GB/T22838.7-2009卷煙及濾棒物理性能的測定第7部分燃燒錐落頭傾向采用旋轉法進行測定燃燒錐落頭傾向測試儀動態吸阻采用鄭州煙草研究院建立的測定及表征方法煙支燃燒吸阻測量裝置密度分布一致性采用鄭州煙草研究院建立的測定及表征方法煙支水分密度檢測儀（2）卷煙及在制品煙絲物理特性檢測方法細支卷煙質量指標及其穩定性是受到煙絲物理特征因素的影響，煙絲結構、煙絲寬度、純凈度等指標的檢測方法及裝備如表2-4所示。表2-4卷煙物理性能指標測試方法及設備測試指標測試方法與標準測試設備煙絲長度及分布YC/T351-2010卷制過程煙絲破碎度的測定篩分儀煙絲純凈度YC/T428-2012卷煙機剔除梗簽物中含絲量的測定梗簽測定儀2.2煙絲結構對卷煙卷制質量的影響研究重點研究煙絲結構對卷制過程卷煙的重量、硬度、吸阻、通風率、密度分布、空頭率、動態吸阻和落頭傾向等質量指標的影響趨勢，明確適合細支卷煙卷制需求的煙絲結構。2.2.1常規物理指標及穩定性針對兩個不同企業的A、B兩個牌號，分別按照2.1.1中的辦法，A、B牌號采用長絲多次跑條的辦法并進行卷制（煙絲結構見表2-2），對卷制的煙支樣品進行重量、硬度、吸阻及濾嘴通風等物理指標及指標標偏測定分析，結果見圖2-1。圖（a）為不同煙絲結構（長度）卷制煙支單支重量及重量標偏測定結果，由圖可知，隨煙絲長度的減小，煙支單支重呈增加趨勢；卷制煙支重量穩定性呈增加趨勢；且煙絲特征長度在1.4mm~1.8mm時，煙支重量穩定性較好。圖（b）為不同煙絲結構（長度）卷制煙支硬度及硬度標偏測定結果，由圖可知，隨煙絲長度的減小，煙支硬度變化無明顯規律；煙支硬度穩定性呈先增加后降低趨勢；且煙絲特征長度在1.6mm~1.8mm時，煙支硬度穩定性較好。圖（c）為不同煙絲結構（長度）卷制煙支吸阻及吸阻標偏測定結果，由圖可知，隨煙絲長度的減小，煙支吸阻穩定性呈增加趨勢；且煙絲特征長度在1.63mm~1.82mm時，煙支吸阻穩定性較好。圖（d）為不同煙絲結構（長度）卷制煙支濾嘴通風及濾嘴通風標偏測定結果，由圖可知，隨煙絲長度的減小，煙支濾嘴通風呈增加趨勢；濾嘴通風率穩定性無明顯規律。綜上分析表明，隨煙絲長度減小，煙支單支重量、吸阻和濾嘴通風呈增加趨勢；硬度無明顯變化規律；煙支單支重、吸阻穩定性增加，硬度穩定性先增加后減小。綜合分析煙支中煙絲特征長度在1.6mm~1.8mm（卷制前為2.6mm~2.8mm）時，煙支常規物理指標穩定性較好。(b)(c)(d)圖2-1A、B牌號不同煙絲結構對卷煙物理指標穩定性影響2.2.2其它物理指標（1）卷煙密度分布一致性和空頭率表2-5是兩個牌號的不同煙絲結構下煙絲密度及密度分布一致性數據。由表中可知，隨煙絲長度的減小，煙支中煙絲段密度平均值無明顯的變化規律，密度分布一致性系數?呈先降低后增加的趨勢，即密度分布一致性呈先增加后降低趨勢，特別在煙絲特征長度大于2mm時，密度分布的一致性降低明顯。從生產長期數據統計結果可知，卷制煙絲長度的減小，卷制煙支空頭率呈先降低后增加趨勢。綜合以上因素考慮，煙支中煙絲特征長度在1.64~1.86mm之間時兩個牌號的煙支密度分布一致性較好，且空頭率較低。因此，在這個范圍內煙支的卷制性能比較好。表2-5不同煙絲結構卷煙煙絲密度分布及密度分布一致性牌號煙絲結構特征長度（mm）平均密度（mg/cm3）軸向STD（mg/cm3）ηA2.1244740.02301.71260810.00371.44261780.00481.3249800.00511.24267830.0032B2.02236490.00911.86236530.00841.79237520.00701.68243530.00671.64232550.0070（2）卷煙動態吸阻和落頭傾向表2-6是兩個牌號的不同煙絲結構下卷煙動態吸阻和落頭傾向的數據。由表中可知，隨煙絲長度減小，動態吸阻均值呈現先降低后增加趨勢，動態吸阻穩定性增加趨勢。煙支燃燒錐落頭傾向指標在煙絲長度較長時，無明顯的變化規律，當煙絲長度較短時，煙支燃燒錐落頭傾向增加明顯，特別當煙支中煙絲特征長度低于1.64mm時，燃燒錐落頭傾向增加明顯。表2-6不同煙絲結構卷煙動態吸阻和落頭傾向牌號煙絲結構特征長度（mm）動態吸阻（Pa）落頭傾向（%）靜態均值標偏ηA2.1155620421980.117301.71160220312920.133651.44161419451570.086901.3159119321710.0742151.24163119591390.083627.5B2.02189222502570.18251.671.86165019982380.12273.751.79164419781190.06796.251.68172021182160.04705.831.64168919452010.045511.672.2.3小結（1）隨煙絲長度減小，煙支單支重量、吸阻和濾嘴通風呈增加趨勢，硬度無明顯變化規律；煙支單支重、吸阻、動態穩定性增加，硬度穩定性先增加后減小。當煙絲特征長度過大（大于2mm）時，密度分布一致性明顯降低，當煙絲長度較短（小于1.64mm）時，煙支燃燒錐落頭傾向增加明顯。