CN116784513A - 一种卷烟优化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷烟优化设计方法，通过将卷烟样本分为第一卷烟和第二卷烟两部分，通过将第一卷烟固定在吸烟机上，点燃后，逐口抽吸并连续敲击，测量每口抽吸后燃烧锥脱落时的最大偏转角α_m，取第一卷烟中最大偏转角的最小值作为所述卷烟样本的极限偏转角α；将第二卷烟固定在吸烟机上，逐口抽吸并按照固定次数敲击，测量敲击后的燃烧锥的偏转角β_m，计算偏转角β_m和极限偏转角α的比值，并取平均值记为该卷烟样本的燃烧锥偏转比，通过将该燃烧锥偏转比与偏转比阈值进行比较，当燃烧锥偏转比大于偏转比阈值时，增加该卷烟样本批次的卷烟的轴向密度，以减少卷绕燃烧锥出现偏转的现象，进而提升消费者的抽吸体验。

Description

一种卷烟优化设计方法

技术领域

本发明涉及卷烟产品质量检测技术领域，具体涉及一种卷烟优化设计方法。

背景技术

卷烟在逐口抽吸过程中，由于消费者对烟支的弹击行为会导致卷烟燃烧锥出现倾斜甚至掉落的现象，影响消费者的消费体验，有损卷烟品牌形象。

现有技术中基于卷烟落头检测装置，研究影响卷烟落头倾向的影响因素，如烟丝结构、烟支单支重量、卷烟纸助燃剂含量、烟丝含水率和烟丝中梗签含量等。

而在实际中，消费者在抽吸卷烟的过程中，卷烟燃烧锥会出现倾斜而不掉落的现象，这种现象对于消费者的抽吸体验以及卷烟的抽吸感官质量存在较大的影响。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的卷烟抽吸过程中燃烧锥出现倾斜而不脱落的缺陷，从而提供可优化卷烟设计的一种卷烟优化设计方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种卷烟优化设计方法，包括以下步骤：

选取若干支卷烟样本；

取所述卷烟样本中的第一卷烟固定于吸烟机上，点燃所述第一卷烟，进行逐口抽吸，当所述第一卷烟逐口抽吸到第m口位置时，对所述第一卷烟连续敲击，记录所述第一卷烟燃烧锥发生脱离时所达到的最大偏转角，记第m口位置处最大偏转角为α_m，取所述第一卷烟中最大偏转角的最小值作为所述卷烟样本的极限偏转角，表示为：

α＝min(α₁,α₂...α_m...)

式中，α为燃烧锥的极限偏转角，m为抽吸口数；

取所述卷烟样本中的第二卷烟固定于所述吸烟机上，点燃所述第二卷烟，并进行逐口抽吸至燃烧锥发生脱离时结束，在进行逐口抽吸结束后，对所述第二卷烟进行固定次数敲击，并记录敲击后的所述第二卷烟在第m口处的燃烧锥的偏转角β_m，根据所述偏转角β_m计算所述第二卷烟燃烧锥的偏转比，计算公式为：

式中：P_m为所述第二卷烟第m口位置的燃烧锥偏转比；β_m为所述第二卷烟燃烧锥第m口位置的偏转角；取所述第二卷烟所有抽吸口数的燃烧锥偏转比的平均值作为所述卷烟样本的整体偏转比，计算公式为：

P_total＝avg(P₁,P₂...P_m...)

式中：P_total为所述卷烟样本的燃烧锥平均偏转比；

将计算得出的所述卷烟样本的燃烧锥平均偏转比与偏转比阈值进行比较，所述燃烧锥平均偏转比小于所述偏转比阈值时，增加卷烟的轴向密度。

根据本发明的一些实施例，所述测量燃烧锥极限偏转角时，选取所述卷烟样本中所述第一卷烟的数量为N支，N取值大于等于2，依次测量记录N支所述第一卷烟的逐口燃烧锥的最大偏转角，并依次计算N支所述第一卷烟第m口时的燃烧锥最大偏转角的平均值，记为α_n，取其中最小值为所述卷烟样本的极限偏转角。

