CN101436223B - 卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法。属于烟草技术领域。本发明方法具体内容是通过进行放样研究，找到卷烟焦油、烟碱对滤嘴通风率的降低率，将该降低率修正于卷烟焦油、烟碱预测公式中，使修正后的公式可用于烤烟型卷烟及任何叶组配方卷烟。经修正后可大大提高卷烟焦油、烟碱预测精准度，用修正后的公式进行产品设计，可节约产品设计的时间及实验费用，大大提高卷烟产品开发的科学性。

Description

卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法

技术领域：

本发明涉及一种对卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法。属于烟草技术领域。

背景技术：

传统的焦油预测公式：

卷烟焦油量＝烟条焦油量×(1-滤嘴通风率)×(1-滤嘴焦油过滤效率)；

传统的烟碱预测公式：

卷烟烟碱量＝烟条烟碱量×(1-滤嘴通风率)×(1-滤嘴烟碱过滤效率)；

其中认为焦油降低率和烟碱降低率对滤嘴通风率作图，斜率为1，但经研究，这是对混合型叶组而言，对大部分烤烟型叶组，斜率均大大小于1，用该公式预测烤烟型卷烟，准确度不够高。

对预测公式中所用到的另外两个公式加以说明：

1、滤嘴通风率的数学模型：

是施伟策-摩迪公司Baskevitch博士提出的预测模型，该模型用一系列卷烟物理指标预测卷烟滤嘴通风率，由于计算用到的指标均为卷烟物理指标，与叶组配方没有关系；另外经验证，已很精确，可直接使用，不需修正，公式及验证情况如下：

$V(\%)=\frac{{\mathrm{PD}}_{\mathrm{cf}}-{\mathrm{PD}}_f\frac{D_p}{L_f}}{K(\frac{1}{P_{\mathrm{tip}}}+\frac{5}{P_{\mathrm{pw}}})+{\mathrm{PD}}_{\mathrm{cf}}-{\mathrm{PD}}_f\frac{D_p}{L_f}}$

V＝滤嘴通风率         ％

P_tip＝水松纸的透气度   CU

P_pw＝成型纸的透气度    CU

PD_cf＝卷烟的闭式压降   mmH₂O

PD_f＝滤嘴的闭式压降        mmH₂O

L_f＝滤嘴的长度             mm

D_p＝打孔位置到吸嘴端的长度 mm

K＝49175(静电打孔值)

K＝55475(激光打孔值)

表1 滤嘴通风率的理论计算值与实际检测值的比较

备注：PD_cf＝115mmH₂O，PD_f＝55mmH₂O，L_f＝20mm，D_p＝13mm，K＝49175

表1是用该数学模型计算的滤嘴通风率理论值和实测值的对比，从表中可以看出，理论计算值与实测值基本吻合，因而公式不需修正，可直接使用。

2、滤嘴过滤效率模型

Celanese预测模型，用一系列滤嘴物理指标预测滤嘴过滤效率，由于计算用到的指标均为滤嘴物理指标，与叶组性质没有关系，可直接使用，不需修正；另外根据公式进行计算，发现滤嘴的焦油过滤效率比烟碱过滤效率约大4％。公式及计算情况如下：

ln(1—E/100)＝A·L+B·ΔP·C⁴+D·L/δ

式中：

E＝过滤效率

L＝滤嘴长度

ΔP＝在17.5cm³/s的流量下滤嘴的压降(mmH₂O)

C＝滤嘴圆周(mm)

δ＝单丝旦数

A、B和D为常数，对总粒相物、焦油和烟碱，A、B、D分别为：

表2 A、B、D常数表

 

	A	B	D
				总粒相物	—-1.494×10-2	—-1.300×10-8	—-2.102×10-2
焦油	—-1.068×10-2	—-1.134×10-8	—-1.148×10-2
				烟碱	—-6.743×10-3	—-1.075×10-8	—-1.582×10-2

用上述公式计算的情况：

表3　滤嘴对总粒相物、焦油和烟碱的过滤效率表

 

滤嘴长度(mm)	滤嘴吸阻(mmH2O)	滤嘴圆周(mm)	单丝旦数(g/9000m)	总粒相物过滤效率(％)	焦油过滤效率(％)	烟碱过滤效率(％)
							20	55	24.2	3.3	48.90	39.2	35.18
24	63	24.2	3.5	54.32	44.0	39.50
							27	68	24.2	3.5	57.96	47.2	42.48
30	75	24.2	3.5	61.82	50.9	45.90

