论文与综述
卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响
)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２２．３００８８
(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２１．３００８８;
２∗
郑 丰１,项 磊１,葛少林１,
透气度、灰分、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自由燃烧速率的主要卷烟纸参数,而卷烟纸浆料组分、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]自由燃烧速率;阴燃速率;定量;透气度;灰分;助燃剂 卷烟纸; 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、烟气有害成分释放以及CO、
１Ｇ３]
,烟气的感官品质显著相关[对于卷烟产品质量控
[摘 要]实验考察了卷烟纸的原料组分、定量、 卷烟自由燃烧速率是卷烟燃烧特性的表观特征参数,
速率间的关联性,结果表明:卷烟纸的定量、透气度、助燃剂含量以及助燃剂中钾盐和钠盐的比例是影响卷烟
１ 材料与方法１．１ 材料
实验所用不同参数的卷烟纸均为单一参数变化
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、
４]
.叶组配方、烟支结构参数的影响,尤其是卷烟纸[
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.１．２ 仪器与方法
/卷烟纸阴燃速率测试按照Y测CT１９７Ｇ２００５,
卷烟纸物理参数对其自身的阴燃速率产生显著
５Ｇ９]
.卷烟纸阴燃速率随定量升高而降低,影响[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、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、定量、透气度、灰分、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.
收稿日期:２０１９－１１－０７
,作者简介:郑丰(学士,工程师,主要从事卷烟材料研究.１９８０－)烟用材料化学成分分析.
[０]
/.使用安徽合肥众沃C试结果以mms表示１SR
Ⅱ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.
７]
,卷烟自由燃烧速率的测定,采用棉线法[测试
卷烟４测试１０mm纵向长度燃烧的时间,０组数据/计算平均值,测试结果以mmmin表示.２ 结果与讨论
２．１ 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
—１—
,通信作者:葛少林(博士,副研究员,主要从事烟草及１９８１－)
以及卷烟自由燃烧速率的线性关系.结果表明:在
黑 龙 江 造 纸» ２０１９年 第４期 « 固定卷烟纸其它参数的前提下,不同麻纤维含量卷２．３ 卷烟纸透气度对卷烟纸阴燃速率及卷烟自由烟纸阴燃速率在麻纤维含量对卷烟自由燃烧速率影响更小１．８２~１．８９mm/s之间波动且无明显规律;(在６．２７~６．３７mm/min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１ 不同麻纤维含量卷烟纸阴燃速率
和卷烟自由燃烧速率
Fig１． Srmaotledeorfinciggarraettetewofciitghdareitftfeerpeantp
ehreamnpdc
froenetecnotmbustion．２ 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、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,结果如图纸定量的升高卷烟自由燃烧２.速结果表明率从逐渐升高至７．２５mm/min,最大增５幅．３１:随着卷烟达mm到了/m３i７n．
烧性％;
然而卷烟纸定量的增加却降低了卷烟纸自身燃.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Fig２．２ 不同定量卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率
Smolderingrateofcigarettepap
erandfreecombustion—２—
rateofcigarettewithdifferentbasisweig
ht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]
透气度对卷烟自由燃烧速率和卷烟纸阴燃速率的影.图３为响结果.从图高,卷烟自由燃烧速率呈逐步上升的趋势３中可看出:随着卷烟纸透气度的升,但透气度的影响程度较定量低(透气度从３０CU增加至卷烟纸自身的阴燃速率无明显影响０CU,自由燃烧速率仅增加１２．０％).;然而透气度对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]
烟纸阴燃速率影响不明显可能由此导致,但卷烟纸阴燃为氧气供给充足,透.
气度对卷
图Fig３３． 不同透气度卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率
Smolderinateofciarettepaerandfr．４ 不同灰分对卷烟纸rateogfcrigarettewgit阴hd燃iffep
eecombustion速ren率tp和oro卷sit烟y
自由燃烧速率的影响
图Fig４．４ 不同灰分卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率
Smolderraitnegorfatceig
oafrectitgewareittthdepiafp
feerreanntdasfrheecombustion９２０２卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响
灰分是卷烟纸重要的质控参数之一[
１４]
显示灰分对卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的.图４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２．５ 不同的纸张宽度对１１％和４％)
.卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率的影响
图卷烟纸阴燃５显示了卷烟纸宽度从速率及其卷烟自由１燃９烧mm至速率３的０变mm的化情况,结果表明:随着纸条宽度的增加,卷烟纸自身燃烧速度变慢(最大降幅为率稍微增加,但幅度变化很９％小).,卷主烟要的是自由由于燃在烧较速低燃烧温度下,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i５g 不同纸张宽度卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率F５．Sm２．６ roladteerionfgciraatreetotfewcigitarhdettieffepraep
netraanderwfreeidctombustion不同助燃剂含量对g卷烟纸阴pp
h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
]速率和卷烟纸阴燃速率的影响见图,其对卷烟自由燃烧
出:在卷烟纸阴燃速率无显著影响０．５３％~１．５４％添加量范围内６,.助燃剂含量对从图中可看,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,最大增幅可达烧速率的影响应与钾钠类助燃剂对纤维素的催化作
３９％.助燃剂对卷烟自由燃
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
]低应该与其导致的自由燃烧速率增大相关.此外,助燃剂对卷烟烟气成.
分的降
图Fig６６． 不同助燃剂含量卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率 Smolderinateofciarettepaerandfreecombustion．７ rate不同钾钠比例助燃ofcigarettgewrithdiffegre剂nt对com卷bpu烟stio纸na阴g
en燃tc速ont率ent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的前提下,随着卷烟纸助燃剂钠盐比例的增加７,结果表明:在其他参数固定,卷烟
自由燃烧速率呈逐渐下降的趋势(最大降幅达到度不大１％)
,但卷烟纸阴燃速率没有规律性变化且变化幅.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７ 不同钾钠比助燃剂卷烟纸阴燃速率和卷烟自由燃烧速率cigarFeitgtew７．Sitmholddifefreinregntracteomofbucsitgiaornetategepnatpp
erotaanssdiubmturnionsg
ordaituemrof—３—
atio２２黑 龙 江 造 纸» ２０１９年 第４期 « ３ 结论
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、透气度、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、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.
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Heei２３００８８,China;２．Keaboratorombustion&ProlsisStudC,fyLyofCyyyofCNT,,ChinaTobaccoAnhuiIndustrialCo．Ltd．Heei２３００８８,China)f,/,,,wtKNaratiohemulontentashcontentandburnimrovercontentasstudied．Theresultsypppcp/,contentandKNaratiosinificantlromotedtherateoffreecombustionofciarette．Whereashemgypgp
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、“,凡投稿本刊或允许本刊登载的文章字化期刊群”中国核心(遴选)数据库”和“中文科技期刊数据库”
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