,这四个卷烟纸参数的增加可较大幅度地影响卷烟的自由燃烧速度;然而纸张的纤维种类㊁宽度以及灰分对卷烟自由燃烧速率和卷烟纸阴燃速率均无显著影响.因此,卷烟纸阴燃速率反映的仅是纸张自身的燃烧特性,并不能用来评判卷烟的燃烧性.卷烟产品设计时应关注卷烟纸参数对自由燃烧速率的影响.[参㊀考㊀文㊀献][１]㊀S h e nJ i n g ,L i J i n s o n g,Q i a nX u e r e n ,e t a l ．Ar e v i e wo n e n g i n e e r i n g o f c e l l u l o s i cc i g a r e t t e p a p e r t or e d u c ec a r Ｇb o n m o n o x i d e d e l i v e r y o fc i g a r e t t e s [J ]．C a r b o h yd r ．P o l ym．,２０１４,１０１(３０):７６９Ｇ７７５．[２]㊀C H E N D u Ｇj i a n ,Z HA N G Y i n g Ｇpu ,HU A N G C h a o Ｇz h a n g ,e t a l ．E f f e c t o f t h eP r o p o r t i o no fH e m p P u l p i n C i g a r e t t eP a p e r o nC i g a r e t t e S e n s o r y Q u a l i t y [J ]．C h i Ｇn aP u l p &P a pe r ,２０１７(４):４６Ｇ５０．陈笃建,张颖璞,黄朝章,等．卷烟纸麻浆含量对卷烟感官质量的影响[J ]．中国造纸,２０１７(４):４６Ｇ５０．[３]㊀HU A N G C h a o Ｇz h a n g ,L IG u i Ｇz h e n ,L I A N F e n Ｇya n ,e t a l ．E f f e c t s o f c i g a r e t t e p a p e r p r o p e r t i e s o n d e l i v e r i e s o f ７h a r m f u l c o m p o n e n t s i n m a i n s t r e a mc i g a r e t t es m o k e [J ]．T ob ac c oS c i e n c e&T e c h n o l o g y ,２０１１(４):２９Ｇ３２．黄朝章,李桂珍,连芬燕,等．卷烟纸特性对卷烟主流烟气７种有害成分释放量的影响[J ]．烟草科技,２０１１(４):２９Ｇ３２．[４]㊀Z HA O H o n g ．E f f e c to fc i g a r e t t e p a p e ro nc i ga r e t t e c o mb u s t i o n p r o p e r t y [J ]．H e i l o n g j i a n g P u l p &P a p e r ,２００６(２):４２Ｇ４３．赵宏．卷烟纸对卷烟燃烧性能的影响[J ]．黑龙江造纸,２００６(２):４２Ｇ４３．[５]㊀C U IQ i n g Ｇju n ,WA N G X i n ,WA N G L i Ｇm i n ,e t a l ．F a c Ｇt o r sI n f l u e n c i n g S m o l d e r i n g R a t eo f C i g a r e t t e P a p e r [J ]．C h i n aP u l p &P a p e r ,２０１３,３２(３):７４Ｇ７６．崔庆军,王馨,王立民,等．浅析卷烟纸阴燃速率的影响因素[J ]．中国造纸,２０１３,３２(３):７４Ｇ７６．[６]㊀W a n g Y i n g ．F a c t o r sI n f l u e n c i n g S m o l d e r i n g Ra t eo f C i g a r e t t eP a p e r ．C h i n aP u l p &P a p e r ,２０１４,３３(６):７３Ｇ７５．王颖．影响卷烟纸阴燃速率的因素[J ]．中国造纸,２０１４,３３(６):７３Ｇ７５．[７]㊀WA N G Q i Ｇc h e n g ．E f f e c t s o f B u r n i n g A d d i t i v e i nC i ga Ｇr e t t eP a p e ro nt h eC i g a r e t t eS t a t i cB u r n i n g S p e e d [J ]．C h i n aP u l p &P a pe r ,２０１５,３４(８):７３Ｇ７４．王启成．卷烟纸中助燃剂含量及比例对卷烟静燃速率的影响[J ]．中国造纸,２０１５,３４(８):７３Ｇ７４．[８]㊀G O N G S h u Ｇg u o ,F A N H u a ,HU A N G Y i Ｇq i n g,e ta l ．I n f l u e n c e o f c o m b u s t i o n i m p r o v e r i n c i g a r e t t e p a p e r o n c i g a r e t t e s q u a l i t y [J ]．P a p e ra n dP a p e r M a k i n g ,２０１１(１０):４３Ｇ４６．龚淑果,樊华,黄溢清,等．卷烟纸助燃剂设计对卷烟品质的影响[J ]．纸和造纸,２０１１(１０):４３Ｇ４６．[９]㊀Y A N GZ h a n Ｇj u n ．T h e i n f l u e n c e f a c t o r s o f c i ga r e t t e p a Ｇp e r c o mb u s t i o n p e r f o r m a nc e [J ]．H u b e i P u l p &P a p e r ,２００５(４):１１Ｇ１２．杨占军．卷烟纸燃烧性能的影响因素[J ]．湖北造纸,２００５(４):１１Ｇ１２．[１０]㊀Y C /T１９７Ｇ２００５．D e t e r m i n a t i o n o f S t a t i cC o m b u s t i b i l Ｇi t y R a t e o fC i g a r e t t eP a pe r [S ]．Y C /T１９７Ｇ２００５．卷烟纸阴燃速率的测定[S ]．[１１]㊀X I E D i n g Ｇh a i ,HU A N G X i a n Ｇz h o n g ,S HA N J i n g,e t a l ．E f f e c t s o f B a s i sW e i g h t o f C i g a r e t t eP a p e r o nC i g Ｇa r e t t eB u r n i n g T e m p e r a t u r ea n dt h eP r o p e r t y of t h e M a i n s t r e a mS m o k e [J ]．C h i n aP u l p &P a p e r ,２０１３,３２(１２):３４Ｇ３７．谢定海,黄宪忠,单婧,等．卷烟纸定量对卷烟燃烧温度及烟气指标的影响[J ]．中国造纸,２０１３,３２(１２):３４Ｇ３７．[１２]㊀HU Q u n ,G U B o ,MAJ i n g,e t a l ．I n f l u e n c eo f n a t u r a l p e r m e a b i l i t y o f c i g a r e t t e p a p e ro n p h y s i c a l p r o pe r t i e s a n d s m o k e d e l i v e r y of c ig a r e t t e s [J ]．T o b a c c oS c i e n c e &T e ch n o l o g y,２００２(８):７Ｇ１０．胡群,顾波,马静,等．卷烟纸自然透气度对卷烟物理性能及烟气量的影响[J ]．烟草科技,２００２(８):７Ｇ１０．[１３]㊀B a k e rR R．S m o k e g e n e r a t i o n i n s i d eab u r n i n g c i ga Ｇr e t t e :M o d i f y i n g c o mb u s t i o n t o d e v e l o pc i g a r e t t e s t h a tm a y b e l e s s h a z a rd o u s t ohe a l t h [J ]．P r o g E n e r g C o m b u s t S c i ,２００６,３２(４):３７３Ｇ３８５．[１４]㊀H E D o n g Ｇx i a n g ,Z HA N G W e n Ｇj i n g ,L üC h a n g Ｇp i n g．４ ㊀２０１９年㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀«黑㊀龙㊀江㊀造㊀纸»㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀E f f e c t o f c a l c i u mc a r b o n a t e f o r c i g a r e t t e p a p e r o n r e Ｇl e a s eo fh a r m f u l c o m p o n e n t s i nc i g a r e t t es m o k e [J ]．G a n s uS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,２０１５,３１(５):３６Ｇ３８．何东香,张雯晶,吕长平．卷烟纸用碳酸钙对烟气有害成分释放量的影响研究[J ]．甘肃科技,２０１５,３１(５):３６Ｇ３８．[１５]㊀L I U Z h i Ｇh u a ,C U I L i n g ,M I A O M i n g Ｇm i n g,e ta l ．E f f e c t so fc o m b u s t i o ni m pr o v e r p o t a s s i u m c i t r a t e a n ds o d i u m c i t r a t e m i x t u r eo n m a i n s t r e a m s m o k e [J ]．T o b a c c oS c i e n c e &T e c h n o l o g y ,２００８(１２):１０Ｇ１３．刘志华,崔凌,缪明明,等．柠檬酸钾钠混合盐助燃剂对卷烟主流烟气的影响[J ]．烟草科技,２００８(１２):１０Ｇ１３．[１６]㊀G U O J i Ｇz h a o ,Z H E N G S a i Ｇj i n g ,Y A N Q u a n Ｇp i n g,e t a l ．E f f e c t so f c o m b u s t i o n i m p r o v e r i nc i g a r e t t e p a p e r o nd e l i v e r i e so f s e v e nh a r m f u l c o m po n e n t s i n m a i n Ｇs t r e a m c i g a r e t t e s m o k e [J ]．T o b a c c o S c i e n c e &T e c h n o l o g y,２０１２(７):４３Ｇ４５．郭吉兆,郑赛晶,颜权平,等．卷烟纸助燃剂对主流烟气７种有害成分释放量的影响[J ]．烟草科技,２０１２(７):４３Ｇ４５．[１７]㊀G O N G A n Ｇd a ,L IG u i Ｇz h e n ,Y A N GS h a o Ｇw e n ,e t a l ．I n f l u e n c eo fb u r n Ｇs u p p o r t i n g a g e n t so nc i g a r e t t e p a Ｇp e r a n dm a i n s t r e a ms m o k e [J ]．A p p l i e dC h e m i c a l I n Ｇd u s t r y,２０１１(３):４５３Ｇ４５６．龚安达,李桂珍,杨绍文,等．助燃剂对卷烟纸及卷烟烟气的影响研究[J ]．应用化工,２０１１(３):４５３Ｇ４５６．E f f e c t s o fC i g a r e t t eP a p e rP a r a m e t e r s o nF r e eC o m b u s t i o nR a t e o fC i ga r e t t e Z H E N GF e n g １,X I A N GL e i １,G ES h a o Ｇl i n １,２∗(１．A n h u iK e y L a b o r a t o r y o f T o b a c c oC h e m i s t r y ,C h i n aT o b a c c oA n h u i I n d u s t r i a lC o ．,L t d ．,H e f e i ２３００８８,C h i n a ;２．K e y L a b o r a t o r y o f C o m b u s t i o n &P y r o l y s i sS t u d y o f C N TC ,C h i n aT o b a c c oA n h u i I n d u s t r i a lC o ．,L t d ．,H e fe i ２３００８８,C h i n a )A b s t r a c t :T h e r a t e of f r e e c o m b u s t i o n o f c ig a r e t t e r e p r e s e n t s a p p a r e n t ch a r a c t e ri s t i c p a r a m e t e r s o f c i ga r e t t e c o mb u s t i b i l i t y ．T h e i n f l u e nc e o fd i f fe r e n t c i g a r e t t e p a p e r p a r a m e t e r s ,s u c h a s b a s i sw e i g h t ,a i r p e r m e a b i l i Ｇt y ,K /N ar a t i o ,h e m pp u l p c o n t e n t ,a s hc o n t e n ta n db u r ni m p r o v e rc o n t e n t ,w a ss t u d i e d ．T h er e s u l t s s h o w e d t h a tf o u r c ig a r e t t e p a p e r p a r a m e t e r s ,i n c l u d i n g b a s i sw e i gh t ,p e r m e a bi l i t y ,c o m b u s t i o n i m p r o v e r c o n t e n t a n dK /N ar a t i o ,s i g n i f i c a n t l yp r o m o t e dt h er a t eo f f r e ec o m b u s t i o no f c i g a r e t t e ．W h e r e a sh e m pp u l p c o n t e n t ,a s hc o n t e n t a n dc i g a r e t t e p a p e rw i d t hh a dn oo b v i o u s i n f l u e n c e ．M o r e o v e r ,c i g a r e t t e p a pe r s m o l d e r i n g r a t e o n l y r ef l e c t e d i t s c o m b u s t i b i l i t y a n dh a s n o s ig n i f i c a n t c o r r e l a t i o nw i th f r e e c o m b u s ti o no f c i g a r e t t e ．K e yw o r d s :c i g a r e t t e p a p e r ;f r e e c o m b u s t i o nr a t e ;s m o l d e r i n g r a t e ;b a s i sw e i g h t ;p o r o s i t y ;a s h ;b u r n i m Ｇpr o v e r 声明㊀㊀本刊现入编中国期刊全文数据库 ㊁ 中国学术期刊综合评价数据库来源期刊 ㊁ 万方数据――数字化期刊群 ㊁ 中国核心(遴选)数据库 和 中文科技期刊数据库,凡投稿本刊或允许本刊登载的文章或信息,均视为已同意本刊授权合作媒体使用.本刊支付的稿酬中已包含授权费用,不再另行发放,作者如不同意将文章入编,投稿时敬请说明.５ 卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响。

