当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

卷烟降焦综合技术方法与实践


烟草科技/烟草工艺

Tobacco Science&Technology

2001年第2期(总第153期)

卷烟降焦综合技术方法与实践
钟科军。蒋腊梅,黄建国

【关键词】卷烟;焦油;过滤效率;通风稀释;膨胀烟(梗)丝;烟草薄片 【摘要】通过对影响卷烟焦油量各主要因素的分析,对各因素的

变化所引起的卷烟焦油量的变化情 况进行了定量化研究。各种方法均有其优缺点:增加滤嘴过滤效率,对保持卷烟风格和吸味效果较好, 但降焦效果有限;使用通风技术虽降焦效果显著,但对卷烟风格和吸味影响较大;加入烟草薄片和膨胀 烟(梗)丝,可改善烟丝结构,明显降低卷烟焦油量,但易影响卷烟的香气品质。因此必须综合利用这些 降焦技术并有步骤地进行,才能获得良好效果。 【中图分类号】TS458【文献标识码】A【文章编号】1002—0861(2001)02—0004—05
Study
on

Comprehensive Technology of Reducing Tar Yields of Cigarette
ZHONG Ke-jun,JIANG La-mei,HUANG Jian—guo

(Changde

cigarette

factory,Changde 415000,China)
cut

【Keywords】Cigarette;Tar
constituted tobacco

yields;Filtration efficiency;Ventilation and dilution;Expanded

tobacco;Re-

【Abstract】Some
tion

factors which

can

affect the

tar

delivery of cigarette were quantitatively studied.When fihra-
tar

efficiency of filter was increased,the smoke sensory characteristics could be kept,but the reduction of
was

de-

livery yield

limited.When filter ventilation diluting technology

was

applied,the

tar

Was significantly decreased,

and the smoke sensory characteristics were obviously changed.If the
were is

expended tobacco and reconstituted tobacco

used in cigarette blend,the

tar

delivery Was obviously decreased,but the flavour quality would be reduced.It
to

suggested that the comprehensive technology be applied

reduce the

tar

delivery of cigarettes.

现代研究表明,卷烟焦油中确实存在着微量可能 导致和诱发癌症和其它疾病的有害物质…。目前世界 许多国家对卷烟烟气中的焦油量都作出了明确的法律 限定,各国烟草界也都投入了很大的力量致力于降低 卷烟焦油技术的研究,并且取得了很大的进展。近年 来,随着国内对“吸烟与健康”问题的广泛宣传,人们对 卷烟生产和消费的质量观念也发生了巨大的转变,烟 民吸烟的安全意识有了很大的提高。合理降低卷烟产 品焦油量将顺应广大消费者的要求,有利于提高产品 的市场适应能力和竞争力。卷烟焦油量的控制作为一 门涉及卷烟生产整个过程的综合性技术,可在一定程 度上反映出一个卷烟企业的综合技术水平。设计合适
钟科军,蒋腊梅,黄建国.常德卷烟厂技术中心,415000湖南省常德市 洞庭大道199号 【收稿日期】2000一08—2l【修回日期】2000—10—09 【责任编辑】石永新


的卷烟配方、使用合理的卷烟辅助材料,是目前条件下 合理降低卷烟焦油量的重要而有效的途径。 1基本因素和理论 卷烟焦油作为烟支燃烧时干馏和热裂解的产物, 其产生和递送量与卷烟的烟丝组成、燃烧条件、时间和 燃烧物数量及过滤条件、烟气稀释比例等因素有关。 从卷烟工业方面,降低卷烟焦油量须从三方面着手:一 是通过控制配方中各叶组的化学成分、加人烟草薄片、 膨胀烟(梗)丝怛J、助燃剂、改变烟支规格以减少填丝 量、减少卷烟抽吸口数来进行;二是通过改变滤嘴材料 和参数、加入吸附剂[31等来提高烟气过滤效率;三是使 用通风滤嘴、高透气度卷烟纸以稀释主流烟气,提高烟 支和滤嘴段的通风率。其中改变滤嘴规格和材料、使 用膨胀烟(梗)丝、烟草薄片、高透气度卷烟纸、滤嘴通 风方式较易在工艺和技术上实施。