（2）綜合分析煙支中煙絲特征長度在1.6mm~1.8mm（卷制前煙絲特征長度為2.6mm~2.8mm）時，煙支常規物理指標穩定性較好，煙支密度分布一致性較好且空頭率較低，即適宜于細支卷煙的煙絲特征長度（煙絲整體尺寸）為2.6~2.8mm。2.3煙絲純凈度對卷煙卷制質量的影響研究重點研究煙絲純凈度對卷制過程卷煙的重量、硬度、吸阻、通風率、密度分布、空頭率、動態吸阻和落頭傾向等質量指標的影響趨勢，明確適合細支卷煙卷制需求的煙絲純凈度質量要求。2.3.1常規物理指標及穩定性煙絲不同純凈度條件下制備卷煙樣品（A牌號），分析其對卷煙支重、硬度、吸阻、濾嘴通風等常規物理指標穩定性的影響。圖2-2為通過風選工序獲得不同純凈度卷煙樣品的測試結果圖，其中WC1，WC2，WC3分別為純凈度94.94%，95.06%，95.70%的煙絲卷制的卷煙樣品。由圖2-2可知，純凈度對煙支單支重、硬度、吸阻、濾嘴通風無明顯的影響規律；純凈度對卷煙重量、硬度及濾嘴通風穩定性影響較大，而對卷煙吸阻影響（38~40Pa）較小。卷煙重量與濾嘴通風隨純凈度的增加，穩定性增加。圖2-2A牌號卷煙不同煙絲純凈度對卷煙物理指標穩定性影響（風選）（a）卷煙重量；（b）硬度；（c）吸阻；（d）濾嘴通風2.3.2其它物理指標（1）卷煙密度分布一致性和空頭率表2-7是不同煙絲純凈度卷煙的煙絲密度分布及密度分布一致性數據。由表中可知，隨著煙絲純凈度的增加，煙支密度平均值無明顯差異，軸向密度分布標偏基本不變，密度分布一致性下降，空頭率下降。表2-7煙絲純凈度與卷煙煙絲密度分布及密度分布一致性梗簽剔除率純凈度（%）平均密度（mg/cm3）軸向STD（mg/cm3）η空頭率/%1.0994.94250320.00440.481.2095.06250350.00480.451.4095.70255340.00500.39（2）卷煙動態吸阻和落頭傾向表2-8是煙絲純凈度對卷煙動態吸阻和落頭傾向的影響數據。由表可知，隨著煙絲純凈度的增加，煙支的動態吸阻標偏降低，動態吸阻分布一致性基本沒有變化，卷煙的落頭傾向基本沒有變化。表2-8煙絲純凈度對卷煙動態吸阻和落頭傾向梗簽剔除率煙絲純凈度（%）煙絲動態吸阻（Pa）落頭傾向（%）靜態均值標偏η1.0994.94225631142030.26535.001.2095.06208628251960.27895.831.4095.70218129011520.27587.502.3.3小結（1）隨煙絲純凈度的增加，細支卷煙總體質量穩定性增加；（2）煙絲純凈度在95.0%以上時，細支卷煙支重、吸阻、硬度、密度分布一致性等物理指標穩定性較好，支重標偏在10mg/cig之內，硬度標偏在2.3%以內，吸阻標偏在38Pa，燃燒錐落頭傾向在6%以內。2.4本章結論（1）隨煙絲長度減小，煙支單支重、吸阻、動態吸阻穩定性呈增加趨勢，硬度和密度分布一致性呈先增加后降低趨勢，濾嘴通風穩定性呈降低趨勢；綜合分析煙支中煙絲特征長度在1.6mm~1.8mm（卷制時為2.6mm~2.8mm）時，煙支常規物理指標、密度分布一致性穩定性較好，且空頭率及燃燒錐落頭傾向較低。（2）風選后煙絲純凈度達到95%以上、含梗簽率在5.0%以內，即煙絲含梗簽較低時，細支卷煙支重、吸阻、硬度、密度分布一致性等物理指標穩定性較好，且支重標偏在10mg/cig之內，硬度標偏在2.3%以內，吸阻標偏在38Pa，燃燒錐落頭傾向在6%以內。

第三章煙片質量與煙絲關鍵物理特性關系研究通過研究煙片形態（形狀和大小）與煙絲結構的關系，明確煙片形態對煙絲結構的影響規律，建立煙片形態與煙絲結構的關系模型，根據煙絲結構需求的研究結果，應用關系模型得到適宜于細支卷煙的煙片結構需求；通過研究葉中含梗率對煙絲純凈度的影響，找出葉中含梗率與煙絲純凈度的對應關系，提出適宜于細支煙的葉中含梗率需求。3.1材料與方法3.1.1材料與儀器設備（1）材料黃金葉（愛尚）全配方葉組，福建B2F、福建C3F和福建X3F三個等級煙葉100kg，河南中部煙400kg。（2）儀器設備葉片振動分選篩、煙絲振動分選篩、烘箱、煙絲填充值測定儀、RetschAS400篩分儀、煙片處理單元、葉絲處理單元、煙支綜合測試臺。3.1.2試驗方法（1）煙絲與煙片結構關系模型建立打后匯總皮帶取某產區B2F、C3F和X3F三個等級煙葉100kg，并檢測樣品煙片的面積、周長、分形維數、各面積區間所占比例等參數，再分別經松散回潮后直接進行切絲，取切后1kg煙絲檢測其結構，并利用葉面積儀測量每層篩網上的煙絲總面積及煙絲個數，計算平均煙絲實際尺寸與篩網規格之間的比例系數u值。（2）煙絲與煙片結構關系模型驗證根據煙絲與煙片結構關系模型以及推導出的適用于細支卷煙片煙尺寸區間，取不同于（1）研究中使用產區的中部煙葉，用煙片結構篩分裝置篩選出該區間及相鄰尺寸區間片煙樣品，分別在中試車間制絲，檢測成品煙絲的煙絲結構（篩網法），驗證煙絲與煙片結構關系模型，同時確定適用于細支卷煙的煙片結構需求。（3）葉中含梗率對煙絲純凈度的影響研究黃金葉（愛尚）全配方葉組分等級真空回潮后，去除各等級煙葉中的煙梗，并計算煙梗剔除率的加權平均值。選后煙葉正常制絲，期間記錄各工序工藝參數、質量指標和相關工序計量重量和剔除物重量。