卷烟纸组分对常规和细支卷烟烟气释放量及感官质量的影响张亚平;张晓宇;周顺;何庆;王孝峰;佘世科;徐迎波;宁敏【摘要】Multifactor prediction models were developed with partial least squares(PLS)regression analysis for studying the effects of cigarette paper components(including flax proportion,ash regulator content,K/Na ratio in combustion improver,and combustion improver content)on smoke component release and sensory quality of normal and slim cigarettes. The results showed that:1)The release of tar and most of mainstream smoke components of normal cigarettes decreased with the increase of the contents of ash regulator and combustion improver in cigarette paper and the K/Na ratio in combustion improver. The release of TPM,nicotine,COand CO per unit tar in mainstream smoke of slim cigarette decreased with the increase of ash regulator content and the K/Na ratio. 2)The effects of these four factors on the release of smoke components per unit tar were complex and different. 3)The sensory quality of normal cigarette was improved by the increase of flax proportion and the decrease of ash regulator and combustion improver contents and the K/Na ratio; however,the sensory quality of slim cigarette was promoted by the increase of flax proportion and K/Na ratio and the decrease of ash regulator and combustion improver contents.%为考察卷烟纸组分(亚麻配比、包灰剂质量分数、助燃剂质量分数和助燃剂中钾钠比)对常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法分别建立了常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的多因素预测模型.结果表明:①常规卷烟的焦油和大多数主流烟气成分的释放量均随卷烟纸包灰剂质量分数、助燃剂质量分数以及钾钠比的升高而呈下降趋势;细支卷烟的烟气TPM、烟碱、CO释放量以及单位焦油CO 的释放量均随包灰剂质量分数和钾钠比的增大呈下降趋势.②单位焦油烟气组分受该4个因素的影响表现出较大的复杂性和差异性.③随亚麻配比的增大,包灰剂和助燃剂质量分数及钾钠比的降低,常规卷烟的感官质量得到改善;随亚麻配比和钾钠比的增大、包灰剂和助燃剂质量分数的降低,细支卷烟的感官质量得到改善.【期刊名称】《烟草科技》【年(卷),期】2017(050)011【总页数】10页(P48-57)【关键词】卷烟纸组分;细支卷烟;烟气组分;释放量;感官质量;PLS回归分析【作者】张亚平;张晓宇;周顺;何庆;王孝峰;佘世科;徐迎波;宁敏【作者单位】烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草化学安徽省重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号230088;烟草化学安徽省重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草化学安徽省重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088;烟草化学安徽省重点实验室安徽中烟工业有限责任公司,合肥市高新区天达路9号 230088【正文语种】中文【中图分类】TS411.2卷烟纸作为卷烟的主要辅料，对卷烟品质和安全风险的影响重大，其燃烧性能直接影响卷烟的燃烧速率、烟气成分和感官质量［1-2］。

