CN110108833A - 一种卷烟燃烧速率的测定方法 - Google Patents

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杜咏梅
窦玉青
张忠锋
韩晓
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Abstract

本发明涉及卷烟燃烧性能测定技术领域，具体涉及一种卷烟燃烧速率的测定方法。本发明提供的卷烟燃烧速率的测定方法，通过测定烟丝填充值，计算出每支卷烟所需要填充的烟丝克重，然后定量卷制卷烟，并通过测定其质量燃烧速率(mg/min)，能够更准确及客观的反映烟叶燃烧性能并进行统计分析。相比于传统方法，本发明提供的方法有效解决了样品间因填充性不同造成的烟支松紧度及均匀性不一的问题，能够在烟支样品较少的情况下，准确测定烟支的燃烧速率。

Description

一种卷烟燃烧速率的测定方法
技术领域
本发明涉及卷烟燃烧性能测定技术领域，具体涉及一种卷烟燃烧速率的测定方法。
背景技术
卷烟燃烧速率是烟丝燃烧性能的综合体现，与卷烟烟气有害成分释放量密切相关，而且直接影响到消费者的直观感受，因此，卷烟燃烧速率的研究是提高卷烟质量及安全性的主要手段之一。
目前行业内普遍采用的卷烟燃烧速率测定方法为：将烟丝样品平衡后，通过小型卷烟器或手工卷制得到卷烟样品，然后利用人工或仪器测量出一定长度(30mm或35mm)卷烟样品自由阴燃所用的时间，计算卷烟样品的质量燃烧速率(mg/min)。但是采用该方法卷制过程中，通常是凭手感控制卷烟样品的松紧度，无法实现准确量化，只能粗略的测定卷烟的质量燃烧速率，造成不同样品间差异较大。而且利用该方法测定同一产区不同年度、不同等级的烟丝样品燃烧性能时误差也很大，无法准确测定其燃烧性能并进行统计分析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卷烟燃烧速率的测定方法，本发明提供的方法能够更准确及客观的反映烟叶燃烧性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种卷烟燃烧速率的测定方法，包括以下步骤：
将烟丝样品进行平衡处理，得到平衡烟丝样品；
以所述平衡烟丝样品作为待填充烟丝，测定烟丝填充值；
根据所述烟丝填充值计算得到制备单支卷烟所需烟丝质量，以所述单支卷烟所需烟丝质量为基准，利用所述平衡烟丝样品制备得到卷烟；
测定所述卷烟的质量燃烧速率。
优选地，所述烟丝样品的宽为0.9±0.1mm。
优选地，所述平衡处理的温度为22±1℃，相对湿度为60±3％，时间为3～4天。
优选地，所述平衡处理过程中，每隔3～5h搅拌一次烟丝样品。
优选地，所述烟丝填充值按照行业标准YC/T 152-2001中规定的方法进行测定。
优选地，制备所述卷烟的过程中，环境温度为22±1℃，相对湿度为60±3％。
优选地，制备所述卷烟采用的烟管的内半径为0.4cm，可填充长度为5.9cm。
优选地，制备所述卷烟采用的拉烟器为金字塔调节式15～25mm拉烟器。
优选地，测定所述卷烟质量燃烧速率的方法，包括以下步骤：
在距离烟管的过滤嘴端10mm处划第一条线，45mm处划第二条线；点燃卷烟并自由阴燃，至燃烧到第一条线开始计时，燃烧到第二条线计时结束，根据卷烟自由阴燃35mm所需的时间以及35mm卷烟所需烟丝的质量，得到所述卷烟的质量燃烧速率。
优选地，测定所述卷烟质量燃烧速率的过程中，环境温度为22±1℃，相对湿度为60±3％。
本发明提供了一种卷烟燃烧速率的测定方法，包括以下步骤：将烟丝样品进行平衡处理，得到平衡烟丝样品；以所述平衡烟丝样品作为待填充烟丝，测定烟丝填充值；根据所述烟丝填充值计算得到制备单支卷烟所需烟丝质量，以所述单支卷烟所需烟丝质量为基准，利用所述平衡烟丝样品制备得到卷烟；测定所述卷烟的质量燃烧速率。传统方法受烟丝温度、湿度及烟丝填充性的影响，每支卷烟样品的卷制克重、不同样品卷制的松紧度、均匀性等均难以控制，而松紧度是影响卷烟燃烧速率的重要因素。本发明通过测定烟丝填充值，计算出每支卷烟所需要填充的烟丝克重，然后定量卷制卷烟，并通过测定其质量燃烧速率(mg/min)，能够更准确及客观的反映烟叶燃烧性能并进行统计分析。实施例的结果显示，针对同一产区不同年度不同等级的烟叶样品，采用本发明提供的方法进行燃烧速率测定，变异系数为7.19％，而传统方法为23.77％。这说明相比于传统方法，本发明提供的方法有效解决了样品间因填充性不同造成的烟支松紧度及均匀性不一的问题，能够在烟支样品较少的情况下，准确测定烟支的燃烧速率。