发明内容：

本发明是针对传统的卷烟焦油、烟碱预测公式的修正方法，经修正后，公式可用于指导烤烟型卷烟及任何叶组配方卷烟，提高公式的预测精准度和适用范围。

本发明卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法具体技术方案内容：其特征在于包含以下步骤：

A.在使用高透成型纸的情况下，应用不同透气度接装纸在同一牌号卷烟上进行实验，在实验范围内用焦油降低率对滤嘴通风率作图，设置截距为0，找到斜率数值，用该斜率对焦油预测公式进行修正；

B.在使用高透成型纸的情况下，应用不同透气度接装纸在同一牌号卷烟上进行实验，在实验范围内用烟碱降低率对滤嘴通风率作图，设置截距为0，找到斜率数值，用该斜率对烟碱预测公式进行修正。

没有默认焦油降低率及烟碱降低率对滤嘴通风率作图时，斜率为1，对于不同叶组而言，斜率不同，需进行相关叶组的具体研究，并用具体斜率数据修正公式，修正得到的结果用于指导生产，公式才可在烤烟型叶组及任何类型叶组配方卷烟中得到真正应用。

本发明方法具体内容如下：

通过进行放样研究，找到卷烟焦油、烟碱对滤嘴通风率的降低率，将该降低率修正于卷烟焦油、烟碱预测公式中，使修正后的公式可用于烤烟型卷烟及任何叶组配方卷烟。

1、卷烟样品的卷制

在同一机台上，分别用不打孔100、150、200、250、300、400CU激光预打孔接装纸，将同一卷烟纸卷制的同一牌号同一批次烟丝的烟支与同种滤嘴接装。

2、卷烟烟气常规烟气成分分析

采用GB/T16447-2004、GB/T19609-2004、YC/T30-1996、YC/T156-2001、YC/T157-2001和YC/T154-2001规定的方法测定卷烟样品的焦油量、烟气烟碱量。

3、常规烟气成分降低率的计算

常规烟气成分降低率的计算按照式(1)进行。

R＝(W-W_i)/W×100………………(1)

式中：R—常规烟气成分降低率(％)；W—不通风滤嘴卷烟烟气量(mg)；W_i—通风滤嘴卷烟烟气量(mg)。

4、找出常规烟气成分降低率与滤嘴通风率的关系

焦油、烟碱降低率与滤嘴通风率的关系见图1和图2。通过直线回归，设置截距为0，以滤嘴通风率为自变量x，找到常规烟气成分的降低率：焦油为ax；烟碱为bx。

5、对焦油预测公式进行修正：

卷烟焦油量＝烟条焦油量×(1-a×滤嘴通风率)×(1-滤嘴焦油过滤效率)

修正原因：通过实测发现，对某叶组而言，如烤烟型叶组，焦油降低率对滤嘴通风率作图，斜率为a，见图1，因而公式需做相应修正。

6、焦油预测公式经修正后的效果：大大提高了焦油预测精准度，见后面的实例。

7、对烟碱预测公式进行修正：

同理，通过实测发现，对某叶组而言，如烤烟型叶组，烟碱降低率对滤嘴通风率作图，斜率为b，见图2，因而公式需做相应修正。

卷烟烟碱量＝烟条烟碱量×(1-b×滤嘴通风率)×(1-滤嘴烟碱过滤效率)

8、烟条焦油的计算：

因预测公式中计算的基准是烟条焦油及烟条烟碱，因而对烟条焦油及烟条烟碱做一说明。

烟条焦油＝卷烟堵孔后实测焦油/(1-滤嘴焦油过滤效率)

滤嘴焦油过滤效率＝滤嘴烟碱过滤效率+4％

该公式的来源：经用焦油过滤效率及烟碱过滤效率公式计算，焦油过滤效率比烟碱过滤效率约大4％，计算情况见本说明书的背景技术部分。

烟条烟碱的计算：

烟条烟碱＝卷烟堵孔后实测烟碱/(1-滤嘴烟碱过滤效率)

应用本发明对卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法，经修正后，使传统的混合型卷烟焦油、烟碱预测公式可用于烤烟型卷烟及任何类型叶组配方卷烟。

本发明方法的优点：经修正后可大大提高卷烟焦油、烟碱预测精准度，用修正后的公式进行产品设计，可节约产品设计的时间及实验费用，大大提高卷烟产品开发的科学性。

本发明卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法修正后，大大提高对不同叶组配方卷烟烟气成分的预测精准度，提高了适用性，可直接指导生产。