摘要:本文主要对定量不同和透气度不同的卷烟纸以及透气度不同的经过打孔的接装纸在使用过程中对卷烟中产生的主要烟气水分以及焦油影响程度进行了研究分析。

关键词:卷烟纸接装纸透气度降焦水分在烟气气溶胶中扮演着重要的角色，卷烟烟气的大部分感官质量是受水分含量影响的，随着行业发展和技术水平的提高，越来越多的卷烟企业都意识到了这一点，因此，相继展开和加大对水分与吸烟品质之间影响关系的研发和投入。

此外，卷烟的又一重要成分是辅助材料，它对卷烟的感官质量和烟气的递送量也有很大的影响，进而影响烟气中水分的含量，但目前国内对这方面的研究还没有相关报道。

由此可见，对定量不同和透气度不同的卷烟纸以及透气度不同的经过打孔的接装纸在使用过程中对卷烟中产生的主要的烟气水分以及焦油影响程度的研究有着重大意义，可以为合理选择和搭配卷烟纸与接装纸提供理论依据。

1用料与研究方法1.1用料和器材定量为28g/m2的透气度不同的卷烟纸，包括40、50、60、70、80CU，透气度为60CU的定量不同的卷烟纸，包括26、27、28、29、30g/m2，两种材料均有法国摩迪公司提供；由南通醋酸纤维有限公司提供的30Y/35000的醋酸纤维丝束；由玉溪水松纸长提供的没有打过空的静电预打孔接装纸，其透气度分别为120、160、200CU。

使用的器材有由瑞士METTLER TOLEDO公司提供的感量为0.0001g的AG204型的电子天平；由德国Binder公司提供的KBF240恒温恒湿箱；由英国FIL-TRONA公司提供的RM200的圆盘型吸烟机。

1.2实验研究方法1.2.1卷制卷烟样品①将40、50、60、70、80CU透气度的卷烟纸和26、27、28、29、30g/m2定量的卷烟纸放在同一机台上，使其分别制作出相同品牌和相同批次的烟丝，然后为其装上规格相同的醋酸纤维滤嘴。

②将未经过打孔的120、160、200CU的接装纸与透气度为60CU、定量为30g/m2的相同型号、同批次的卷烟纸和滤嘴相连接起来。

卷烟纸持灰性能及其影响因素分析摘要：卷烟纸由纤维、填料和阻燃剂等构成，它们是烟草燃烧过程中的主体，对烟草在静态燃烧和动态抽吸过程中的包灰效果有很大的影响。

伴随着人民的生活水平的提高，香烟的消费层次也随之提高，而香烟的包灰效果，是决定香烟质量的一个关键因素，也引起了广大消费者的重视，并已成为衡量香烟质量的一项主要标准。

然而，香烟在吸食时，由于其自身的包裹能力较差，不但会影响香烟在吸食时的包裹能力，还会引起香烟脱落，从而影响到香烟的吸烟感受，从而对香烟的品牌形象产生重要的影响。

关键词：卷烟纸；持灰性能；影响因素1实验材料与方法1.1实验材料与仪器用8种性能各异的香烟纸制得香烟试样；自制卷烟包灰性能测试箱。

恒温恒湿度控制柜：德国宾德公司生产的KBF240；数字照相机：佳能中国公司佳能EOS70D。

1.2实验方法(1)香烟试样的配制；以同一标准过滤棒及接装纸张，以透气性、碳酸镁添加量、助燃剂钾钠比、助燃剂酸根种类等4个因素为试验材料，进行8个因素的优化，以同一品牌、同一批次的烟草为原料，在同一机器上制作出一条长84毫米、圆周24.3毫米的香烟试样。

根据透气度、助燃剂量、钠钾比、酸根类型4种参数的水平选取范围，用X1、X2、X3、X4表示，设计出4种卷烟纸的参数水平，见表1。

在这些酸根的种类中，有柠檬酸离子和氯离子，柠檬酸离子的种类是0，氯离子的种类是1。

表1卷烟纸参数水平(2)对水泥砂浆的吸尘性能进行评估的方法。

在试验中，利用数字照相机对香烟的燃烧进行了摄影，获得了香烟的燃烧视频，并提取了煤灰柱破断的影像。

再根据所得到的图片，进行了相应的解析，并测量了香烟的持灰性能。

其方法是：①在参加试验前，将全部香烟试样放置于22℃，60%湿度的恒温恒湿箱内48小时。

②在煤粉包裹性试验室内，将“L”形玻璃管一头插进煤粉包裹性试验室内，利用软管将玻璃管与喷嘴相连，形成一套气体输送体系，将“L”形玻璃管一头插进香烟内，保持香烟在一定的水平位置。

