CN107436338B - 一种卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法，包括以下步骤：先将若干支卷烟置于同一实验环境下进行平衡处理，然后针对同一规格卷烟选取m支测试样品；再将选取的测试样品逐一固定于单孔道吸烟机，点燃测试样品，并开始记录压力数据和时间数据，得到测试样品逐口动态吸阻数据；对卷烟动态吸阻数据进行处理，然后根据构建的评价指标对卷烟动态吸阻稳定性进行评价。本发明所述方法简单可行，能定量评价卷烟燃烧过程中动态吸阻的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于卷烟质量评价技术领域，具体涉及一种卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法。
背景技术
卷烟感官质量不仅受到静态条件下烟支重量、吸阻、通风率、硬度、压降等重要指标的影响，而且受到卷烟在燃吸过程中吸阻、通风率、压降等指标的影响，其中卷烟燃吸过程中，动态吸阻的大小直接影响着消费者对卷烟感官质量的感受，同时也是影响烟气中化学成分组成的重要因素之一。
目前，国内烟草科技工作者已经开始对卷烟燃烧动态吸阻的测定已有了相关研究，然而有关卷烟燃烧过程中动态吸阻的稳定性评价的研究还处于起步阶段，有关卷烟燃吸过程中动态吸阻稳定性的评价方法甚少。中国发明专利(CN201611189773.4)采用单因素方差分析的方法，通过求出一组动态吸阻数据的P值来判定该牌号卷烟动态吸阻是否稳定，确切的说该方法只能通过P值来判定某牌号卷烟的动态吸阻数据是否显著，然而却不能对两个不同牌号卷烟的动态吸阻稳定性进行比较。
为了考察两种不同牌号卷烟或者两种不同加工水平卷烟在燃烧过程中动态吸阻的稳定性情况，需要重新建立评价方法。因此，建立一种卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的定量评价方法对评价不同牌号卷烟动态吸阻稳定性情况具有很重要的实际意义。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法，包括以下步骤：
(1)将若干支卷烟置于同一实验环境下进行平衡处理，然后针对同一规格卷烟选取若干支样品测试得到该规格卷烟的平均质量，再在该规格卷烟中选取m支测试样品，且每个测试样品的质量需满足与该规格卷烟的平均质量相比上下浮动不超过10mg；其中，m≥5；
(2)将步骤(1)中所得m支测试样品逐一固定于单孔道吸烟机，点燃测试样品，并开始记录压力数据和时间数据，每支测试样品抽吸n口，经换算，得到测试样品逐口动态吸阻数据；其中,5≤n≤10；
(3)根据步骤(2)所得测试样品逐口动态吸阻数据，得到矩阵A有n×m个数组成，即：
其中，aij代表第j支测试样品在第i口抽吸时的动态吸阻值，i＝1,2,3…n，j＝1,2,3…m；
(4)由矩阵A构建矩阵B和D，即：
其中，
且dij服从标准正态分布N(0,1)；
(5)评价指标η′＝[η1 η2 … ηm]，其中得到评价指标η越小，说明该种类规格卷烟的动态吸阻稳定性越好。
优选地，步骤(1)中所述平衡处理是将卷烟平铺于托盘中平衡不少于48小时，平衡处理的实验环境为温度为22±2℃、相对湿度为60±5％。
优选地，步骤(2)中所述单孔道吸烟机参数设置为：抽吸容量35mL，抽吸时间2s，间隔时间60s，压力采集频率50Hz。
优选地，步骤(2)是在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中进行。
本发明依据卷烟动态吸阻随抽吸口数分布呈两端大中间小的事实，先作出烟支动态吸阻随抽吸口数的分布曲线，并对卷烟动态吸阻数据进行处理，然后根据构建的评价指标对卷烟动态吸阻稳定性进行评价，方法简单可行，能定量评价卷烟燃烧过程中动态吸阻的稳定性。
附图说明
图1是实施例1中两种牌号卷烟的动态吸阻分布曲线；
图2是实施例2中两种牌号卷烟的动态吸阻分布曲线；
图3是实施例3中两种牌号卷烟的动态吸阻分布曲线。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
下述实施例步骤(2)中，将压力数据换算为动态吸阻数据的方法，包括以下步骤：