万   方数据

1.1烟气过滤 设卷烟焦油产生量为孔,滤嘴过滤效率为E,则 卷烟焦油递送量:
T=死(1一E) (1)

稀释主流烟气。不同透气度的卷烟纸,烟支侧面通气 能力和端头通气能力有所不同。如图1所示,烟支端 头通气面积在燃吸过程中保持不变,而侧面面积与烟 支所剩长度L一石呈正比。设侧面通气能力为y,,其 成分主要为空气;而端头通气能力K为主要的焦油 携带部分;总通气量K在燃吸过程中不变,为二者的

醋纤滤嘴参数对烟气过滤效率的关系遵循如下公 式:
ln(1一E)=A


L+B×PD×C4+D



L16

(2)

混合气体。

式中:A、B、D——常数;E——过滤效率;L——滤嘴长度(mill); PD——滤嘴吸阻(Pa);c——圆周(mm),6——丝束单旦

由式(2)可以看出:L、P。、C值增大,而艿减小时, 过滤效率E增大。对于醋纤滤嘴,滤棒成型有如下规 则(伊士曼公司提供): (1)在单、总旦一定的情况下,改变加工速度,棒重 变化1%,吸阻变化1.5%。即:
(P2一P1)/pl=2.5 X("2一"1)/wI (3)

图1烟支示意图

未燃吸前:
z=0,K(;)=‰,坛;)=‰,‰/‰=e

燃吸长度戈后:
‰,)/K(,)=(L—x)‰/L‰ 由于:


(2)在重量和总旦一定的情况下,单旦变化0.1, 压降变化2.0%。即:
(P2一P1)/pl=(d2一占1)X
2.O%10.1

(4)

Vo=‰+‰=K(。)+坛,)



由上述二式可知,增加滤棒重量可提高滤嘴吸阻, 提高滤嘴过滤性能;而降低丝束单旦艿,在滤棒重量不 变(不增加成本)的情况下可提高滤嘴吸阻,进一步增 加过滤效率。理论计算:当C=24.3mm、L=20ram时, P。由539Pa增加到637Pa时,过滤效率增加2.3%,然 后艿再由3.0下降到2.4,E可再降低1.2%。 1.2通风稀释 1.2.1滤嘴通风率 其原理是引入一定量的空气稀释主流烟气而达到 降低焦油量的目的。目前通风滤嘴技术分为在线打孑L 和接装纸预打孑L两种,在低焦油混合型卷烟中使用较
多。
T,=To(1一E)(1一V,) (5)

则:
pk,)=Uo Vo(L—x)/(£%一xUo)


则整个卷烟燃吸过程的通气量分别为: 吩=』j“‰,,d,
咋=J;“K㈤d; Vr=s:“Nod。
m¨他

由于V0为常数,
Vr=%(L—d)

/}L



)、,;J

而式(9)、(10)得:
Vf=』。L一。[%Vo(L一*)/(LV。一z‰)]d, =Vo{L—d一[£(1一c)/c]In(L/[L一(L—d)C])}
(14)

在整支卷烟抽吸完成后,总稀释率为:
Vf/V,={L—d一[£(1一c)/c]ln(L/[£一(L—d)c])}
/(£一d) (15)

式中:r,——通风卷烟焦油量;To——封闭卷烟的焦油量;E—— 封闭滤嘴的过滤效率;yr——滤嘴稀释率

对激光预打孔接装纸滤嘴有如下经验公式(摩迪 制纸公司提供):
Vf=(JP。一Pf


不考虑透气度对卷烟抽吸口数的影响,焦油量仅 与通过烟支燃烧端的通气总量有关。设稀释率为0

Ll/Lf)/[K(11C。+5/C。)
(6)

时,V。=VT总焦油产生量为T0不变,实际卷烟(稀释 率为c)焦油量为:
T=To

+(P。一Pf X£。/£f)]

式中:P。、Pf——分别为封闭卷烟和封闭滤嘴吸阻;Ll、Lf——分别 为打孔位置距嘴端长度和滤嘴长度;K——常数;C.、Cp——分别为接
装纸和成型纸的透气度

X(1一v,/VT)

=n[£(1一C)/c]zn(L/[L一(L—d)C]),(L—d)(16)