第３６卷第６期２０２２年１１月兰州文理学院学报(自然科学版)J o u r n a l o fL a n z h o uU n i v e r s i t y ofA r t s a n dS c i e n c e (N a t u r a l S c i e n c e s )V o l ．３６N o ．６N o v ．２０２２收稿日期:２０２２Ｇ０３Ｇ０７基金项目:甘肃烟草工业有限责任公司科技项目作者简介:杜青霞(１９９０Ｇ),女,河南商丘人,助理工程师,硕士,研究方向:卷烟材料．E Ｇm a i l :d u q i n gx i a ２２＠１６３．c o m．㊀㊀文章编号:２０９５Ｇ６９９１(２０２２)０６Ｇ００７４Ｇ０５卷烟纸相关参数对卷烟包灰性能及主流烟气的影响杜青霞,张进文,丁润波(甘肃烟草工业有限责任公司技术研发中心,甘肃兰州７３００５０)摘要:利用图像分析技术,研究不同灰分添加量㊁钾钠离子比例和助燃剂添加量对卷烟燃烧状态下包灰裂口率㊁碳线宽度㊁持灰力㊁白度及卷烟主流烟气焦油㊁烟碱及C O 释放量的影响．结果表明:适量增加助燃剂的含量,有助于改善卷烟包灰的持灰能力和白度,减少卷烟包灰的裂口率及碳线宽度．随着卷烟纸灰分添加量的增加,卷烟包灰的白度变白,持灰能力增加,裂口率减少,但灰分的添加量过多会导致烟支在卷制过程中掉粉㊁断裂．较低的钾钠比可以降低卷烟包灰的裂口率及燃烧锥碳线宽度,改善包灰白度．提高助燃剂含量中的钾盐比例有助于降低卷烟主流烟气中焦油及C O 的释放量,但烟气刺激感会有所增加．关键词:卷烟纸;卷烟持灰力;裂口率;白度中图分类号:T S ４５２㊀㊀㊀文献标志码:AE f f e c t s o fC i g a r e t t eP a p e rP a r a m e t e r s o nC i g a r e t t eP a c kA s h P r o pe r t i e s a n dM a i n s t r e a mS m o k e D U Q i n gＧx i a ,Z HA N GJ i n Ｇw e n ,D I N GR u n Ｇb o (T e c h n o l o g y R&DC e n t e r ,G a n s uT o b a c c o I n d u s t r y Co ．,L t d ．,L a n z h o u７３００５０,C h i n a )A b s t r a c t :I m a g e a n a l y s i s t e c h n i q u ew a s u s e d t o s t u d yt h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t a s h c o n t e n t ,r a t i o o f p o t a s s i u ma n d s o d i u mi o n s a n d t h e a m o u n t o f c o m b u s t i o n Ｇs u p p o r t i n g a g e n t o n t h e k e y f a c Ｇt o r s o f s o o t c r a c k i n g r a t e ,c a r b o n l i n ew i d t h ,a s hh o l d i n g c a p a c i t y ,w h i t e n e s s a n d t a r ,n i c o Ｇt i n e a n dC Or e l e a s e f r o m m a i n s t r e a mc i g a r e t t e s m o k e ．T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t i n c r e a s i n g t h e c o n t e n t o f a c c e l e r a n t c o u l d i m p r o v e t h ea s hh o l d i n g c a p a c i t y a n dw h i t e n e s so f c i ga r e t t e p a c k a s h ,a n d r e d u c e t h e c r a c k r a t e a n d c a rb o n l i n ew i d t ho fc i g a r e t t e p a c ka s h ．W i t h t h e i n c r e a s e o f t h e a s hc o n t e n t o f c i g a r e t t e p a p e r ,t h ew h i t e n e s so f c i ga r e t t e p a c ka s hb ec a m ew h i t e ,t h e a s hh o ld i n g c a p a c i t yi n c r e a s e d ,a n d t h e c r a c k r a t e d e c r e a s e d ,b u t t h e e x c e s s i v e a s h c o n t e n t l e d t o c i g a r e t t e p o w d e r d r o p p i n g a n d f r a c t u r e i n t h e p r o c e s s o f r o l l i n g．L o w e r k /N Ar a t i o c a n r e Ｇd u c e t h e c r a c k r a t e a n d t h ew i d t ho f c a r b o n l i n e o f b u r n i n g c o n e ,a n d i m p r o v e t h e g r a y d e g r e e o f c i g a r e t t e p a c k a g e ．I n c r e a s i n g t h e r a t i o o f po t a s s i u ms a l t i n t h e a c c e l e r a n t c o n t e n t c a n r e d u c e t h e r e l e a s e o f t a r a n dC O i nm a i n s t r e a mc i g a r e t t e s m o k e ,b u t t h e s m o k e i r r i t a t i o nw i l l a l s o i n Ｇc r e a s e ．