在卷煙機工作參數相同條件下，試驗樣和對照樣均在同一卷煙機卷制與包裝，統計批次卷煙機剔除梗簽量、殘煙量和卷煙產量。3.1.3檢測方法（1）YC/T351-2010卷制過程煙絲破碎度的測定。（2）煙片大小檢測方法：采用YC/T449-2012《煙葉片煙大小及其分布的測定葉面積法》。（3）煙片形狀檢測方法：采用YC/T449-2012《煙葉片煙大小及其分布的測定葉面積法》求得煙片面積、周長，運用以下公式計算片煙圓形度。式中：e——片煙圓形度；A——片煙面積，單位為平方毫米（mm2）；C——片煙周長，單位為毫米（mm）。同時，該標準擬確定分別統計40mm2-200mm2、200mm2-1000mm2、＞1000mm2三個片煙面積區間片煙圓形度的均值和變異系數作為片煙形狀表征指標。3.2適應于細支卷煙的煙片結構研究構建片煙結構與煙絲結構關系模型，通過模型預測和生產驗證確定適用于細支卷煙的片煙結構；以在研行業標準項目《打葉煙葉片煙形狀的測定圖像法》擬確定的片煙圓形度作為片煙形狀表征方法，結合片煙形狀調控工藝技術現狀，研究確定片煙形狀指標技術要求。3.2.1細支卷煙煙絲與煙片結構關系模型建立在工程計算過程中對于不規則形狀物體的尺度的衡量，通常根據不同的目的采用相應的等效方法進行換算，稱為等效直接或當量直徑，如空氣動力學直徑：將實際的顆粒粒徑換成具有相同空氣動力學特性的等效直徑，斯托克斯直接：與顆粒具有相同密度且在相同的沉降速度的顆粒直徑，與之相似的還有等體積球當量直徑、等表面積球當量直徑、等比表面積當量直徑、等投影面積球當量直徑、等投影面積圓當量直徑等。對于典型不規則形狀顆粒的煙片，切后煙絲的結構不僅受其大小的影響，同時還受其形狀的影響，因此借鑒等效換算的思想，將不規則形狀煙片根據其大小和形狀特征等效成具有相同切后煙絲結構的圓形，從而建立煙片大小形狀與煙絲結構的相關關系。對于半徑為r的均質正圓，將其切絲，絲長度小于x的累計百分比記為y'。當x<=2r時，x以下的累積煙絲百分比為弦長為x的兩部分圓冠面積與圓面積的比值，即：y'=(2r2當x>2r時，由于煙絲長度均小于2r，因此，y'=1。故，正圓切后絲的累計分布可以表示為式（2）所示分段函數：y'=(2其中，r——為圓形半徑A——為圓面積x——為絲長度y'——x以下絲的累積比例利用式（2）計算了任意5片不同大小圓形切后絲的累計百分比（結果見表3-1），圖3-1所示為切后絲的累計分布。由圖3-1可知，圓形切后絲的累計分布呈冪函數分布，擬合結果見表3-8，R2>0.999。由表3-2可知，單片正圓切后長度小于某尺寸的絲的累計百分比與片的大小呈反比，即隨著面積（半徑）的增加而減少。表3-1不同大小圓形切后絲的累計百分比（%）煙絲尺寸（mm）圓面積（mm2）100200300400500818.345.823.071.971.406.710.063.331.771.140.815.65.631.911.020.660.474.753.351.150.620.400.2941.970.680.370.240.173.351.140.400.220.140.102.80.660.230.130.080.0620.240.080.050.030.021.40.080.030.020.010.010.710.010.000.000.000.00圖3-1不同大小圓形切后絲的累計分布表3-2圓形切后絲的累計分布擬合結果圓形面積mm2abR1001.99E-043.28160.99982008.96E-053.113260.999973005.17E-053.071130.999994003.45E-053.051870.999995002.50E-053.040821由于煙片外形較為復雜，為典型的不規則形狀顆粒，但面積與周長符合分形特性即：(3)其中，C——煙片周長D——為小島法分維數——常數，，其中a為常數。對于正圓形，。將式（3）變換為：(4)為了保持煙片形狀特征不變，即滿足式（3），則令煙片等效半徑為R，由式（4）可得：(5)或(6)其中，為等面積半徑。將（5）帶入（2）式得不規則煙片切絲后累積分布：(7)對于具有一定結構（大小）分布的煙片而言，切絲后不同煙絲結構“篩下”累積質量百分比為：yi其中：yi——為長度小于xi的煙絲累計百分比Yj——為樣品中大小為Aj的煙片質量百分比y'ij——為大小Ai葉片切后長度小于xi的煙絲累計百分比煙絲在篩分時，由于煙絲呈卷曲狀態，各層煙絲真實尺寸與篩網尺寸存在顯著的線性關系（如圖3-2所示）。（a）福建C3F（b）文獻數據[65]圖3-2煙絲實際尺寸與篩網尺寸的相關關系根據上述關系，則式（7）可改寫成：(9)式中，x為對應篩網尺寸，μ為煙絲實際平均尺寸與篩網規格之間的比例系數。因此方程（8）和方程（9）共性組成了煙片大小形狀與煙絲結構的關系模型，其中Yj反映了樣品煙片大小分布，小島分形維數D反映了煙片的形狀。由式（5）可知，煙片等效半徑R與D呈反比，由于小于某尺寸的絲的累計百分比與片的大小也呈反比，因此煙絲篩下累計百分比與小島分形維數D呈正相關關系。