附图说明
图1为实施例1中所用烟管的结构以及测定卷烟质量燃烧速率时划线位置的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种卷烟燃烧速率的测定方法，包括以下步骤：
将烟丝样品进行平衡处理，得到平衡烟丝样品；
以所述平衡烟丝样品作为待填充烟丝，测定烟丝填充值；
根据所述烟丝填充值计算得到制备单支卷烟所需烟丝质量，以所述单支卷烟所需烟丝质量为基准，利用所述平衡烟丝样品制备得到卷烟；
测定所述卷烟的质量燃烧速率。
本发明提供的方法通过测定烟丝填充值，计算出每支卷烟所需要填充的烟丝克重，然后定量卷制卷烟，并通过测定其质量燃烧速率(mg/min)，能够更准确及客观的反映烟叶燃烧性能并进行统计分析。本发明提供的方法适用于测定任意卷烟的燃烧速率，尤其适用于采用传统方法难以均匀卷制的单料烟(单料烟使用初烤烟丝，难以均匀卷制)。
本发明将烟丝样品进行平衡处理，得到平衡烟丝样品。在本发明中，所述烟丝样品的宽优选为0.9±0.1mm；本发明对于所述烟丝样品的长没有特殊的限定，根据本领域常规选择确定合适的长度即可；本发明对于所述烟丝样品的厚度没有特殊的限定，采用烟丝样品自身的厚度即可。在本发明中，所述烟丝样品优选由烟叶样品经去梗后切分而成。本发明对于所述烟叶样品没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的烟叶即可；在本发明的实施例中，具体是选取同一产区不同年度(2016、2017、2018年度)不同等级(X2F、C3F、B2F等级)的代表样品(具体列于表1中)。本发明对于所述去梗及切分没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述平衡处理的温度优选为22±1℃，相对湿度优选为60±3％，时间优选为3～4天。在本发明中，所述平衡处理过程中，优选每隔3～5h搅拌一次烟丝样品，以保证烟丝样品的温度和湿度平衡均匀。本发明对于所述搅拌的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的搅拌方式即可，具体如手工搅拌。在本发明中，所述平衡处理优选在恒温恒湿箱内进行。
得到平衡烟丝样品后，本发明以所述平衡烟丝样品作为待填充烟丝，测定烟丝填充值。在本发明中，所述烟丝填充值优选按照行业标准YC/T 152-2001中规定的方法进行测定，具体的测定步骤及参数不再赘述，计算方法如下：
d＝πr2h/m 式I；
式I中，d—烟丝填充值，cm3/g；
r—测量桶内半径，cm；
h—填充高度，cm；
m—烟丝质量，g；
在本发明的实施例中，具体是按π＝3.141593，r＝3cm，m＝10g计，则根据式I可知，d＝2.8274337×h。
得到烟丝填充值后，本发明根据所述烟丝填充值计算得到制备单支卷烟所需烟丝质量，以所述单支卷烟所需烟丝质量为基准，利用所述平衡烟丝样品制备得到卷烟。在本发明中，制备所述卷烟的过程中，环境温度优选为22±1℃，相对湿度优选为60±3％，即，制备所述卷烟的过程中环境温湿度优选与平衡烟丝样品的温湿度保持一致。
本发明对于制备所述卷烟采用的烟管的规格以及材质没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的烟管即可；所述烟管的体积为：
V＝πR2l 式II；
式II中，V—烟管的可填充体积，cm3；
R—烟管的内半径，cm；
l—烟管的可填充长度(即去掉过滤嘴后的填充长度)，cm。
在本发明的实施例中，所述烟管的内半径为0.4cm，可填充长度为5.9cm；按π＝3.141593，R＝0.4cm，l＝5.9cm计，则根据式II可知，V＝2.965664cm3。
在本发明中，根据式I和式II可知，单支卷烟所需烟丝质量为：
M＝V/d 式III；
式III中，M—单支卷烟所需烟丝质量，g；
V—烟管的可填充体积，cm3；
d—烟丝填充值，cm3/g。