可见,保持£和d值不变,提高卷烟纸透气度,则 ‰增大,c值增大,焦油产生量丁减小。
1.3减少焦油产生量
1.3.1

由式(6)可知:当L,、P,减小,C。、C。、P。增大时, 通风率K增大。 1.2.2卷烟纸透气度 改变卷烟纸的透气度,对卷烟焦油量的影响表现 在两个方面:①改变烟支燃烧速度,减少抽吸口数;②

烟支圆周

改变烟支圆周,将直接改变烟支体积,改变单支卷


万   方数据

烟含丝量,使卷烟焦油总产生量发生改变,但同时滤嘴 圆周也随之变化,其过滤效率发生变化(式2),将改变 卷烟焦油量。如减少烟支圆周,烟丝体积减少,燃烧体 积亦同步减少,焦油产生量将降低:
AT=To(2c—c2)<0 (17)

2.2

买验方法

2.2.1滤嘴实验 用上述规格的醋酸纤维丝束,以三醋酸甘油酯为 增塑剂,在滤棒成型机上制成长120mm、圆周24.3mm 的不同吸阻和重量的滤嘴,在综合测试台上测定滤棒 的吸阻、圆周和重量,判别不同规格丝束的成棒能力。 然后选择符合要求的滤棒,在卷烟机上卷接成烟支,用 吸烟机测定不同滤嘴所接烟支的焦油量,检验降焦效 果。通风滤嘴用不同透气度的接装纸和成型纸组合接 装烟支,并测定卷烟的通风度(滤嘴段)和焦油量。 2.2.2卷烟纸实验 分别使用不同透气度的卷烟纸、相同规格的烟丝、 滤棒卷接烟支,用综合测试台测定卷烟吸阻、卷烟透气 率(烟丝段)并测定焦油值。 2.2.3改变烟支圆周 分别卷制不同圆周的烟支,保持滤嘴圆周=烟支 圆周一0.2mm,检测卷烟烟丝重量、焦油量变化值。 2.2.4烟草薄片和膨胀烟(梗)丝 在配方烟丝中分别加入不同比例的造纸法(本厂 研究项目,广东朝阳卷烟材料厂实验产品)、双层稠浆 法(Sandvik,德国特里尔)、辊压法(本厂产品)3种薄片 和膨胀烟(梗)丝,测定卷烟焦油量。

式中:△r——焦油变化量;%——原规格卷烟焦油量;c——圆周
变化率(此时C>O)

由式(2)可知,圆周c减小则过滤效率E减小,故 需选择合适的圆周变化值。 1.3.2膨胀烟(梗)丝和烟草薄片 卷烟配方在满足卷烟感官质量之外,也应注重降 低焦油量的要求。膨胀烟(梗)丝、不同类型的烟草薄 片,因其与烟丝填充值、燃烧性均不同,可降低烟支重 量、减少抽吸口数而降低焦油。 2实验部分 由理论可知,降低醋纤丝束单旦、加大滤嘴吸阻、 圆周或长度均有利于滤嘴过滤效率的提高。我们选择 降低丝束单旦、提高滤嘴吸阻、使用预打孔接装纸和高 透气度成型纸、改变卷烟纸的透气度、在卷烟配方中施 加不同比例的烟草薄片和膨胀烟(梗)丝等进行研究。
2.1

实验材料 ①醋纤丝束:3.0Y/35
000、2.7Y/35 000、2.4Y/

32

000规格(日本大赛璐公司),2.4Y/34 000规格(美

3结果与讨论
3.1

国塞拉尼斯公司);②三醋酸甘油酯;③滤棒成型机: KDF2;④滤嘴综合测试台:Filtrona;⑤成型纸:Et本产


丝束重量与压降的关系

当滤棒圆周为24.3mm、长度为120mm时,不同丝 束的成棒能力如表l。从表1可以看出,在一定范围 内滤棒吸阻(P。)与丝束重量(形)成线性关系:
3.0Y/35

000CU、6

000CU;⑥接装纸:浙江龙游产200CU、

400CU;⑦卷烟纸:日本三岛30CU、四川锦丰30CU、 40CU、50CU、60CU、瓦腾斯70CU;⑧卷烟机:PROTOS70; ⑨吸烟机:SM350。

000丝束:P。=1

254.9×彤一421.0

(18)