3.2.2結構關系模型驗證為了驗證上述方程（8）和方程（9）組成的煙片大小形狀與煙絲結構的關系模型的正確性，在打后匯總皮帶取福建B2F、福建C3F和福建X3F三個等級煙葉100kg，并檢測樣品煙片的面積、周長、分形維數、各面積區間所占比例等參數，再分別經松散回潮后直接進行切絲，取切后1kg煙絲檢測其結構，并利用葉面積儀將每層篩網上的煙絲總面積及煙絲個數，計算平均煙絲實際尺寸與篩網規格之間的比例系數u值，檢測及計算結果見表3-3。表3-3煙片參數檢測結果樣品C3FB2FX3F面積(mm2)周長(mm)比例(%)面積(mm2)周長(mm)比例(%)面積(mm2)周長(mm)比例(%)片煙參數43.125.91150.728.51420.122.223214.178.610212.476.713141.487.614389.8114.310386.1112.412244.1127.210702.2165.918699.3164.920346.9152.881228.6237.4121220.3235.313447.1180.271724.4299.591728.7297.49543.3212.262233.8351.272214.2350.36651.7231.162729.7393.252710.8393.04747.5263.543230.3463.643212.8454.23844.4292.333736.3493.433721.1505.82948.8287.234231.2544.434178.0552.811051.4309.334723.2592.924734.3535.111159.1326.915290.7647.615192.2580.211241.9335.415706.3674.015763.8658.301888.5436.29D1.321.311.34u利用所建立的煙片大小形狀與煙絲結構的關系模型，結合各等級煙片檢測參數，計算得到其切后煙絲結構的預測值，各等級煙片切后煙絲結構實測結果和預測結果見表3-4所示。表3-4篩下累計百分比實測值與預測值結果（%）篩網尺寸（mm）C3FB2FX3F實測預測實測預測實測預測8.0068.878.6187.2390.9593.4299.986.7064.7069.3382.282.9393.2199.985.6058.0658.3374.5273.2592.9194.454.7549.7551.7965.9765.9288.9891.184.0040.9339.8856.6452.8582.984.443.3533.7631.3948.3345.7977.1274.292.8027.9726.0440.5835.0369.6864.672.0018.4715.1227.2620.6552.945.731.4008.6112.3513.0215.7627.3629.740.7101.071.321.331.723.7523.97圖3-3所示為不同等級煙片切后煙絲結構實測值與預測值的比較，由圖3-3可知，不同等級煙片切后煙絲結構預測值與實測值基本一致，相關系數在0.91以上，由此可見表明所建立的模型能夠較好的描述煙片大小與煙絲結構的相關關系。C3FB2F圖3-3不同等級煙片切后煙絲結構實測值與預測值的比較3.2.3細支卷煙煙片結構需求分析依據第二章提出的細支煙煙絲結構需求指標，利用建立的煙絲與煙片結構及形狀關系模型，分析并初步確定適用于細支卷煙煙絲的煙片結構。煙片結構需求由上文研究可得，適宜于細支卷煙的卷制前煙絲特征長度為2.6mm，適宜于細支卷煙的煙絲結構的分布最合適的范圍為2.0mm~4.0mm，并應盡量減少小于1.40mm的煙絲比例。根據式（8）在保持煙片樣品形狀的前提下，計算了上中下部不同大小煙片切絲后2.0mm~4.0mm和小于1.40mm區間內煙絲比例預測值，計算結果見表3-13所示，圖3-4~圖3-5所示分別為2.0mm~4.0mm和小于1.4mm煙絲比例隨煙片大小變化趨勢。由表3-5、圖3-4可知，2.0mm~4.0mm的煙絲比例隨煙片面積的增加呈先增大后減小的趨勢，對于上部煙面積在200mm2~800mm2范圍的煙片，切絲后2.0mm~4.0mm煙絲比例較高，在50%以上；中部煙面積在100mm2~700mm2范圍內切絲后2.0mm~4.0mm煙絲比例較高，在50%以上；而下部煙面積在200mm2~900mm2范圍內時切絲后2.0mm~4.0mm煙絲比例較高，在50%以上，下部煙面積在200mm2以下時不可能產生2.0mm~4.0mm的煙絲。由圖3-5可知，小于1.40mm的煙絲比例隨煙片面積的減小而迅速增加。對于上、中、下部煙面積分別再200mm2、100mm2和300mm2以下時不僅難以形成2.0mm~4.0mm的煙絲，而且會使小于1.40mm煙絲比例迅速增加，因此應盡量減少該尺寸的煙片比例。