在本发明的实施例中，按V＝2.965664cm3，d＝2.8274337×h计，则根据式III可知，M＝1.048889/h。
本发明对于制备所述卷烟的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法即可；在本发明的实施例中，具体是根据单支卷烟所需烟丝质量，用电子天平准确称取(精确至0.01g)平衡烟丝样品，然后利用拉烟器卷制卷烟样品，保证烟丝在烟管内填充均匀，每种烟叶样品卷制10～20支，确保烟支重量、密度均匀一致(卷制过程中环境温湿度优选与烟丝温湿度保持一致)。在本发明中，所述拉烟器优选为金字塔调节式15～25mm拉烟器。
得到卷烟后，本发明测定所述卷烟的质量燃烧速率。在本发明中，测定所述卷烟质量燃烧速率的方法，优选包括以下步骤：
在距离烟管的过滤嘴端10mm处划第一条线，45mm处划第二条线；点燃卷烟并自由阴燃，至燃烧到第一条线开始计时，燃烧到第二条线计时结束，根据卷烟自由阴燃35mm所需的时间以及35mm卷烟所需烟丝的质量，得到所述卷烟的质量燃烧速率。在本发明中，第一条线和第二条线的划线位置具体是以过滤嘴靠近填充烟丝部分的一端为基准；在本发明的实施例中，划线位置具体如图1所示。
在本发明中，可以点燃卷烟并水平插放在烟支架上，使卷烟自由阴燃；也可以先将卷烟水平插放在烟支架上，然后将其点燃并自由阴燃。
在本发明中，测定所述卷烟质量燃烧速率的过程中，环境温度优选为22±1℃，相对湿度优选为60±3％，即，测定所述卷烟质量燃烧速率的过程中环境温湿度优选与平衡烟丝样品的温湿度保持一致。在本发明中，测定所述卷烟质量燃烧速率的过程优选在无干扰气流的环境中进行，以保证样品在阴燃时不受干扰，烟雾无紊流现象。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1、烟叶样品选择：选取同一产区不同年度(2016、2017、2018年度)不同等级(X2F、C3F、B2F等级)的代表样品，每份取500g作为烟叶样品。
2、烟丝样品制备：将每份烟叶样品分别去梗后切成宽为0.9±0.1mm的烟丝，混匀，每份取50g作为烟丝样品。
3、平衡烟丝样品制备：取烟丝样品放入恒温恒湿箱内，在标准空气条件下(温度为22±1℃、相对湿度为60±3％)平衡72h取出，期间每隔4h手工搅拌一次，保证烟丝样品水分、温度以及湿度平衡均匀，得到平衡烟丝样品。
4、单支卷烟所需烟丝质量的计算方法：
①烟丝填充值：以平衡烟丝样品作为待填充烟丝，按行业标准YC/T152-2001测定烟丝填充值，计算方法如下：
d＝πr2h/m 式I；
式I中，d—烟丝填充值，cm3/g；
r—测量桶内半径，cm；
h—填充高度，cm；
m—烟丝质量，g；
按π＝3.141593，r＝3cm，m＝10g计，则根据式I可知，d＝2.8274337×h。
②烟管的体积：
V＝πR2l 式II；
式II中，V—烟管的可填充体积，cm3；
R—烟管的内半径，cm；
l—烟管的可填充长度(即去掉过滤嘴后的填充长度)，cm；
按π＝3.141593，R＝0.4cm，l＝5.9cm计(如图1所示)，则根据式II可知，V＝2.965664cm3。
③单支卷烟所需烟丝质量：
M＝V/d 式III；
式III中，M—单支卷烟所需烟丝质量，g；
V—烟管的可填充体积，cm3；
d—烟丝填充值，cm3/g；
根据①和②中所得结果，M＝1.048889/h。
5、手工卷制：用电子天平准确称取(精确至0.01g)平衡烟丝样品，然后利用金字塔调节式15～25mm拉烟器卷制卷烟样品，每种烟叶样品卷制10～20支，确保烟支重量、密度均匀一致(卷制过程中环境温湿度与烟丝温湿度保持一致)。
6、质量燃烧速率(mg/min)的测定方法：挑选步骤5中卷制均匀的卷烟样品10支作为测试样品，将所述测试样品距离过滤嘴端10mm处准确划第一条线，45mm处准确划第二条线(如图1所示)；点燃测试样品并水平插放在烟支架上，自由阴燃；至燃烧到第一条线开始计时，燃烧到第二条线计时结束，测量每支测试样品自由阴燃35mm所需的时间，根据卷烟自由阴燃35mm所需的时间以及35mm卷烟所需烟丝的质量，得到所述卷烟的质量燃烧速率；每一种测试样品进行10次重复测定，其平均值作为质量燃烧速率的测定结果。操作过程中要求有足够的空间保证测试样品在自由阴燃时的氧气供给，没有干扰气流，能使测试样品在自由阴燃时不受干扰，烟雾无紊流现象，环境温度22±1℃，湿度60±3％。具体测定结果见表1。