表1滤棒成型实验结果

注:030~4使用celanese


3.0Y/35

000丝束;5~8使用Daeele

2.7Y/35

000醋纤丝束;9~12使用Dacele

2.4Y/32

000醋纤丝束。

万   方数据

2.7Y/35 2.4Y/32

000丝束:PD=1 434.8×W一508.6

(19)

表2滤嘴吸阻与卷烟焦油量的关系

000丝束:Po=l

665.4×1V一616.1

(20)

不同规格的丝束成棒能力有所不同。在所实验的 规格范围内,单旦越低,成棒能力越强,故恰当使用低 旦丝束可最大限度地提高滤棒吸阻,节省丝束。如用
2.4Y/32 3

000丝柬替代3.0Y/35 000丝柬,吸阻由

374Pa提高到3 825Pa,每支滤棒的丝束消耗反而减 3.3通风滤嘴 分别以透气度4
000CU、6

少0.0059。

3.2滤嘴吸阻 选择表1中的1、2、3、4、6、10、11号滤棒接装烟 支,其它材料相同,测定卷烟烟气中的总粒相物 (TPM),结果如表2。从表2看出,同等丝束条件下,滤 嘴吸阻提高100Pa,卷烟焦油量降低1.5mg(6%)左右, 而丝束单旦由3.0降低到2.4时焦油量还可下降0.3 —0.5rag。可见适当提高滤嘴吸阻并使用低旦丝束可 明显降低卷烟焦油量并保持卷烟吸味。

000CU的成型纸生产封

闭吸阻为4 119Pa的滤棒,以打孔位置距嘴端12ram、 透气度分别为200CU、400CU、600CU的接装纸接装烟 支,然后测定卷烟滤嘴通风率K、卷烟吸阻、总粒相物 的变化,结果如表3。结果表明:接装纸和成型纸透气 度越高、滤嘴通风率越大,降焦效果越明显,”为20% 时,焦油量降低约18%左右。

表3通风滤嘴与卷烟焦油的关系

3.4卷烟纸

3.5

烟支圆周

用透气度为30~70CU的卷烟纸并保持滤嘴吸阻、 卷烟支重等条件不变,制成卷烟,测定其焦油变化,结 果如图2。从图2可以看出,在一定的范围内,特别是 当卷烟纸透气度较低时(<60CU),适当增加卷烟纸透 气度,可明显降低焦油量。但若卷烟纸透气度过高,则 降焦效果反而不明显。

分别卷制圆周为24.5mm、24.4mm、24.3mm、24.2 mm、24.1mm的卷烟,保持滤嘴圆周=烟支圆周一0.2 mm,检测卷烟烟丝重量、焦油量变化情况,见表4。
表4烟支圆周与焦油量的关系

实验发现,缩小烟支圆周可减少烟丝消耗和抽吸 口数,焦油也能降低,圆周减少0.36mm,焦油降低0.6 nlg,下降幅度不大,滤嘴圆周减小、过滤效率降低的结 论得到了证实。表4中的数据也表明,焦油量降低的 主要原因为抽吸口数减少所致。 3.6薄片和膨胀烟(梗)丝
图2卷烟纸透气度与卷烟焦油量的关系

利用同样的配方烟丝,分别加入不同比例的各类


万   方数据

烟草科技/烟草工艺

Tobacco Science&Technology

2001年第2期(总第153期)

薄片丝、膨胀烟(梗)丝,卷烟后检测烟气焦油量,结果 见表5。结果表明:加入膨胀烟丝和造纸法薄片的降 焦效果最好,加入10%的比例可降低焦油约10%(2.3 mg);加入双层稠浆法薄片和膨胀梗丝的降焦效果次 之,加入10%的比例可降低焦油6%左右;而加入辊压 法薄片对卷烟降焦非但无益,反而会使卷烟焦油升高。
表5添加不同比例的膨胀烟(梗)丝和烟草薄片 对卷烟焦油量的影响对比