表3-5不同大小煙片切后煙絲結構（%）煙片面積（mm2）福建B2F福建C3F福建X3F2.0~4.0mm<1.4mm2.0~4.0mm<1.4mm2.0~4.0mm<1.4mm10059.1710.4941.427.820.0015.2820088.4807.2985.145.4779.8510.5030094.045.4592.414.1089.907.7940096.223.4695.212.6293.674.9250097.332.4596.621.8595.563.4660097.991.8597.461.4096.662.6170057.431.4698.001.1197.372.0580041.371.1960.410.9097.861.6790032.280.9944.610.7573.481.40100026.280.8435.440.6449.871.19110022.010.7329.260.5642.071.03120018.810.6424.780.4934.910.90130016.340.5721.380.4329.720.80140014.370.5118.710.3925.770.71150012.780.4616.570.3522.660.64160011.460.4114.810.3220.150.58170010.360.3813.350.2918.080.5318009.420.3512.120.2616.360.4919008.620.3211.070.2414.890.4520007.930.300.160.2313.640.4121007.330.279.380.2112.560.3822006.790.268.690.1911.610.3623006.330.248.080.1810.780.3424005.910.227.540.1710.040.3125005.530.217.050.169.390.30圖3-4(2.0~4.0)mm煙絲比例隨煙片大小變化圖3-5小于1.4mm煙絲比例隨煙片大小變化由此可見，為了滿足細支煙的煙絲結構需求，上、中、下部煙葉分別應盡量增加200mm2~800mm2、100mm2~700mm2和200mm2~900mm2煙片比例，同時考慮分別減少200mm2、100mm2和300mm2以下煙片比例。結合目前各中煙幾乎全部采用配方打葉，實際打葉時的原料部位難以劃分清楚，且以中部煙為主，項目組在征求意見后對適用于細支卷煙的片煙尺寸進行整合，最終得到適用于細支卷煙的片煙尺寸區間為100~700mm2，同時應減少100mm2以下和700mm2以上片煙比例。細支卷煙煙片結構確定前期研究工作中為了確保細支卷煙片煙質量的科學性和合理性，均采用圖像法檢測設備來考察片煙尺寸，其結果以片煙面積作為表征方式，目前大多數打葉復烤企業尚不具備圖像法檢測手段，因此，需要將前期研究得到的適用于細支卷煙的片煙尺寸區間轉換為傳統篩網法片煙結構技術要求，同時，也保持了現有行業標準的延續性。取河南中部煙片，通過打葉機參數調整，制出面積尺寸區間（100~700）mm2占比不同的5個煙片樣品，考察烤機出口片煙結構變化情況，選擇（100~700）mm2占比最高，同時100mm2以下片煙占比在可接受范圍內的樣品，作為確定細支卷煙煙片結構的備選樣品。結果如表3-6所示。表3-6打后片煙面積區間占比（%）樣品編號煙片區間>700mm2100~700mm2<100mm2143.5547.618.84240.2949.749.97339.3251.249.44435.4754.1710.36531.7356.1212.15由表3-6可知，隨著面積區間在（100~700）mm2區間的片煙比例升高，<100mm2片煙比例呈升高趨勢，根據既定原則，為達到質量要求與經濟指標的協調與平衡、保障標準的普適性，以4號樣品為基準，用振篩法重復檢測其煙片結構（烤后），其結構均值如表3-7所示。表3-74號樣品片煙結構（%）規格區間123均值＞25.4mm×25.4mm25.0224.6424.6124.76＞12.7mm×12.7mm73.8871.5772.0372.49＞6.35mm×6.35mm95.8794.1193.8894.62＞2.36mm×2.36mm99.4699.3399.4599.41結合表3-7數據，在兼顧標準先進性和普適性原則、平衡質量與經濟指標的的基礎上，確定了細支卷煙原料片煙結構（烤后）指標要求如表3-8所示。表3-8適用于細支卷煙的片煙結構（烤后）指標單位要求＞25.4mm×25.47mm片煙率%＜25.0＞12.7mm×12.7mm片煙率%≥70.0＞6.35mm×6.35mm片煙率%≥93＜2.36mm×2.36mm碎末率%＜.4煙片形態需求按照國煙科[2018]177號下達的《打葉煙葉片煙形狀的測定圖像法》在研行業標準項目擬確定的檢測方法為圖像法，片煙形狀表征方法為片煙圓形度，即根據片煙的面積和周長按公式（10）計算片煙圓形度，結果精確至0.001。 (10)式中：e——片煙圓形度；A——片煙面積，單位為平方毫米（mm2）；C——片煙周長，單位為毫米（mm）。同時，該標準擬確定分別統計40mm2-200mm2、200mm2-1000mm2、＞1000mm2三個片煙面積區間片煙圓形度的均值和變異系數作為片煙形狀表征指標。