CN103091280A

CN103091280A - 一种卷烟抽吸轻松度的测定方法

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Publication number: CN103091280A
Application number: CN2013100127807A
Authority: CN
Inventors: 宁敏; 胡永华; 徐志强; 牛勇; 徐迎波; 王程辉; 田振峰
Original assignee: China Tobacco Anhui Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Anhui Industrial Co Ltd
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明公开了一种卷烟抽吸轻松度的测定方法，其技术特征是以在一定的卷烟抽吸压力和抽吸时间下的有效烟气吸入量来定义卷烟抽吸轻松度；所述卷烟抽吸压力以卷烟抽吸前的抽吸真空度进行表征；所述有效烟气吸入量以采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）方法通过连续扫描测得的格拉姆-施密特（Gram-Schmidt）谱的信号强度进行表征。本发明对卷烟抽吸轻松度所作的定义科学、简明，便于运用仪器分析手段对其进行测量；采用傅里叶变换红外光谱法对有效烟气吸入量进行测定，操作简单、分析速度快、灵敏度高、实验重复性好。

Description

一种卷烟抽吸轻松度的测定方法

技术领域：

本发明涉及一种卷烟抽吸轻松度的测定方法。

背景技术：

随着我国卷烟减害降焦工程的不断推进，低焦油、尤其是超低焦油卷烟将在市场上占有越来越高的比例。从技术角度上看，有很多技术措施可用于卷烟的减害降焦，例如，农业措施、化学措施和物理措施等。农业措施由于需要开发新的低害烟叶原料，其具体应用周期往往较长；化学措施需要评价外源添加剂的毒理学，且经济成本较高；物理措施，包括延长水松纸、提高滤嘴通风率和盘纸透气度等，由于效果明显、见效快，是当前烟草行业中广泛使用的卷烟减害降焦技术手段。但是，随着这些物理技术手段的使用，卷烟烟气浓度会明显降低，从而造成了卷烟的抽吸轻松度显著下降。卷烟抽吸轻松度是衡量卷烟抽吸品质的一个重要指标，轻松度高的卷烟产品通常易于满足消费者的需求。因此，在卷烟减害降焦的同时，如何有效提高卷烟的抽吸轻松度，是烟草行业面临的重要课题之一，而要研究提高卷烟抽吸轻松度的方法措施，首先需要对轻松度进行评价和测量。

目前，烟草行业还没有建立卷烟抽吸轻松度的仪器测定方法，各卷烟生产企业一般采用感官评吸的方法对卷烟抽吸轻松度进行评价，这通常需要对卷烟评吸人员进行长时间的专业培训；与此同时，由于不同评吸人员的评价结果会有较大的差异，即使是同一评吸人员在评吸相同的卷烟时其评价结果也常常会不一致。因此，为了获得准确的卷烟抽吸轻松度的感官评价结果，每次评价时需要组织大量的人员进行卷烟抽吸，这种方法不仅需要消耗大量的人力和物力，而且效率较低，所以，其具体应用受到了很大的限制。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种简单、快速、灵敏和方便的卷烟抽吸轻松度的仪器测定方法，以满足烟草行业产品质量不断提高和技术研发的需要。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种卷烟抽吸轻松度的测定方法，以在一定的卷烟抽吸压力和抽吸时间下的有效烟气吸入量来定义卷烟抽吸轻松度；所述卷烟抽吸压力以卷烟抽吸前的抽吸真空度进行表征；所述有效烟气吸入量以采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）方法通过连续扫描测得的格拉姆-施密特（Gram-Schmidt）谱的信号强度进行表征。

所述傅立叶变换红外光谱方法采用带有温度压力控制器以及气体入口管道和气体出口管道的红外光谱气体池采集烟气；所述红外光谱气体池的气体入口管道通过二通阀a与可插入卷烟烟支的卷烟夹持器相连通；所述红外光谱气体池的气体出口管道通过二通阀b经导气管道与真空泵相连通。