结论

影响卷烟焦油量变化的因素很多,但每一种降焦 方法都不能过度使用,否则将使卷烟质量发生明显变 化。如过分提高滤嘴吸阻会使卷烟抽吸困难;卷烟纸 透气度过大,会使烟支前后抽吸感觉不一致;滤嘴通风 度过高,会使卷烟风格变化大、烟气发干;薄片和膨胀 烟(梗)丝过多,会使卷烟香气品质变差等等。因此,需 要综合应用各种技术,并从香精香料、加工工艺上进行 弥补,以保持卷烟风格。同时,降焦幅度不宜过大,应 分步实施,确保产品内外在质量的稳定,使消费者乐于 接受。 【参考文献】
[1]金闻博,戴亚.烟草化学[M].清华大学出版社,1994:148. [2]郑新章,刘立全,邱纪青等.国际低焦油卷烟科研新成果及其发展 趋势[J].烟草科技,1998,(1):8。9. [3]董有,冯进城.豫西南海泡石卷烟过滤嘴的实验[J].烟草科技,
1993.(2):8.10.

卷烟规格与TPM间的相关性研究
王建民1,向永波2

【关键词】卷烟规格;TPM;相关性
【摘要】研究了卷烟规格的几种变化方式与TPM间的关系。结果表明:当卷烟规格按照这些方式变 化时,TPM均表现出线性变化规律。在保持卷烟总长度不变的情况下,采用单独增加接装纸长度,或增 加滤嘴长度的同时等量缩短烟支部分长度,或在增加滤嘴长度、等量缩短烟支部分长度的同时增加接装 纸长度等3种方式改变卷烟规格时,TPM均有较明显减少。 【中图分类号】TS458 【文献标识码】B
The

Correlation between Cigarette Size and

【文章编号】1002—0861(2001)02—0008—03 TPM

WANG Jian.minl,XIANG Yong.b02 【Keywords】Cigarette size;TPM;Correlation 【Abstract】The correlation between TPM and
TPM were cigarette size was

studied.The results showed that the amounts of

greatly reduced with linear rule when cigarettes were kept same length,cigarette size Was changed in the

followed ways:increasing the tipping paper length alone,increasing the filter length,and increasing the tipping pa—
per

length and filter length simultaneously.

1.王建民.郑州轻工业学院,450002郑州市东风路5号;2.向永波.张家I:1卷烟厂,075000河北省张家口市工业大街65号 【收稿日期】2000一10—30 【责任编辑】石永新 8

万   方数据

卷烟降焦综合技术方法与实践
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 钟科军, 蒋腊梅, 黄建国, ZHONG Ke-jun, JIANG La-mei, HUANG Jian-guo 常德卷烟厂技术中心,415000,湖南省常德市洞庭大道199号 烟草科技 TOBACCO SCIENCE & TECHNOLOGY 2001(2) 14次

参考文献(3条) 1.董有;冯进城 豫西南海泡石卷烟过滤嘴的实验 1993(02) 2.郑新章;刘立全;邱纪青 国际低焦油卷烟科研新成果及其发展趋势 1998(01) 3.金闻博;戴亚 烟草化学 1994

引证文献(14条) 1.卷烟焦油递送量经验模型的修正[期刊论文]-安徽农业科学 2010(11) 2.刘春波.刘志华.孙志勇.陈永宽.缪明明 分子印迹技术及其在烟草中的应用研究进展[期刊论文]-应用化工 2010(9) 3.王德吉.李广才.栗卫军 基于信息几何的卷烟焦油SVM(支持相量机)预测[期刊论文]-中国烟草学报 2009(4) 4.杨国荣.李忠任.许健.倪朝敏.缪明明 卷烟减害降焦技术的研究进展[期刊论文]-云南化工 2009(2) 5.谢山岭.向能军.倪朝敏.王毅.缪明明.王凯 植物添加剂降低卷烟烟气稠环芳烃的研究进展[期刊论文]-广东化工 2009(3) 6.王华.王建民 活性炭部分指标对卷烟感官和烟气成分的影响[期刊论文]-郑州轻工业学院学报(自然科学版) 2009(4) 7.刘强.HOU Chun.李海涛.ZONG Yong-li.宋瑜冰.QU Zhan.李炎强.YANG Chun-qiang 低焦油卷烟加香后一些醛酮类 香料转移行为[期刊论文]-中国烟草学报 2008(3) 8.李中昌.陆舍铭.孟昭宇.桂永发.倪朝敏.缪明明 复合嘴棒中活性炭碘值和pH值对卷烟产品影响研究[期刊论文]云南化工 2007(4) 9.刘芳.杨柳.吴亿勤.缪明明.丁中涛 卷烟烟气中稠环芳烃研究的新进展[期刊论文]-云南化工 2007(3) 10.赵威.庞天河.刘艳芳.贾海江.刘余里.董国社 卷烟降焦减害技术研究进展[期刊论文]-安徽农业科学 2006(22) 11.徐雅静.汪远征.王建民.黄松奇 卷烟焦油含量预测的数学模型[期刊论文]-郑州轻工业学院学报(自然科学版) 2005(3) 12.赵芹.徐存英.韩少卿.彭奇均 苯乙烯-甲基丙烯酸十六酯的共聚及降焦研究[期刊论文]-离子交换与吸附 2005(3) 13.赵芹.韩金智.韩少卿.刁仕权.彭奇均 苯乙烯-甲基丙烯酸酯吸油树脂降焦[期刊论文]-江南大学学报(自然科学 版) 2005(1) 14.姚忠达 稳健设计技术在控制卷烟主流烟气焦油量中的应用[学位论文]硕士 2005