片煙形狀質量指標的確定分別采用云南曲靖C3F（以下簡稱中部）和B2F（以下簡稱上部）作為試驗材料，中部和上部均設置常規和細支兩組試驗處理，其中常規試驗按照YC/T146葉片結構質量技術需求進行打葉，一打采用3.5"菱形框欄；細支試驗按照細支卷煙葉片結構質量技術要求進行打葉，一打采用3.2"六邊形框欄并合理調整潤葉、打葉風分等工藝參數，各試驗片煙結構質量要求見表3-9。表3-9常規和細支試驗片煙結構質量要求（%）片煙規格常規細支＞25.4mm×25.4mm≥47＜35.0＞12.7mm×12.7mm≥83/6.35mm×6.35mm～12.7mm×12.7mm/≥16.0＞6.35mm×6.35mm≥94≥93.5＞2.36mm×2.36mm≥99.2≥99.5常規和細支卷煙均開展3次重復試驗，每次試驗在打后葉片匯總皮帶處取樣9組葉片結構樣品，每組3kg，采用CA813Ⅲ型片煙大小及分布測定系統檢測片煙面積、周長、圓形度，并分別按照40mm2-200mm2（以下簡稱40）、200mm2-1000mm2（以下簡稱200）、＞1000mm2（以下簡稱1000）三個片煙面積區間片煙圓形度的均值和變異系數，試驗檢測情況詳見表3-10。表3-10試驗設置和檢測樣品情況試驗材料試驗處理試驗處理重復次數每次重復試驗檢測樣品數量共計檢測樣品數量常規中部3927上部3927細支中部3927上部3927通過表3-11和圖3-6可知，①常規和細支試驗處理的片煙圓形度均值在1%水平下差異顯著，表明不同打葉工藝條件下片煙形狀存在顯著差異，且細支試驗打葉工藝條件下片煙圓形度整體高于常規；②不同面積區間片煙圓形度均值在1%水平下差異顯著，表明不同面積區間片煙形狀存在差異，且呈現隨面積增加片煙圓形度減小的趨勢；③“處理*區間”檢測結果為在1%水平下差異顯著，表明試驗處理和面積區間之間存在交互作用；④綜上，在現有打葉復烤工藝技術條件下已基本可實現片煙形狀的優化，可采用三個面積區間的片煙圓形度均值作為片煙形狀質量指標。表3-11不同試驗處理和面積區間圓形度均值差異性檢驗源III型平方和df均方FSig.校正模型3.654a50.7312043.9600.000截距69.573169.573194581.8610.000處理0.01510.01541.8090.000區間3.63421.8175081.6680.000處理*區間0.00520.0037.3280.001誤差0.1143180.000總計73.341324校正的總計3.768323a.R方=0.970（調整R方=0.969）圖3-6不同試驗處理和面積區間片煙圓形度均值通過表3-12可知，①面積區間200與1000的片煙圓形度均值在1%水平下顯著相關，相關性系數為0.677；②面積區間200與40的片煙圓形度均值在5%水平下顯著相關，相關性系數為0.336；③面積區間40與1000的片煙圓形度均值在5%水平下不相關；④綜上，面積區間200與1000、40的片煙圓形度均值均在5%水平下顯著相關，表明采用面積區間200的片煙圓形度均值可在一定程度上反映面積區間1000和40的片煙圓形度均值，所以為便于標準的執行和使用，項目組研究確定采用面積區間200（200mm2-1000mm2）的片煙圓形度均值作為片煙形狀質量指標。另外，由于片煙形狀的變異程度更重要的是體現在區間之間，而不是區間內，因此在本標準中不對面積區間200的片煙形狀變異系數規定技術要求。表3-12細支試驗處理不同面積區間片煙圓形度均值相關性指標4020010040Pearson相關性10.336*0.084顯著性（雙側）0.0130.545N545454200Pearson相關性0.336*10.677**顯著性（雙側）0.0130.000N5454541000Pearson相關性0.0840.677**1顯著性（雙側）0.5450.000N545454*.在0.05水平（雙側）上顯著相關。**.在0.01水平（雙側）上顯著相關。指標技術要求的確定通過表3-13可知，①常規試驗處理條件下面積區間200片煙圓形度均值為0.455，95%置信區間的下限和上限分別為0.450、0.460；②細支試驗處理條件下面積區間200片煙圓形度均值為0.470，95%置信區間的下限和上限分別為0.465、0.475；③細支試驗處理條件下面積區間200的片煙圓形度均值優于常規；④結合片煙形狀調控工藝技術現狀，項目組研究確定以大于細支試驗條件下面積區間200片煙圓形度均值的95%置信區間下限為片煙形狀指標技術要求，即200mm2-1000mm2面積區間片煙圓形度均值宜大于0.465。表3-13不同試驗處理條件下面積區間200片煙圓形度描述統計試驗處理圓形度均值標準誤差95%置信區間下限上限常規0.4550.0030.4500.460細支0.4700.0030.4650.47其他指標技術要求的確定按照確定的適用于細支卷煙片煙結構指標加工成的片煙，由于片煙結構整體趨小，葉片面積分布的均勻性提高，推測有利于裝箱密度均勻性提高，因此，項目組對裝箱密度偏差DVR進行了考察，結果如表3-14所示。從表3-14中可以看出單箱裝箱密度偏差DVR平均值基本在7%以內，因此，經項目組討論，確定將細支卷煙原料裝箱密度偏差DVR指標控制在7%以內。