所述傅立叶变换红外光谱方法测定有效烟气吸入量，其步骤为：首先，通过温度压力控制器将红外光谱气体池的温度设定为40-150℃之间；当红外光谱气体池的温度到达设定温度并稳定后，关闭二通阀a，打开二通阀b，同时开启真空泵将红外光谱气体池抽真空至内部压力在5-15Pa之间；当红外光谱气体池的真空度满足要求后，关闭二通阀b，启动红外光谱仪进行背景扫描；然后，将一支刚刚点燃的卷烟烟支插入卷烟夹持器，并打开二通阀a抽吸卷烟；卷烟抽吸2-20秒后，重新关闭二通阀a，继续启动红外光谱仪进行烟气扫描，扫描时间为1-3分钟；一次测试结束后，打开傅里叶变换红外光谱仪的数据分析软件处理和分析数据。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明对卷烟抽吸轻松度所作的定义科学、简明，便于运用仪器分析手段对其进行测量；采用傅里叶变换红外光谱法对有效烟气吸入量进行测定，操作简单、分析速度快、灵敏度高、实验重复性好；另外，红外光谱气体池与卷烟夹持器的直接连接，可以实现对新鲜的卷烟烟气进行在线和实时分析，这使得烟气的分析结果真实地反映了卷烟抽吸者口腔中的烟气状况。因此，本发明有效地克服了已有卷烟抽吸轻松度评价方法的不足，能够为烟草科技人员快速、方便地研究卷烟的抽吸轻松度及其影响因素，从而为提高卷烟产品、尤其是低焦油卷烟产品质量，提供了一种良好的测定方法。

附图说明：

图1为本发明测定卷烟有效烟气吸入量实验装置的结构示意图。

图2为实施例1中卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特信号强度与扫描时间的关系。

图3为实施例1中卷烟抽吸轻松度的感官评吸得分与卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特信号强度之间的关系。

图4为实施例2中卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特信号强度与卷烟滤嘴通风度之间的关系。

图5为实施例2中卷烟抽吸轻松度的感官评吸得分与卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特信号强度之间的关系。

图6为实施例3中卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特信号强度与烟支密度之间的关系。

图中标号：1红外光谱气体池，2气体出口管道，3卷烟烟支，4卷烟夹持器，5温度压力控制器，6气体入口管道，7二通阀a，8二通阀b，9导气管道，10真空泵。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

图1所示，傅立叶变换红外光谱方法采用带有温度压力控制器5的红外光谱气体池1进样；所述红外光谱气体池1为一个外表面裹有一层电加热套、管壁上分别连结一个气体入口管道6和一个气体出口管道2、且气体池两个端面分别装有ZnSe 红外窗片的空腔圆筒；所述红外光谱气体池1的气体入口管道6通过二通阀a7与可插入卷烟烟支3的卷烟夹持器4相连通；所述红外光谱气体池1的气体出口管道2通过二通阀b8经导气管道9与真空泵10相连通。

本发明所使用的傅立叶变换红外光谱仪为Nicolet6700型，配有DTGS检测器；所使用的带有温度压力控制器5的红外光谱气体池1为安徽敏测光电科技有限公司的产品，其气体入口管道6和气体出口管道2可以分别以不漏气的任何方式与卷烟夹持器4和真空泵10相连通。

实验时，先按图1组装、连接仪器，然后通过温度压力控制器5设定红外光谱气体池1的温度；待温度到达设定温度并稳定后，关闭二通阀a7，打开二通阀b8，并开启真空泵10将红外光谱气体池1抽真空；当真空度满足要求后，关闭二通阀b8，启动傅立叶变换红外光谱仪采集背景信号；待背景信号采集完毕后，将一支刚刚点燃的卷烟烟支插入卷烟夹持器4，紧接着，打开二通阀a7，抽吸烟气；抽吸一定时间后，重新关闭二通阀a7，继续启动傅立叶变换红外光谱仪采集烟气信号。实验结束后，打开傅里叶变换红外光谱仪的数据分析软件处理和分析数据。

由于在抽吸卷烟时，除了吸入烟气组分外，还会吸入一定量的空气，但是空气中的主要组成成分（氮气约占78%，氧气约占21%，惰性气体约占0.94%）不会产生红外吸收，因此，上述方法测定的是扣除空气本底后的烟气吸入量，即有效烟气吸入量。

实施例1：

选取10种不同品牌的卷烟，按照烟草行业标准YC/T29-1996《卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》方法，挑选烟支质量和吸阻范围分别为“平均支重±0.02g”和“平均吸阻±49Pa”的卷烟，并采用微波密度水分分析仪（NW3220型，德国TEWS公司）测定烟支密度（从烟支前端开始，每隔1mm可以获得一个密度数据）。对于每一种品牌的卷烟，挑选烟支前端8mm范围内的平均密度为“所有样本在8mm范围内的平均密度±5mg/cm³”的卷烟作为测试样品。卷烟抽吸前，红外光谱气体池真空度为10Pa，温度设定为70℃；卷烟抽吸时间为10s；烟气样本信号的FTIR采集采用连续扫描的模式，扫描时间为2min，光谱扫描范围为4000-400cm^-1，分辨率为8cm^-1，扫描次数为16次。10种卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特信号强度与扫描时间的关系参见图2。