根据本发明的一些实施例，选取所述第二卷烟的数量为M支，M取值大于等于2，依次计算M支所述第二卷烟燃烧锥的平均偏转比，取平均值作为该所述卷烟样本的燃烧锥偏转比。

根据本发明的一些实施例，所述卷烟样本的数量等于所述第一卷烟的数量加上所述第二卷烟的数量，且所述第一卷烟的数量与所述第二卷烟的数量相等。

根据本发明的一些实施例，所述偏转比阈值取值为10％。

根据本发明的一些实施例，所述最大偏转角α_m和所述偏转角β_m采用摄像后图像处理的方式进行获取。

根据本发明的一些实施例，所述卷烟样品在燃烧前需平衡静止48小时。

根据本发明的一些实施例，所述卷烟样品中各卷烟的质量误差在-5mg至5mg之间。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的卷烟优化设计方法，通过将卷烟样本分为第一卷烟和第二卷烟两部分，通过将第一卷烟固定在吸烟机上，点燃后，逐口抽吸并连续敲击，测量每口抽吸后燃烧锥脱落时的最大偏转角α_m，取第一卷烟中最大偏转角的最小值作为所述卷烟样本的极限偏转角α；将第二卷烟固定在吸烟机上，逐口抽吸并按照固定次数敲击，测量敲击后的燃烧锥的偏转角β_m，计算偏转角β_m和极限偏转角α的比值，并取平均值记为该卷烟样本的燃烧锥偏转比，通过将该燃烧锥偏转比与偏转比阈值进行比较，当燃烧锥偏转比大于偏转比阈值时，增加该卷烟样本批次的卷烟的轴向密度，以减少卷绕燃烧锥出现偏转的现象，进而提升消费者的抽吸体验。

2.本发明提供的卷烟优化设计方法，第一卷烟和第二卷烟为多根时，计算多支第一卷烟第m口时的燃烧锥最大偏转角的平均值α_n，取其中最小值作为卷烟的极限偏转角，计算多支第二卷烟的燃烧锥的平均偏转比，取平均值作为该卷烟样本的燃烧锥偏转比。第一卷烟和第二卷烟的数量越多，得到的卷烟样本的燃烧锥偏转比与该实际批次卷烟的燃烧锥偏转比的误差就越小，所得到的实验数据更加精确。

3.本发明提供的卷烟优化设计方法，通过采用摄像后图像处理的方式进行获取所述最大偏转角α_m和所述偏转角β_m，避免采用人眼测算，减小误差，提高实验的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一些实施方式中提供的卷烟结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在背景技术基础上，本发明公开第一具体实施方式，以解决现有技术的缺陷，即克服现有技术中的卷烟抽吸过程中燃烧锥出现倾斜而不脱落的缺陷，优化卷烟设计。

本实施例基于卷烟燃烧锥落头性能检测装置进行燃烧锥偏转角的测量，吸烟机的抽吸模式选择标准抽吸ISO模式。

在本发明的一种实施例中，选取三种不同批次的常规卷烟，分别定义为A类卷烟、B类卷烟和C类卷烟，其中A类卷烟的轴向密度为230mg/cm³，B类卷烟样本的轴向密度为240mg/cm³，C类卷烟的轴向密度为250mg/cm³。从该三种批次卷烟中抽取相同数量的卷烟样本，即每种批次卷烟中抽取20支作为卷烟样本。并使得该三类卷烟样本处于相同的实验环境下，在本发明的一些实施例中，实验环境温度为(22±1)℃，实验环境的相对湿度为(60±2)％。为减小实验的误差，各卷烟样本之间的质量误差在±5mg范围内。

在进行实验之前，将A类卷烟样本、B类卷烟样本和C类卷烟样本水平静置48小时，以保证各卷烟样本的轴向密度在水平方向上均等分布，以减小实验误差。

参照图1所示，定义燃烧锥偏转角为卷烟中轴线L₁与燃烧锥中轴线L₂的夹角β，在距离卷烟样本滤嘴端x米处作为施力点，以适于对卷烟样本进行敲击或弹击。

将A类卷烟样本均等分成两份，即每份为10支卷烟，将10支A类卷烟样本依次固定在吸烟机上，点燃后逐口抽吸，当卷烟逐口抽吸到第m口位置时，在施力点处进行连续敲击或弹击，测量燃烧锥发生脱落时所达到的最大偏转角，重复测量10支A类卷烟样本，求取每支A类卷烟样本在第m口处的最大偏转角的平均值，记为该口数对应的极限偏转角α_m，并取其中的最小值作为A类卷烟的极限偏转角α，表示为α＝min(α₁,α₂...α_m...)。式中：α为卷烟燃烧锥的极限偏转角，m为卷烟的抽吸口数。