表3-14裝箱密度控制效果等級合格率（%）平均DVR值（%）9點平均密度（kg/m3）C3F98.76.9349.0368.1356.7331.9363.2340.1341.1364.6348.4C4F98.16.7366.2364.7365.1357.5360.3353.0353.9363.9354.0C4F97.97.1353.7363.9362.3356.0375.9361.9352.4372.7358.6C4F91.57.0359.8362.8361.5345.9366.9348.8349.4375.2356.2X2F95.66.8355.0359.8362.5372.5381.6377.9364.5380.4374.7X3F99.36.9368.4371.6374.4376.7393.1377.8372.7383.7376.5平均96.856.9///3.3適用于細支卷煙的煙片葉含梗率研究對不同葉中含梗率的煙片進行批次投料制絲和卷包，考察生產過程梗簽剔除、卷制質量，以及生產消耗等，綜合質量與消耗，確定細支卷煙煙片原料的葉含梗率指標。3.3.1葉含梗率與煙絲純凈度關系研究對不同葉中含梗率的煙片進行制絲，利用梗簽測定儀檢測煙絲純凈度，考察葉中含梗率與煙絲純凈度的關系。結果如表3-15所示。表3-15葉含梗率與煙絲純凈度統計葉含梗率0.8%1.0%2.0%煙絲純凈度96.3%95.5%93.1%由表3-15可以看出，隨著葉含梗率的逐漸升高煙絲純凈度逐漸下降，當葉中含梗率控制在1.0%以內時，即可滿足細支卷煙對煙絲純凈度>95%的要求。3.3.2不同葉中含梗率經濟性分析分別在打葉復烤和制絲卷包生產環節，統計葉含梗率為0.8%、1.0%和2.0%的煙片的打葉復烤出品率和制絲卷包出成品率，對比打葉復烤投料到生產出成品卷煙全過程的投入產出，確定合適的葉含梗率控制指標。表3-16和3-17是不同葉含梗率投入產出統計結果。表3-16打葉復烤出片率統計葉含梗率0.8%1.0%2.0%打葉復烤投料量（kg）100001000010000出片率（%）61.26465.5表3-17卷煙生產過程剔除物統計葉含梗率0.8%1.0%2.0%制絲+卷接包投料量（kg）612064006550制絲退出物（kg）248215207卷包退出物（kg）396.8406.7580.4退出物總量（kg）644.8621.7787.4損耗率（%）10.59.712.0成品卷煙（箱）276.9291.1283.7單箱耗葉（kg/箱）22.1021.9923.09單箱原煙消耗（kg/箱）36.134.435.2由表3-16和3-17可以看出：（1）在打葉復烤環節，煙片葉含梗率越高，打葉復烤出品率越高；（2）在制絲卷包環節，葉含梗率1.0%的物料生產損耗率最低，為9.7%，單箱原料消耗也最低，為21.99kg/箱，葉含梗率2.0%的物料生產損耗率較高，達到12.0%，單箱原料消耗達到23.09kg/箱，葉含梗率0.8%的物料生產損耗率和單箱原料消耗居于兩者中間；（3）從原煙投料到制成成品卷煙的全流程消耗看，將葉片的葉含梗率控制在0.8%，制成成品的單箱消耗最高；將葉片的葉含梗率控制在1.0%，制成成品的單箱消耗最低。因此，綜合考慮產品質量和生產消耗，將細支煙打葉復烤葉含梗率控制在1.0%是較為合適的。3.3.3小結（1）與葉含梗率2.0%煙片制成的細支卷煙相比，葉含梗率0.8%和1.0%的煙片制成的卷煙吸阻標偏下降9個點，其他指標變化不大，卷煙質量穩定。（2）在打葉復烤環節，葉含梗率2.0%的出品率最高；在制絲卷包環節，葉含梗率1.0%的物料生產損耗率最低單箱原料消耗也最低；從生產全流程看，綜合考慮產品質量和生產消耗，將細支煙打葉復烤葉含梗率控制在1.0%較為合適。3.4本章結論（1）構建了細支卷煙煙片大小形狀與葉絲結構關系模型。將不規則形狀煙片根據其大小和形狀特征等效成具有相同切后煙絲結構的圓形，從而建立細支卷煙煙片大小形狀與煙絲結構的相關關系模型。驗證結果表明：該模型實測結果與預測結果基本一致，相關系數均大于0.91。（2）利用該模型預測確定了適宜于細支卷煙的煙片結構和煙片形狀需求。（3）不同葉含梗率煙片制絲試驗表明：與葉含梗率2.0%煙片相比，葉含梗率1.0%煙片制成的細支卷煙吸阻標偏下降9個點，卷煙質量穩定，卷煙單箱消耗降低0.8kg/箱。（4）研究對比了不同葉含梗率控制指標對打葉復烤和卷煙生產全流程的投入產出影響，綜合考慮產品質量和生產消耗，將細支煙打葉復烤葉含梗率控制在1.0%較為合適。