附图说明

图1本发明焦油降低率与滤嘴通风率关系图。

图2本发明烟碱降低率与滤嘴通风率关系图。

图3本发明具体实施例中焦油降低率及烟碱降低率与滤嘴通风率关系图。

具体实施方式：

1.卷烟样品的卷制

在同一机台上分别用不打孔100、150、200、250、300、400CU激光预打孔接装纸将同一卷烟纸(透气度40CU，定量28g/m²)卷制的同一牌号同一批次烟丝的烟支与同种滤嘴(丝束规格2.7Y/35000，滤嘴长24mm)接装。

2.卷烟烟气常规烟气成分分析

采用GB/T16447-2004、GB/T19609-2004、YC/T30-1996、YC/T156-2001、YC/T157-2001和YC/T154-2001规定的方法测定卷烟样品的焦油量、烟气烟碱量。

3.结果分析及对公式的修正

表4　不同透气度接装纸卷烟样品常规烟气指标检测结果

 

编号	接装纸透气度实测值(CU)	滤嘴通风率实测值(％)	焦油量(mg)	烟气烟碱量(mg)
					0	10	1.7	13.3	1.3
100	108	13.2	12.4	1.2
					150	151	17.3	12.0	1.2
200	228	23.3	11.3	1.1
					250	272	25.1	10.8	1.1
300	301	25.6	11.0	1.1
					400	437	29.7	10.8	1.1

3.1常规烟气成分降低率的计算

常规烟气成分降低率的计算按照上面所述式(1)进行。

3.2常规烟气成分降低率与滤嘴通风率的关系

焦油、烟碱降低率与滤嘴通风率的关系见图3。通过直线回归，设置截距为0，以滤嘴通风率为自变量x，则常规烟气成分的降低率分别为：焦油为0.65x；烟碱为0.57x，回归方程见图3，在实验范围内可直接利用回归方程计算出滤嘴通风率的变化对常规烟气成分降低率的影响。

3.3对公式的修正

根据图3所做的焦油降低率与滤嘴通风率的实测关系，将焦油预测公式修正为：

卷烟焦油量＝烟条焦油量×(1-0.65×滤嘴通风率)×(1-滤嘴焦油过滤效率)

根据图3所做的烟碱降低率与滤嘴通风率的实测关系，将烟碱预测公式修正为：

卷烟烟碱量＝烟条烟碱量×(1-0.57×滤嘴通风率)×(1-滤嘴烟碱过滤效率)

3.4焦油预测公式经修正后的效果

经修正后，大大提高了焦油预测精准度，见表5。

表5　焦油预测公式经修正后的效果

 

校正后焦油预测值(mg)	实测焦油值(mg)	校正后残差	校正前焦油预测值(mg)	校正前残差
					13.16	13.3	0.14	13.1	0.2
12.24	12.4	0.16	11.7	0.7
					11.93	12	0.07	11.2	0.8
11.48	11.3	-0.18	10.5	0.8
					11.26	10.8	-0.46	10.2	0.6
11.13	11	-0.13	10.0	1.0
					10.64	10.8	0.16	9.2	1.6

Claims (2)

1.一种卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法，其特征在于包含以下步骤：

A).在使用高透成型纸的情况下，应用不同透气度接装纸在同一牌号卷烟上进行实验，在实验范围内用焦油降低率对滤嘴通风率作图，设置截距为0，找到斜率数值，用该斜率对焦油预测公式进行修正；焦油预测公式为：

卷烟焦油量＝烟条焦油量×(1-a×滤嘴通风率)×(1-滤嘴焦油过滤效率)

上式中a为焦油降低率对滤嘴通风率的斜率；

B).在使用高透成型纸的情况下，应用不同透气度接装纸在同一牌号卷烟上进行实验，在实验范围内用烟碱降低率对滤嘴通风率作图，设置截距为0，找到斜率数值，用该斜率对烟碱预测公式进行修正；烟碱预测公式为：

卷烟烟碱量＝烟条烟碱量×(1-b×滤嘴通风率)×(1-滤嘴烟碱过滤效率)

上式中b为烟碱降低率对滤嘴通风率的斜率。

2.根据权利要求1所述的卷烟传统焦油、烟碱预测公式的修正方法，其特征是没有默认焦油降低率及烟碱降低率对滤嘴通风率作图时，斜率为1，对于不同叶组而言，斜率不同，并用具体斜率数据修正公式，修正得到的结果用于烤烟型叶组及其它任何类型叶组配方卷烟中指导生产，让修正公式得到真正应用。

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