K e y wo r d s :c i g a r e t t e p a p e r ;t h ew e i g h t s o f a s hh o l d i n g ;c r a c k r a t e ;w h i t e n e s s ㊀㊀卷烟纸主要由纤维㊁填料和助燃剂组成,作为烟支燃烧的主体之一,在烟支静燃和动态抽吸过程中能显著影响卷烟的包灰效果,同时卷烟纸中助燃剂的总量及种类会影响卷烟燃烧过程中烟气焦油㊁C O 释放量[１Ｇ４]．随着消费者生活水平和抽吸卷烟档次的逐步提高,卷烟包灰效果已经越来越受到消费者的重视,甚至已经作为评价卷烟优劣的指标之一．卷烟包灰性能不足,抽吸时卷烟纸灰分不能很好地包裹在烟丝上,造成烟灰掉落严重,不仅影响了消费者体验,而且对卷烟企业品牌形象造成了一定损害．近年来国内外的研究表明,影响卷烟纸包灰效果的因素比较多,其中卷烟纸的定量㊁罗纹方向㊁纤维长度㊁纤维种类㊁卷烟纸透气度㊁卷烟纸中助燃剂的含量和配比㊁灰分等都会对卷烟包灰产生影响．另外卷烟叶组与卷烟纸燃烧的匹配性同样对卷烟包灰效果起着很大的作用[５Ｇ８]．卷烟包灰的好坏,取决于整支卷烟的设计以及卷烟叶组与卷烟纸燃烧的配合性．当卷烟叶组不做改变时,需要调整卷烟纸的燃烧速度与烟丝燃烧速度一致,这个调整过程中,在不改变卷烟纸定量及卷烟纸透气度的条件下,卷烟纸中助燃剂添加量㊁助燃剂阳离子配比和灰分添加量的配方参数尤其重要．目前行业内有关卷烟包灰效果的评价方法没有统一的定论,且行业研究中所涉及到的卷烟包灰测试设备自动化程度较低,测试的准确性和客观性也需要进一步改善[９Ｇ１２]．因此,本研究拟引入更加客观的检测指标,在其他因素一致的情况下,以卷烟纸中灰分添加量㊁助燃剂中钾钠离子比和助燃剂添加量为变量,利用图像分析技术,分析卷烟燃烧状态下包灰裂口率㊁碳线宽度㊁持灰力及白度等关键指标,并探索卷烟主流烟气中焦油及C O释放量与卷烟纸灰分㊁助燃剂添加量及助燃剂钾钠比的影响．1㊀试验方法1.1㊀材料和仪器用１４种不同特性的卷烟纸制备卷烟,卷烟纸配方见表１．B AC S T６００卷烟燃烧包灰性能检测平台; M S A２２４S电子天平(感量０．０００１g);R M２００转盘吸烟机;s o d i m D７４综合测试台．1.2㊀方法１．２．１㊀卷烟样品的制备采用相同规格的滤棒和接装纸,１４种不同配方的卷烟纸,选用同一牌号及同一批次的烟丝,在同一卷烟机组上制备测试卷烟．烟支长度８４m m,滤嘴长度３０mm,圆周２４．３mm,在s o d i m D７４综合测试台上按照重量０．９００ʃ０．０２m g,吸阻３１８０ʃ１５０P a的范围筛选卷烟试验样品．１．２．２㊀检测方法所有卷烟样品检测前均在温度２２ʃ１ħ,湿度６０％ʃ３％的环境下平衡４８h．表１㊀不同卷烟纸配方信息编号透气度(C U)定量/(g/m２)灰分/％助燃剂含量/％助燃剂配比(KʒN a) L ZＧ０１６０３５３６１．５１００％K L ZＧ０２６０３５３６１．６１００％K L ZＧ０３６０３５３６１．８１００％K L ZＧ０４６０３５３６２１００％K L ZＧ０５６０３５３６２．２１００％K L ZＧ０６６０３５３８２１００％K L ZＧ０７６０３５４０２１００％K L ZＧ０８６０３５４２２１００％K L ZＧ０９６０３５４３２１００％K L ZＧ１０６０３５４４２１００％K L ZＧ１１６０３５４３２７ʒ３L ZＧ１２６０３５４３２２ʒ１L ZＧ１３６０３５４３２３ʒ２L ZＧ１４６０３５４３２１ʒ１㊀㊀每次选取６支为１组于六孔道B A C S T６０卷烟燃烧包灰性能检测平台进行检测,每次选１０支为１组于R M２００转盘吸烟机抽吸,根据国家标准和烟草行业标准方法测试卷烟试验样品主流烟气烟碱㊁C O及焦油的含量,每个样品测两组数据取平均值为最终数据结果．(１)灰色值包灰灰色值检测,将相机获取的非裂口的包灰区域图像转化为灰度图像,将灰色值分为０~２５５共２５６个等级,使用硫酸钡制成的灰度值为２５５的标准白板进行校准,设定灰度均值,其范围分布为０~２５５(黑~白),取值越大,包灰灰色越好．(２)裂口率当烟支燃烧至燃烧线以上,裂口区域与包灰区域面积的比例．(３)碳线宽度碳线自身的粗细程度,该指标反映烟丝与卷烟纸的燃烧匹配程度．(５)持灰力测量卷烟烟丝端面至接装纸的距离L０,将卷烟水平静燃后,当灰柱第一次断裂时,测量碳线至接装纸的长度L１,则持灰力＝(L０－L１)/L０．2㊀结果与讨论2.1㊀卷烟纸参数对卷烟包灰灰色的影响采用B A C S T６００卷烟燃烧包灰性能检测平５７第６期杜青霞等:卷烟纸相关参数对卷烟包灰性能及主流烟气的影响台对１４个卷烟样品在动态抽吸下卷烟包灰灰色值的分析结果如图１所示．其中５个卷烟样品(L Z Ｇ０１至L Z Ｇ０５)在卷烟纸定量３５g /m ２㊁透气度６０C U ㊁灰分添加量３６％及助燃剂类型(柠檬酸钾)配方参数固定不变的情况下,随着助燃剂添加量的增加,卷烟灰色值先增加,卷烟燃烧后的包灰变白,原因是随着卷烟纸中助燃剂含量的增加,可以使卷烟纸燃烧速度加快,同时助燃剂盐燃烧后分解产生更多碱性氧化物或盐,从而改善卷烟纸的包灰的灰色．但当助燃剂添加量提高至２．２％,卷烟包灰的灰色值不再增加,灰色不再随着助燃剂添加量的增加变白,同时当助燃剂含量超过２ ０％时,助燃剂含量的增加对卷烟吸味的影响也较大．图１㊀１４个卷烟样品卷烟样品动态抽吸状态下灰色值指标分析结果㊀㊀５个卷烟样品(L Z Ｇ０５㊁L Z Ｇ０７至L Z Ｇ１０)在卷烟纸定量３５g /m ２㊁透气度６０C U ㊁助燃剂添加量２％及助燃剂类型(柠檬酸钾)配方参数固定不变的情况下,随着卷烟纸灰分添加量的增加,灰色值逐渐增大,卷烟包灰灰色变白,这是因为卷烟纸所使用的灰分主要是碳酸钙,卷烟纸中白度主要由碳酸钙来提供．但当灰分添加至４４％时,卷烟在卷制过程中会出现掉粉㊁断裂．５个卷烟样品(L Z Ｇ０９㊁L Z Ｇ１１至L Z Ｇ１４)在卷烟纸定量３５g /m ２㊁透气度６０C U ㊁灰分含量４３％配方参数及助燃剂添加量２％固定不变的情况下,减少助燃剂柠檬酸钾的比例,增加助燃剂中柠檬酸钠的比例,结果表明当卷烟纸助燃剂含量K ＋ʒN a＋为３ʒ２时,卷烟样品包灰灰色最白．同时在卷烟纸中助燃剂添加量一定时,随着钠盐浓度的升高,卷烟舒适性及烟气细腻度有所提升,但是香气浓度和透发性会随之下降;随着钾浓度的升高,卷烟香气浓度随之提升,透发性变好,但烟气刺激感也会有所增加．动态抽吸状态下由于卷烟燃烧充分,卷烟包灰的灰色均比静态抽吸状态下卷烟包灰颜色白．2.2㊀卷烟纸参数对卷烟包灰裂口率的影响１４个卷烟样品动态抽吸下卷烟包灰裂口率测试结果见图２．由图２可知,增加卷烟纸参数中助燃剂的含量,卷烟助燃剂燃烧后能分解产生更多的碱性氧化物或盐,这些氧化物或盐能和卷烟纸燃烧后其他的氧化物或盐生成低熔点共熔物,从而使得灰样能更紧密地粘接在一起,从而降低卷烟包灰的裂口率[１３]．随着L Z Ｇ０５㊁L Z Ｇ０７至L Z Ｇ１０的灰分含量从３６％增加到４４％,卷烟抽吸状态下包灰裂口率呈减小趋势．其原因可能是由于其灰分的增加,使得灰分组分与助燃剂组分之间的距离缩小,促使两者产生更多的熔融物将卷烟燃烧后的灰样粘接在一起,从而减少灰样中裂口的产生[１４]．