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yckj200102002.aspx


相关文章:
烟草降焦减害技术.doc
还有一些学者研究改进烟叶的调制方法,先把新鲜烟叶中的蛋白质、烟碱和 糖类等...焦油卷烟辅材设 计综合技术, 企业更加注重对新型减害降焦材料的研发和应用技术,...
烟草生产中卷烟降焦减害技术的应用
1 现阶段卷烟降焦减害技术分析 在当前技术条件支持下, 烟草企业有关卷烟降焦减害的投入日益扩大,相关 理论、 技术以及实践研究均取得了较为显著的成果,面向市场所...
中式卷烟如何实施降焦减害
卷烟配方技术研究,卷烟材料的降焦减害:配方,滤棒,减害添加剂6。 2007 年,国家...二是 开展卷烟综合降焦技术的集成和组装,在继续推进物理方法减害降焦的同时, ...
降焦减害技术在中式卷烟的应用
降焦减害技术在中式卷烟的应用李今朝 河南农业大学 烟草学院 烟工 12-3 河南...开发和推广降焦减害综合技术,以研发“一高二 低” (高香气、低焦油、低危害)...
卷烟减害降焦四川省重点实验室
杀虫技术研究 (四)特种功能卷烟材料研制 1、卷烟减害降焦材料研究 2、卷烟增香...4、 实验室学术委员会根据同行评议结果, 对申请课题进行复审, 提出综合评审意见...
烟草的检测数据分析
巴豆醛 7 种主要成分作为中式 卷烟减害方向, 建立了 7 种成分的检测方法及...选择性降低烟气主要有害成分和卷烟香味定向补偿等减害降焦综合技术方面取 得了一定...
烟草减害降焦的途径研究
预测在未来10年里应用于种植实践[11]。 2、工业...目 前增加卷烟盘纸的透气度有两种方法:一是在造纸...今后, 烟草行业的重点是对长期展开的减害降焦技术...
对卷烟降焦的几点思考
卷烟降焦的几点思考 摘要:本文从维护中式风格卷烟市场占有率的角度出发,论述了当 前烟草行业降焦减害过程中保持风格的必要性和几点应对办法。 关键词:卷烟 降焦...
...降焦减害——工商携手培育和发展中式卷烟...
进行着的实践;发展中式卷烟要紧紧围绕降焦减害的发展...同时说明我们具备较强的技术能力进行降焦减害工作。 ...要认真研究相关政策,采取切实可行的措施和办法扶持...
卷烟减害降焦四川省重点实验室
卷烟减害降焦四川省重点实验室_其它考试_资格考试/认证_教育专区。卷烟减害降焦...(二)研究内容、拟解决的关键问题及经济技术指标 10 (三)研究方法技术路线及...
更多相关标签:
综合实践方法指导课 | 综合实践研究方法包括 | 逆向工程技术综合实践 | 综合实践活动信息技术 | 综合实践活动研究方法 | 小学综合实践教学方法 | 综合实践研究方法 | 信息技术综合实践课 |