对照例1
按照实施例1的方法制备平衡烟丝样品，然后直接手工或机器(卷烟机)卷制。其中，手工卷制完全凭手感将烟丝填满烟管；而卷烟机卷制时需准备大量烟丝(至少是手工卷制所需烟丝的10倍以上)，由于样品量大不易进行水分平衡，且仪器档位一致，造成卷制的不同样品其松紧度也不一致，湿度大的样品烟支可能会较紧、较硬，而干一些的样品会较松，较软。
测定质量燃烧速率(mg/min)：首先需要从手工或机器大量卷制的卷烟中挑选质量基本一致的卷烟，记录卷烟质量，然后按照实施例1的方法测定卷烟自由阴燃35mm所需的时间，之后根据卷烟自由阴燃35mm所需的时间和35mm卷烟所需烟丝的质量(该传统方法卷制的卷烟不含过滤嘴，通常是根据卷烟质量粗略计算35mm卷烟所需烟丝的质量，即，35mm卷烟所需烟丝的质量＝卷烟质量×35/卷烟长度，其中，卷烟长度的单位为mm)，计算质量燃烧速率。具体测定结果见表1。
表1实施例1与对照例1中质量燃烧速率对比数据
注：表1中实施例1与对照例1中2016、2017和2018年度的卷烟样品均是当年卷制并测定其质量燃烧速率，而非一次性卷制3个年度的卷烟样品并测定其质量燃烧速率。
由表1可知，采用本发明提供的方法测定结果其变异系数明显低于对照例中质量燃烧速率的变异系数。其中，实施例1中烟叶样品三年检测数据较平稳，偏差相对较小，更利于统计分析。而对照例1中2017年度烟叶样品的检测数据明显误差较大，与2016、2018年数据偏差较大；且对照例1中样品需要的量大，工作量大，误差大，由于无法定量，导致不同年度烟叶样品的检测数据误差也大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种卷烟燃烧速率的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
将烟丝样品进行平衡处理，得到平衡烟丝样品；
以所述平衡烟丝样品作为待填充烟丝，测定烟丝填充值；
根据所述烟丝填充值计算得到制备单支卷烟所需烟丝质量，以所述单支卷烟所需烟丝质量为基准，利用所述平衡烟丝样品制备得到卷烟；
测定所述卷烟的质量燃烧速率。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述烟丝样品的宽为0.9±0.1mm。
3.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述平衡处理的温度为22±1℃，相对湿度为60±3％，时间为3～4天。
4.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，所述平衡处理过程中，每隔3～5h搅拌一次烟丝样品。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述烟丝填充值按照行业标准YC/T152-2001中规定的方法进行测定。
6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，制备所述卷烟的过程中，环境温度为22±1℃，相对湿度为60±3％。
7.根据权利要求1或6所述的测定方法，其特征在于，制备所述卷烟采用的烟管的内半径为0.4cm，可填充长度为5.9cm。
8.根据权利要求7所述的测定方法，其特征在于，制备所述卷烟采用的拉烟器为金字塔调节式15～25mm拉烟器。
9.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，测定所述卷烟质量燃烧速率的方法，包括以下步骤：
在距离烟管的过滤嘴端10mm处划第一条线，45mm处划第二条线；点燃卷烟并自由阴燃，至燃烧到第一条线开始计时，燃烧到第二条线计时结束，根据卷烟自由阴燃35mm所需的时间以及35mm卷烟所需烟丝的质量，得到所述卷烟的质量燃烧速率。
10.根据权利要求1或9所述的测定方法，其特征在于，测定所述卷烟质量燃烧速率的过程中，环境温度为22±1℃，相对湿度为60±3％。
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