当卷烟纸助燃剂含量一定,卷烟包灰的裂口率跟助燃剂中钾盐钠盐的比例有一定的关系,其原因是添加的助燃剂盐类阴离子相同的条件下,钠盐熔融需要的温度比钾盐低,钠盐能更有效降低灰分熔融温度,有助于燃烧后的灰样熔融,而钾盐起到熔融作用的效率比钠盐低,使得灰分组分间产生裂口．2.3㊀卷烟纸参数对卷烟包灰持灰力的影响１４个卷烟样品在静态抽吸状态下卷烟包灰持灰力测试结果见图３．在卷烟纸其他因素相同的条件下,随着５个卷烟样品L Z Ｇ０１至L Z Ｇ０５的６７㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷图２㊀１４个卷烟样品卷烟样品动态抽吸状态下裂口率指标分析结果图３㊀１４个卷烟样品卷烟样品静燃状态下持灰力指标分析结果卷烟纸参数中助燃剂含量的增加,卷烟包灰的持灰力明显提升,这可能是由于L Z Ｇ０１助燃剂含量为１．６％时,卷烟在燃烧至６４．６％时灰柱断裂,持灰力较差,由于卷烟纸燃烧速度相对于烟丝燃烧速度较慢,灰片容易产生裂口并容易掉落,随着助燃剂含量的增加,卷烟纸燃烧速度与烟丝燃烧速度逐渐匹配,卷烟持灰能力增强．由图３可知,在其他条件不变的情况下,L Z Ｇ０５㊁L Z Ｇ０７和L Z Ｇ０８卷烟样品,随着灰分含量的增加,卷烟持灰能力增大,但当灰分添加量增加至４３％时,卷烟燃烧后的持灰能力变差．其原因在于卷烟纸正面喷涂有灰分(碳酸钙),反面喷涂有助燃剂,而碳酸钙不参与燃烧,这样在燃烧过程中,主要是由碳酸钙来提供烟灰的骨架,在一定范围内碳酸钙含量越高,可以使卷烟纸燃烧过后的灰分骨架变硬,卷烟持灰能力变强,包灰效果就越好．由于碳酸钙不参与燃烧,卷烟纸反面燃烧快,会自然形成一个向反面的卷曲力．当碳酸钙添加量过高时,向反面的卷曲力过大,反而使卷烟包灰效果变差．因此在改善包灰的过程中,需要在一定范围内增加碳酸钙的含量．L Z Ｇ０９㊁L Z Ｇ１１至L Z Ｇ１４５个卷烟样品在其他参数不变的情况下,卷烟纸助燃剂含量K ＋ʒN a＋为３ʒ２时,卷烟样品持灰能力得到改善．2.4㊀卷烟纸参数对卷烟包灰碳线宽度的影响抽吸状态下不同规格卷烟样品的碳线宽度及烟气指标检测结果见表２．结合表１和２可知,卷烟燃烧的碳线宽度随着助燃剂添加量的增加而变细,灰分的添加量变化影响不大,但随着助燃剂中钠盐比例添加量的增加,碳线变细．这可能是由于７７第６期杜青霞等:卷烟纸相关参数对卷烟包灰性能及主流烟气的影响钾的活性好于钠,在燃烧过程中,钾盐会使得燃烧锥附近的碳化区变宽,碳线变粗㊁变黑．表２㊀抽吸状态下１４个卷烟样品卷烟样品碳线宽度及烟气结果编号碳线宽度/(mm)标准差烟碱/(m g/c i g)焦油/(m g/c i g)C O/(m g/c i g)L ZＧ０１１．０８０．３１１０．７９７．７１０．３L ZＧ０２０．６６０．３０５０．８２７．７１０．４L ZＧ０３０．７００．３４６０．７９７．７１０．２L ZＧ０４０．６２０．１７２０．７４７．６９．８L ZＧ０５０．７５０．０８４０．７２７．８９．３L ZＧ０６０．６００．２６１０．７９７．６９．８L ZＧ０７０．４８０．２９５０．７７７．６９．７L ZＧ０８０．６５０．０１００．７５７．８９．３L ZＧ０９０．４８０．２９５０．７５７．７９．４L ZＧ１００．５５０．１８７０．７５７．６９．５L ZＧ１１０．５００．０５５０．７８８１０．９L ZＧ１２０．４３０．０８２０．８６８．２１１．１L ZＧ１３０．２８０．０９６０．８５８．２１１．２L ZＧ１４０．３４０．４１６０．８３８．３１１．３㊀㊀表２的检测结果表明,卷烟燃烧后的主流烟气指标中烟碱的检测结果与卷烟纸的助燃剂含量㊁灰分含量的关系不大,焦油释放量随着助燃剂中钠盐比例的提高而有所升高．这是由于钾的活性好于钠盐,在卷烟燃烧过程中,由于热效应,卷烟燃烧锥碳线附近的区域透气度会增加,相对于钠盐,钾盐可以使该区域的有效面积加大,更有利于空气进入,使得卷烟燃烧更充分,有效降低了焦油和C O的生成．3㊀结论卷烟纸及烟丝燃烧过程中化学反应复杂,参数的微小变动便会使卷烟燃烧过程中所产生的物质有不同程度的变化,从而导致卷烟的主流烟气㊁包灰状态及卷烟的风格或者吸味发生变化．如何能够既改善包灰,又不影响或者不改变卷烟原有的吸味和状态,需要反复探索各个参数间复杂的交互作用及影响程度．研究结果表明:(１)适量增加卷烟中助燃剂的含量,有助于改善卷烟燃烧过程中包灰的持灰能力和白度,减少卷烟包灰的裂口率及碳线宽度,但助燃剂的添加量要综合考虑卷烟纸与卷烟叶组之间燃烧速度的匹配程度．(２)随着卷烟纸灰分添加量的增加,卷烟包灰的白度变白,持灰能力增加,裂口率减少,但灰分的添加量过多会导致烟支在卷制过程中掉粉㊁断裂的产生．(３)较低的钾钠比会降低卷烟包灰的裂口率及燃烧锥碳线宽度,改善包灰白度,在助燃剂含量K＋ʒN a＋为３ʒ２时卷烟样品持灰能力得到改善．(４)提高助燃剂含量中的钾盐比例有助于降低卷烟主流烟气中焦油及C O的释放量,但烟气刺激感也会有所增加．参考文献:[１]王孝峰,张劲,郑丰,等．卷烟燃烧灰分形成机制研究[J]．中国烟草学报,２０２２,２８(２):１４Ｇ２５．[２]张亚平,张晓宇,周顺,等．卷烟纸组分对常规和细支卷烟烟气释放量及感官质量的影响[J]．烟草科技,２０１７,５０(１１):４８Ｇ５７．[３]楚文娟,田海英,彭桂新,等．基于卷烟材料参数的细支烟烟气有害成分预测模[J]．烟草科技,２０１９,５２(９):４６Ｇ５４．[４]刘鸿,费婷．卷烟纸特性对卷烟主流烟气有害成分释放量影响的研究进展[J]．黑龙江造纸,２０１７,５０(４):９３Ｇ１０１．[５]马胜楠,冯亚婕,赵怡凡,等．卷烟烟灰燃烧完全性与白度的关系[J]．云南化工,２０１９,４６(１):１５Ｇ１８．[６]郑晗,詹建波．卷烟包灰性能的研究现状分析[J]．新型工业化,２０１８,８(１１):９２Ｇ９６．[７]许艳冉,王建民,惠建全,等．卷烟包灰及燃烧性能间的关系[J]．云南化工,２０２０,４７(３):４５Ｇ４９．[８]陈惠斌,程占刚,叶明樵,等．影响卷烟包灰能力的因素初探[C]．中国烟草学会,２０１０:３０７Ｇ３１１．[９]黄启志,吴雄会,游志强,等．一种卷烟持灰力的测定方法:中国,２０１６１０２９１９７１．５[P]．２０１６Ｇ０７Ｇ２０．[１０]穆林,惠建权,冯亚婕,等．卷烟烟灰灰度值测定方法的建立及应用[J]．烟草科技,２０１８,５１(７):６７Ｇ７２．[１１]王亮,银董红,谢国勇,等．一种测试卷烟包灰结构的方法:中国,２０１６１１００２３０３．２[P]．２０１７Ｇ０４Ｇ１９．[１２]冯亚婕,王建民,梁淼,等．基于I m a g e J的卷烟包灰值定量测定方法优化[J]．食品与机械,２０１８,３４(３):２１６Ｇ２１９．[１３]楚文娟,崔建华,王建民．基于卷烟纸参数的卷烟静态包灰综合评价方法[J]．烟草科技,２０２１,５４(１１):６９Ｇ７６．[１４]郑丰,肖翠翠,王小平,等．卷烟纸特性对卷烟静态包灰性能的影响[J]．烟草科技,２０２０,５３(３):８２Ｇ８８．[责任编辑:纪彩虹]８７㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷。