(1)压力函数曲线拟合：在一个抽吸周期内令压力函数为P(t)，压力最大值表示为Pmax，对压力数据绘制散点图，并对P(t)进行正弦曲线拟合，则有P(t)＝αsin(bt+c)、Pmax＝α；确定拟合参数a、b、c数值；
(2)抽吸周期T的确定：根据正弦函数的性质知得到
(3)比例系数K的确定：在一个周期内抽吸流量函数为V(t)，抽吸流量最大值为Vmax，则有V(t)＝Kαsin(bt+c)、Vmax＝Kα，K的单位为Pa·s/mL；
已知抽吸容量为Q mL，根据得到
(4)动态吸阻P17.5的确定：由于抽吸流速与压力成正比，即可得：
其中，V17.5表示抽吸流量为17.5mL/s。
实施例1
采用本发明所述评价方法对比分析国内细支卷烟ENNI和天下名楼的动态吸阻稳定性，包括以下步骤：
(1)在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中，将若干支卷烟平铺于托盘中平衡48小时，然后针对同一规格卷烟选取30支样品测试得到该规格卷烟的平均质量，再在该规格卷烟中选取5支测试样品，且每个测试样品的质量需满足与该规格卷烟的平均质量相比上下浮动不超过10mg；
(2)在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中，将步骤(1)中所得5支测试样品逐一固定于单孔道吸烟机，用点烟器将测试样品点燃(点烟器与烟支接触时间为10s)，并开始记录压力数据和时间数据，每支测试样品抽吸5口，经换算，得到测试样品逐口动态吸阻数据，如表1、表2；其中，单孔道吸烟机参数设置为：抽吸容量35mL，抽吸时间2s，间隔时间60s，压力采集频率设置为50Hz；
表1卷烟ENNI的动态吸阻数据
表2卷烟天下名楼的动态吸阻数据
(3)根据步骤(2)所得测试样品逐口动态吸阻数据，分别得到矩阵A1及矩阵A2，均有5×5个数组成，即：
其中，aij代表第j支测试样品在第i口抽吸时的动态吸阻值，i＝1,2,3,4,5，j＝1,2,3,4,5；
(4)按照
由矩阵A1构建矩阵B1和D1，由矩阵A2构建矩阵B2和D2即：
(5)评价指标η′＝[η1 η2 … η5]，其中得到细支卷烟ENNI的η＝0.0110，细支卷烟天下名楼的η＝0.0038；天下名楼有更小的η值，故细支卷烟天下名楼的烟支密度均匀性更好，即动态吸阻稳定性更好。
对步骤(2)所得数据，以抽吸口数为横轴坐标，吸阻数据为纵轴坐标绘图，得到该规格卷烟燃吸过程中吸阻的变化曲线，如图1所示。从图1进一步看出，确实是天下名楼的烟支动态吸阻稳定性较好。
实施例2
采用本发明所述评价方法对比分析国内细支卷烟ENNI和天下名楼的动态吸阻稳定性，包括以下步骤：
(1)在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中，将若干支卷烟平铺于托盘中平衡48小时，然后针对同一规格卷烟选取30支样品测试得到该规格卷烟的平均质量，再在该规格卷烟中选取5支测试样品，且每个测试样品的质量需满足与该规格卷烟的平均质量相比上下浮动不超过10mg；
(2)在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中，将步骤(1)中所得5支测试样品逐一固定于单孔道吸烟机，用点烟器将测试样品点燃(点烟器与烟支接触时间为10s)，并开始记录压力数据和时间数据，每支测试样品抽吸5口，经换算，得到测试样品逐口动态吸阻数据，如表3、表4；其中，单孔道吸烟机参数设置为：抽吸容量35mL，抽吸时间2s，间隔时间60s，压力采集频率设置为50Hz；
表3卷烟ENNI的动态吸阻数据
表4卷烟天下名楼的动态吸阻数据
(3)根据步骤(2)所得测试样品逐口动态吸阻数据，分别得到矩阵A1及矩阵A2，均有5×5个数组成，即：
其中，aij代表第j支测试样品在第i口抽吸时的动态吸阻值，i＝1,2,3,4,5，j＝1,2,3,4,5；
(4)按照
由矩阵A1构建矩阵B1和D1，由矩阵A2构建矩阵B2和D2即：
(5)评价指标η′＝[η1 η2 … η5]，其中得到细支卷烟ENNI的η＝0.0112，细支卷烟天下名楼的η＝0.0028；天下名楼有更小的η值，故细支卷烟天下名楼的烟支密度均匀性更好，即动态吸阻稳定性更好。