为了确保实验结果的可靠性，每种品牌的卷烟都进行了5次重复测试，并计算出了格拉姆-施密特信号强度的平均值和相对标准偏差（RSD），结果如下表1所示。

表1 卷烟烟气在5次重复测试下的FTIR格拉姆-施密特信号强度平均值和相对标准偏差

另外，为了将上述实验结果与卷烟抽吸轻松度的感官评价结果进行比较，组织了30余人的感官评吸团队对上述10种筛选后的卷烟样品进行感官评价，10种卷烟抽吸轻松度的感官评吸得分与卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特平均信号强度之间的关系参见图3。

实施例2：

选取一种盒标焦油量为1mg、烟支圆周为24.2mm的滤嘴通风率高的卷烟，该卷烟在距离其滤嘴末端大约9mm处均匀地打了两排孔。实验前，先按实施例1的方法对卷烟烟支进行筛选；紧接着，使用透明胶沿着卷烟滤嘴圆周4、8、12、16、20和24.2mm依次进行封孔，这样包括未进行滤嘴封孔的卷烟，一共可以获得7个卷烟样品；然后，按照国家标准GB/T22838.15-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定第15部分：卷烟通风的测定定义和测量原理》所提供的方法，测定滤嘴通风度。一定的卷烟抽吸压力和抽吸时间下的烟气吸入量的测定方法同实施例1。

卷烟烟气的5次FTIR重复测试的格拉姆-施密特平均信号强度与卷烟滤嘴通风度之间的关系参见图4。

卷烟样品卷烟抽吸轻松度的感官评吸得分与卷烟烟气的5次FTIR重复测试的格拉姆-施密特平均信号强度的关系参见图5。

实施例3：

选取一种卷烟，按实施例1的方法筛选烟支前端8mm范围内的平均密度分别为215±5、225±5、235±5、245±5、255±5和265±5 mg/cm³等六组烟支。一定的卷烟抽吸压力和抽吸时间下的烟气吸入量的测定方法同实施例1。

卷烟烟气FTIR测定的格拉姆-施密特信号强度与烟支密度之间的关系参见图6。

因此，本发明所提供的一种卷烟抽吸轻松度的测定方法，既可以快速、方便地测定卷烟抽吸轻松度，也可以应用于探讨卷烟抽吸轻松度的影响因素研究，从而为烟草科技人员提高卷烟产品、尤其是低焦油卷烟产品的抽吸品质，提供了一种良好的表征手段和技术方法。

Claims

1.一种卷烟抽吸轻松度的测定方法，其技术特征是以在一定的卷烟抽吸压力和抽吸时间下的有效烟气吸入量来定义卷烟抽吸轻松度；所述卷烟抽吸压力以卷烟抽吸前的抽吸真空度进行表征；所述有效烟气吸入量以采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）方法通过连续扫描测得的格拉姆-施密特（Gram-Schmidt）谱的信号强度进行表征。

2.根据权利要求1所述的一种卷烟抽吸轻松度的测定方法，其特征在于，所述傅立叶变换红外光谱方法采用带有温度压力控制器（5）以及气体入口管道（6）和气体出口管道（2）的红外光谱气体池（1）采集烟气；所述红外光谱气体池（1）的气体入口管道（6）通过二通阀a（7）与可插入卷烟烟支（3）的卷烟夹持器（4）相连通；所述红外光谱气体池（1）的气体出口管道（2）通过二通阀b（8）经导气管道（9）与真空泵（10）相连通。

3.根据权利要求2所述的一种卷烟抽吸轻松度的测定方法，其特征在于，所述傅立叶变换红外光谱方法测定有效烟气吸入量，其步骤为：首先，通过温度压力控制器（5）将红外光谱气体池（1）的温度设定为40-150℃之间；当红外光谱气体池（1）的温度到达设定温度并稳定后，关闭二通阀a（7），打开二通阀b（8），同时开启真空泵（10）将红外光谱气体池（1）抽真空至内部压力在5-15Pa之间；当红外光谱气体池（1）的真空度满足要求后，关闭二通阀b（8），启动红外光谱仪进行背景扫描；然后，将一支刚刚点燃的卷烟烟支（3）插入卷烟夹持器（4），并打开二通阀a（7）抽吸卷烟；卷烟抽吸2-20秒后，重新关闭二通阀a（7），继续启动红外光谱仪进行烟气扫描，扫描时间为1-3分钟；一次测试结束后，打开傅里叶变换红外光谱仪的数据分析软件处理和分析数据。