卷烟纸钾盐对卷烟燃吸过程的影响摘要：社会文明飞速发展，人们生活质量在不断提高，消费者的健康和环保意识也在不断增强，烟草行业对烟草的安全性也愈加重视。

烟草行业为了保障消费者的健康和安全，已经在烟叶的生产、加工流程、烟纸、包装、过滤嘴以及一些添加香料和保湿剂等领域加大了研究力度。

同时，在卷烟降焦减害研究方面不断取得了突破，彰显出了烟草行业的未来。

烟草燃烧性能决定卷烟烟气的物质组成及含量差异, 是其理化特征的主要来源之一。

通过对烟草添加适量的钾盐，可以对烟草燃烧性能及热解产物成分含量产生一定影响，进而改变烟草的燃烧性能，从而建立卷烟综合燃烧指数评价方法，为卷烟烟气减少有害物质提供科学依据。

关键词：卷烟纸；钾盐；卷烟燃吸一、卷烟烟气中的有害成分卷烟烟气中的化学成分达5068种，其中69种为致癌物质，包括一些促癌剂或辅助致癌物。

它们是造成吸烟者成瘾和健康损害的罪魁祸首。

主要有害物质有尼古丁、焦油、一氧化碳、放射性物质和刺激性化合物。

烟草中还含有氰化钾、甲醛、丙烯醛、砷、汞、镉、镍、氨、砒霜和杀虫剂等致命成分。

1、烟碱烟碱也称尼古丁，室温下为油状液体。

烟碱随卷烟烟气进入人体到达大脑所需时间极短。

烟碱在人体内将作用于交感神经，使人在短暂的兴奋后会产生抑制。

烟碱的作用还在于使吸烟者产生烟瘾。

一般来讲，烟叶中烟碱含量越大，吸烟者的吸烟愉悦感则会越强烈。

烟碱会对人体的生理产生不可逆的影响，导致人体的生理功能紊乱，新陈代谢不协调。

人体中烟碱的含量过高会损坏脑细胞，对中枢神经系统也可能产生严重危害，而且随着含量的增大，对人体的危害也不断增强，累积到一定量时甚至可以致死。

2、稠环芳烃稠环芳烃（简称“PAH”）是指两个苯环共用两个相邻碳原子的化合物。

烟草中稠环芳烃的含量极少，但在高温缺氧条件下，经过一系列自由基反应，如烟草中的植物甾醇、氨基酸、糖等组分会聚合形成稠环芳烃。

研究结果表明，在卷烟燃烧的温度达到400℃～600℃时，会产生正构烷烃与烯烃；随着温度的升高，会产生萘；当温度继续升高至800℃以上时，会产生稠环芳烃。

卷烟纸特性对卷烟燃烧及主流烟气中CO释放量的影响彭志光;银董红;刘建福;杜文;刘又年;谢国勇【摘要】为考察卷烟纸特性对卷烟燃烧及主流烟气中CO释放量的影响,采用不同特性(透气度、定量、助燃剂含量)的卷烟纸卷制卷烟,测定卷烟燃烧温度和主流烟气中的CO释放量,并分析主流烟气中CO释放量与温度积分和最高抽吸温度的相关性,结果表明:主流烟气CO释放量与温度积分显著相关,与卷烟最高抽吸温度有一定相关或不相关.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(042)004【总页数】3页(P46-48)【关键词】卷烟纸特性;CO释放量;温度积分;最高抽吸温度【作者】彭志光;银董红;刘建福;杜文;刘又年;谢国勇【作者单位】湖南中烟工业有限责任公司技术中心,湖南长沙410007;中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;湖南中烟工业有限责任公司技术中心,湖南长沙410007;湖南中烟工业有限责任公司技术中心,湖南长沙410007;湖南中烟工业有限责任公司技术中心,湖南长沙410007;中南大学化学化工学院,湖南长沙410083;湖南中烟工业有限责任公司技术中心,湖南长沙410007【正文语种】中文【中图分类】O64烟草燃烧时，烟草发生氧化降解、干馏或聚合等反应的产物，在很大程度上取决于燃烧温度。

卷烟纸作为卷烟辅助材料，在烟草工业中占有比较重要的地位［1］。

卷烟纸约占卷烟烟支总重量的5%，它影响卷烟烟支的燃烧性能、通风度、抽吸口数、烟支的压降和侧流及主流烟气有害成分如一氧化碳的产生量［2－3］。

卷烟纸对卷烟的影响可能比其他任何非烟草组成部分更大。

近年来，在卷烟燃烧温度与烟气成分关系、燃烧温度检测方法、燃烧温度影响因素以及危害性指标方面取得了一定的研究进展，Baker［4－5］利用热电偶和红外传导纤维光学探针测量卷烟燃烧气相和固相温度，得到卷烟在阴燃和抽吸时的温度分布。