对步骤(2)所得数据，以抽吸口数为横轴坐标，吸阻数据为纵轴坐标绘图，得到该规格卷烟燃吸过程中吸阻的变化曲线，如图2所示。从图2进一步看出，确实是天下名楼的烟支动态吸阻稳定性较好，同时说明本发明所述评价方法可靠、稳定。
实施例3
采用本发明所述评价方法对比分析国内常规卷烟七匹狼和标准卷烟3R4F的动态吸阻稳定性，包括以下步骤：
(1)在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中，将若干支卷烟平铺于托盘中平衡48小时，然后针对同一规格卷烟选取30支样品测试得到该规格卷烟的平均质量，再在该规格卷烟中选取5支测试样品，且每个测试样品的质量需满足与该规格卷烟的平均质量相比上下浮动不超过10mg；
(2)在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中，将步骤(1)中所得5支测试样品逐一固定于单孔道吸烟机，用点烟器将测试样品点燃(点烟器与烟支接触时间为10s)，并开始记录压力数据和时间数据，每支测试样品抽吸5口，经换算，得到测试样品逐口动态吸阻数据，如表5、表6；其中，单孔道吸烟机参数设置为：抽吸容量35mL，抽吸时间2s，间隔时间60s，压力采集频率设置为50Hz；
表5标准卷烟3R4F的动态吸阻数据
表6卷烟七匹狼的动态吸阻数据
(3)根据步骤(2)所得测试样品逐口动态吸阻数据，分别得到矩阵A1及矩阵A2，均有5×5个数组成，即：
其中，aij代表第j支测试样品在第i口抽吸时的动态吸阻值，i＝1,2,3,4,5，j＝1,2,3,4,5；
(4)按照
由矩阵A1构建矩阵B1和D1，由矩阵A2构建矩阵B2和D2即：
(5)评价指标η′＝[η1 η2 … η5]，其中得到标准卷烟3R4F的η＝0.0037，常规卷烟七匹狼的η＝0.0166；3R4F卷烟有更小的η值，故3R4F的烟支密度均匀性更好，即动态吸阻稳定性更好。
对步骤(2)所得数据，以抽吸口数为横轴坐标，吸阻数据为纵轴坐标绘图，得到该规格卷烟燃吸过程中吸阻的变化曲线，如图3所示。从图3进一步看出，3R4F的烟支动态吸阻稳定性较好，同时说明本发明所述评价方法可靠。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将若干支卷烟置于同一实验环境下进行平衡处理，然后针对同一规格卷烟选取若干支样品测试得到该规格卷烟的平均质量，再在该规格卷烟中选取m支测试样品，且每个测试样品的质量需满足与该规格卷烟的平均质量相比上下浮动不超过10mg；其中，m≥5；
(2)将步骤(1)中所得m支测试样品逐一固定于单孔道吸烟机，点燃测试样品，并开始记录压力数据和时间数据，每支测试样品抽吸n口，经换算，得到测试样品逐口动态吸阻数据；
其中，5≤n≤10；
(3)根据步骤(2)所得测试样品逐口动态吸阻数据，得到矩阵A有n×m个数组成，即：
其中，aij代表第j支测试样品在第i口抽吸时的动态吸阻值，i＝1，2，3…n，j＝1，2，3…m；
(4)由矩阵A构建矩阵B和D，即：
其中，
且dij服从标准正态分布N(0，1)；
(5)评价指标η′＝[η1 η2 … ηm]，其中得到评价指标η越小，说明步骤(1)中所述的该同一规格卷烟的动态吸阻稳定性越好。
2.根据权利要求1所述的卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法，其特征在于：步骤(1)中所述平衡处理是将卷烟平铺于托盘中平衡不少于48小时，平衡处理的实验环境为温度为22±2℃、相对湿度为60±5％。
3.根据权利要求1所述的卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法，其特征在于：步骤(2)中所述单孔道吸烟机参数设置为：抽吸容量35mL，抽吸时间2s，间隔时间60s，压力采集频率50Hz。
4.根据权利要求1所述的卷烟燃烧过程中动态吸阻稳定性的评价方法，其特征在于：步骤(2)是在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境中进行。
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