第四章經濟效益評估主要對前期研究確定的適用于細支卷煙的片煙質量指標在打葉復烤生產線進行綜合應用并對相關工序加工技術條件進行優化，從生產穩定性、煙片加工質量和經濟性幾個方面驗證適用于細支卷煙的片煙質量指標的應用效果。對黃金葉（愛尚）配方中的原料按照本項目確定的片煙質量指標進行生產加工，并進行卷煙制絲和卷包加工。比較新質量指標應用后，卷煙加工過程消耗、生產效率、產品感官質量、物理質量及煙氣指標等方面與指標應用前產品進行對比評價，為適用于細支卷煙的片煙質量指標應用后的經濟效益評估提供技術依據。4.1卷煙加工消耗比較對本項目研究確定的適用于細支卷煙的片煙質量指標在生產中進行應用，應用前后的卷煙加工消耗進行對比，結果見表5-1。表5-1應用前后卷煙加工消耗卷煙機梗簽剔除率（%）簽中含絲量（%）卷煙紙損耗率（%）濾棒損耗率（%）單箱原料消耗（Kg/箱）應用前5.2336.82.391.623.0應用后1.7917.32.031.522.2從表5-1對比結果來看，應用后卷煙加工消耗明顯降低，應用后卷制過程梗簽剔除量降低且簽中含絲率下降，由于煙絲結構和純凈度更符合細支煙要求，因此卷制過程順暢，卷煙紙和濾棒損耗減小，同時單箱煙葉消耗由23Kg/箱降低到22.2kg/箱，單箱耗葉降低0.8kg/箱。4.2生產效率比較對應用前后的卷煙生產效率進行對比，結果見表5-2。表5-2應用前后卷制生產效率車速（支/min）一次成品率（%）設備有效作業率（%）應用前45009594.3應用后53009898.7從表5-2應用前后卷制過程統計結果表明，在生產效率方面：應用后卷制車速平均提高了800支/分鐘，一次成品率由95%提高到98%，應用后設備有效作業率提高了4.4%。4.3卷煙質量將指標應用后黃金葉（愛尚）產品的物理質量、煙氣指標及感官質量等與應用前產品進行對比評價。4.3.1物理質量對指標應用前后卷煙樣品物理指標質量進行對比，結果見表5-3。表5-3應用前后卷煙物理質量對比單支含絲量mg煙支密度mg/cm3煙支重量mg吸阻Pa硬度%總通風率%端部落絲量mg/支含末率%均值標偏均值標偏均值標偏均值標偏應用前381248.2549.616.3127263.060.313.1351.982.293.563.02應用后375243.6545.913.5113550.566.362.8950.371.733.122.30由表5-3對比結果可以看出，在重量控制一致前提下，吸阻、硬度和通風率等指標控制水平均有提升，且物理指標符合卷煙設計要求。4.3.2主流煙氣質量對指標應用前后卷煙樣品煙氣指標進行對比，結果見表5-4。表5-4應用前后卷煙煙氣指標對比焦油（mg）煙氣煙堿（mg）煙氣CO（mg）盒標實際盒標實際盒標實際應用前55.05.6應用后05.05.5由表5-4調控前后卷煙樣品煙氣指標對比結果可以看出，卷煙樣品焦油、一氧化碳、煙堿等煙氣成分差異不顯著，均符合產品設計要求。4.3.3煙氣有害成分對指標應用前后卷煙樣品煙氣有害成分進行對比，結果見表5-5。表5-5應用前后卷煙有害成分對比CO（mg/支）HCN（μg/支）NNK（ng/支）氨（μg/支）B[α]P（ng/支）苯酚（μg/支）巴豆醛（μg/支）應用前5.6583.04.46.411.815.5應用后5.5593.04.86.310.115.3由表5-5指標應用前后卷煙樣品有害成分對比結果可以看出，卷煙樣品CO、HCN、NNK、氨、B[α]P、苯酚和巴豆醛等有害成分差異不顯著，均符合產品設計要求，無明顯差異。4.3.4感官質量對指標應用前后卷煙感官質量進行對比，結果見表5-6。表5-6應用前后卷煙感官質量對比光澤香氣諧調雜氣刺激性余味總分應用前5.0295111821.389.3應用后5.0295111821.589.5從表5-6指標應用前后卷煙感官質量對比結果可以看出，指標應用后黃金葉（愛尚）產品感官質量有所提升，感官質量得分平均提高0.2分。4.4本章結論將本項目研究確定的適用于細支卷煙的片煙質量指標應用在打葉復烤生產線上，并進行工業卷制驗證。（1）消耗降低。生產過程單箱耗葉降低0.8kg/箱。（2）設備生產效率提升。卷制車速平均提高了800支/分鐘，一次成品率提高3%，應用后設備有效作業率提高了4.4%.（3）卷煙物理質量均有不同程度提升。煙氣指標和有害成分符合產品設計要求，感官質量平均得分提高0.2分。

第五章結論項目通過對適宜細支卷煙卷制的煙絲結構與煙絲純凈度的研究、煙絲結構與葉片結構關系研究和煙絲純凈度與煙片含梗率的研究，確定了用于細支卷煙的煙片結構及葉含梗率技術要求。主要研究結論是：1、明確了煙絲特性指標（長度和含梗簽率）對細支煙質量的影響。煙絲特征長度（煙支中）在1.2mm~2.1mm范圍內，隨煙絲長度減小，煙支支重、吸阻、動態吸阻穩定性呈增加趨勢，硬度和密度分布一致性呈先增加后降低趨勢；煙絲中含梗簽率<5%時，成品卷煙的支重、吸阻、硬度、密度分布一致性等物理指標穩定性較好。2、確定了適宜細支卷煙卷制的煙絲特性指標。卷制時煙絲特征長度2.6mm~2.8mm，煙絲含梗簽率小于5%。3、構建了煙片大小、形態與煙絲結構關系模型。將不規則煙片根據其大小和形態特征等效成具有相同切后煙絲結構的圓形，建立了煙片大小形態與煙絲結構的關系模型。驗證結果表明：該模型實測結果與預測結果基本一致，相關系數大于0.91。4、確定了適宜于細支卷煙的煙片形態結構。5、通過確定的適用于細支卷煙的片煙質量指標應用，適用于細支卷煙的煙片（100-700mm2）占比由37.0%上升至57.6%，增加了20.6個百分點；葉中含梗率由1.57%降低到1%以下。工業驗證結果表明，全流程單箱消耗降低0.8kg/箱，設備生產效率提升，卷制車速平均提高了800支/分鐘，一次成品率提高3%，應用后設備有效作業率提高了4.4%；卷煙物理質量均有不同程度提升，煙氣指標和有害成分符合產品設計要求，感官質量平均得分提高0.2分。

參考文獻[1]國家煙草專賣局