郑赛晶［6－7］、江威［8］等利用热电偶以及红外成像仪分别检测得到卷烟燃烧锥内部温度和表面固相温度。

卷烟纸定量对卷烟燃烧温度及烟气指标的影响谢定海;黄宪忠;单婧;沈妍;熊姗姗;尧珍玉;刘润昌【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2013(032)012【摘要】利用红外热像仪测温平台对采用不同定量卷烟纸的卷烟进行了固相燃烧温度测定,探讨了卷烟纸定量对卷烟抽吸温度、常规烟气指标、部分有害烟气成分指标的影响.结果表明,随着卷烟纸定量的增加,卷烟第三口抽吸最高温度呈上升趋势;卷烟单口焦油释放量和CO释放量呈上升趋势,卷烟总焦油释放量和抽吸口数呈下降趋势;卷烟的苯并芘(B[a]P)、苯酚释放量呈逐步下降趋势;巴豆醛、氨气(NH3)和氰化氢(HCN)的释放量不显著.【总页数】4页(P34-37)【作者】谢定海;黄宪忠;单婧;沈妍;熊姗姗;尧珍玉;刘润昌【作者单位】广东中烟工业有限责任公司技术中心,广东广州,510385;广东中烟工业有限责任公司技术中心,广东广州,510385;广东中烟工业有限责任公司技术中心,广东广州,510385;云南瑞升烟草技术集团(有限)公司,云南昆明,650106;云南瑞升烟草技术集团(有限)公司,云南昆明,650106;云南瑞升烟草技术集团(有限)公司,云南昆明,650106;云南瑞升烟草技术集团(有限)公司,云南昆明,650106【正文语种】中文【中图分类】TS761.2【相关文献】1.通过ESR测定卷烟纸多孔性对燃烧温度及烟气内自由基水平的影响 [J], Christine;LITTLE;Jun;Guan;Simon;F.Yee;吴晓芸（译）;曹建平（校）2.卷烟纸特性对细支烟主流烟气指标的影响 [J], 李海锋;杨皓;宣润泉;王辉3.接装纸透气度对卷烟燃烧温度和烟气指标的影响 [J], 尧珍玉;徐济仓;沈妍;黄海群4.卷烟纸助燃剂用量对烟气常规指标的影响 [J], 余婷婷;詹建波;程量;王浩;郑晗;余江;孟啸娟;高莉5.卷烟纸罗纹对卷烟燃烧温度和烟气常规成分的影响 [J], 黄朝章; 张国强; 张廷贵; 李巧灵; 张建平; 黄华发; 龚安达; 沈妍; 沈靖轩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

双层纸卷烟——卷烟纸参数对燃吸特性的影响胡有持【期刊名称】《《烟草科技》》【年(卷),期】2000(000)011【摘要】虽然已研制出双层纸卷烟 ,并在国际卷烟市场上销售 ,但人们对普通卷烟纸参数在双层包卷时的交互作用,以及最终对双层纸卷烟燃吸特性的影响知之甚少。

研究给出了一个 2水平多因子实验的结果 ,研究在双层纸卷烟结构中 ,以下卷烟纸参数对卷烟燃吸特性的影响:①外层纸的燃烧剂水平;②内层纸燃烧剂配比;③外层纸透气度;④内层纸透气度。

内层纸是定量 2 8g/m2 的降侧流烟气卷烟纸 ,含有Mg(OH) 2 辅助填料 ;外层纸是普通卷烟纸 ,定量 2 5g/m2 。

卷烟燃吸特性检测项目有 :主流烟气TPM ,CO ,抽吸口数 ,侧流烟气TPM ,侧流烟气产生速率和静燃速率。

燃吸实验的统计分析揭示 ,既有预料的也有非预料的结果。

在卷烟燃吸特性研究中 ,主导因素导致预料的燃吸特性发生变化。

对所有燃吸测定值起支配作用的主导因素有 :外层纸柠檬酸盐燃烧剂的水平和内层纸的透气度 ,而内层纸燃烧剂的配比 (柠檬酸钾与柠檬酸钠的比率 )对卷烟燃吸特性的影响最小。

多因子交互作用对主流烟气中CO产生量的影响一般较小或不显著。

由于内外层盘纸透气度的相互作用 ,并最终影响CO透过双层盘纸的扩散 ,有几种二因子和三因子交互作用的影响很显著。

【总页数】3页(P27-29)【作者】胡有持【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TS426【相关文献】1.卷烟纸特性参数对烟气中重金属迁移率的影响 [J], 朱风鹏;李雪;罗彦波;庞永强;姜兴益;胡清源;陈再根2.卷烟纸透气度对卷烟燃吸温度分布特征的影响 [J], 谢国勇;李斌;银董红;秦国鑫;庞红蕊;王兵3.卷烟纸助燃剂含量与定量对卷烟燃吸温度分布特征的影响 [J], 李斌;庞红蕊;谢国勇;秦国鑫;银董红;杜文;王兵4.国内外细支卷烟设计参数对比及国内细支烟用卷烟纸特性分析 [J], 王小平;刘静;WANNA Joseph;陈才;周桂园;吴雄会;陈泽亮;黄启志;肖翠翠;陈绍全;李锐;周俊5.双层纸卷烟——卷烟纸参数对燃吸特性的影响 [J], 胡有持因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

卷烟纸性能对常规卷烟和细支卷烟综合特性的影响田忠;王宏伟;王孝峰;鲍穗;方鼎;陈闯;许宗保;张亚平【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2018(37)12【摘要】为考察卷烟纸透气度和定量对常规卷烟和细支卷烟燃烧锥最高温度和主流烟气有害成分释放量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法建立了多因素预测模型.结果表明,随着卷烟纸透气度的增大,常规卷烟和细支卷烟的燃烧锥最高温度、HCN、CO、NH3和烟气危害性指数均有降低的趋势,且不利于感官综合特性的提升;随着卷烟纸定量的增大,两种卷烟的燃烧锥最高温度和CO有升高的趋势,NH3、烟气危害性指数以及感官综合特性有降低的趋势;卷烟纸透气度和定量对两种卷烟部分指标(如苯酚、HCN释放量、香气、烟气以及口感特性等)的影响表现出一定的差异性.【总页数】6页(P30-35)【作者】田忠;王宏伟;王孝峰;鲍穗;方鼎;陈闯;许宗保;张亚平【作者单位】安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;烟草化学安徽省重点实验室(安徽中烟工业有限责任公司),安徽合肥,230088;安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;安徽中烟工业有限责任公司技术中心,安徽合肥,230088;烟草化学安徽省重点实验室(安徽中烟工业有限责任公司),安徽合肥,230088【正文语种】中文【中图分类】TS761.2【相关文献】1.卷烟纸组分对常规和细支卷烟烟气释放量及感官质量的影响 [J], 张亚平;张晓宇;周顺;何庆;王孝峰;佘世科;徐迎波;宁敏2.国内外细支卷烟设计参数对比及国内细支烟用卷烟纸特性分析 [J], 王小平;刘静;WANNA Joseph;陈才;周桂园;吴雄会;陈泽亮;黄启志;肖翠翠;陈绍全;李锐;周俊3.卷烟纸参数对细支卷烟主流烟气常规化学成分和香味成分释放量的影响 [J], 周全;银董红;文建辉;罗玮;王亮;刘又年;钟科军4.卷烟纸参数对细支卷烟烟气常规成分释放量的影响 [J], 董艳娟;孙学辉;杨松;聂聪;田海英;高明奇;鲁平;张展;李国政;陈玉香;王启成;刘绍锋5.卷烟纸参数对细支卷烟燃烧锥落头倾向的影响 [J], 韩路; 田海英; 楚文娟; 李耀光; 高明奇; 郝辉; 李国政; 曹珂; 付瑜峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。