测得A类卷烟的极限偏转角后，再将另外10支A类卷烟样本依次固定再吸烟机上，点燃后逐口抽吸至燃烧到施力点或燃烧锥发生脱离时结束，每一口抽吸技术后，按照固定施力参数对卷烟进行固定次数敲击或弹击，其中设定A类卷烟样本的敲击或弹击力度即弹击作用时间为(38±2)gf，施力点x为(30±0.5)mm，弹击次数为2。

记录敲击后的燃烧锥偏转角β_m，根据极限偏转角α和燃烧锥偏转角β_m的比值，得出对应抽吸口数的燃烧锥偏转比P_m，求平均值P_total＝avg(P₁,P₂...P_m...)作为一支A类卷烟样本的平均燃烧锥偏转比，重复测量10支A类卷烟样本后，计算获得评卷值，作为A类卷烟的燃烧锥偏转比。

B类卷烟和C类卷烟的的极限偏转角、燃烧锥偏转比的测量方法同上。根据测量得出，A类卷烟、B类卷烟和C类卷烟的极限偏转角均为30°。

表1为A、B、C三类卷烟样本燃烧锥逐口燃烧锥偏转角P_m和平均燃烧锥偏转角P_total参数表(％)

根据表1可知，A类卷烟样本和B类卷烟样本平均燃烧锥偏转角P_total大于10％，出现燃烧锥偏转现象，对卷烟抽吸体验带来负面影响。根据表一参数可知，当卷烟的轴线密度增加时，卷烟燃烧锥偏转比存在下降的趋势，因此增加卷烟轴线密度，可减少卷烟燃烧锥出现偏转的现象。

根据上述的具体实施例，本发明提出的一种卷烟优化设计方法，包括以下步骤：

选取若干支卷烟样本；可以理解的是，样本的数量越多，测量出的参数值越接近该样本批次卷烟的实际数值，但存在计算困难的缺陷。在本发明的一些实施例中，样本数量取值范围为20-60。样本的具体取值不作为本发明的限制。

取所述卷烟样本中的第一卷烟固定于吸烟机上，点燃所述第一卷烟，进行逐口抽吸，当所述第一卷烟逐口抽吸到第m口位置时，对所述第一卷烟连续敲击，记录所述第一卷烟燃烧锥发生脱离时所达到的最大偏转角，记第m口位置处最大偏转角为α_m，取所述第一卷烟中最大偏转角的最小值作为所述卷烟样本的极限偏转角，表示为：

α＝min(α₁,α₂...α_m...)

式中，α为燃烧锥的极限偏转角，m为抽吸口数；

取所述卷烟样本中的第二卷烟固定于所述吸烟机上，点燃所述第二卷烟，并进行逐口抽吸至燃烧锥发生脱离时结束，在进行逐口抽吸结束后，对所述第二卷烟进行固定次数敲击，并记录敲击后的所述第二卷烟在第m口处的燃烧锥的偏转角β_m，根据所述偏转角β_m计算所述第二卷烟燃烧锥的偏转比，计算公式为：

式中：P_m为所述第二卷烟第m口位置的燃烧锥偏转比；β_m为所述第二卷烟燃烧锥第m口位置的偏转角；取所述第二卷烟所有抽吸口数的燃烧锥偏转比的平均值作为所述卷烟样本的整体偏转比，计算公式为：

P_total＝avg(P₁,P₂...P_m...)

式中：P_total为所述卷烟样本的燃烧锥平均偏转比；

将计算得出的所述卷烟样本的燃烧锥平均偏转比与偏转比阈值进行比较，所述燃烧锥平均偏转比小于所述偏转比阈值时，增加卷烟的轴向密度。

具体说明，通过将卷烟样本分为第一卷烟和第二卷烟两部分，通过将第一卷烟固定在吸烟机上，点燃后，逐口抽吸并连续敲击，测量每口抽吸后燃烧锥脱落时的最大偏转角α_m，取第一卷烟中最大偏转角的最小值作为所述卷烟样本的极限偏转角α；将第二卷烟固定在吸烟机上，逐口抽吸并按照固定次数敲击，测量敲击后的燃烧锥的偏转角β_m，计算偏转角β_m和极限偏转角α的比值，并取平均值记为该卷烟样本的燃烧锥偏转比，通过将该燃烧锥偏转比与偏转比阈值进行比较，当燃烧锥偏转比大于偏转比阈值时，增加该卷烟样本批次的卷烟的轴向密度，以减少卷绕燃烧锥出现偏转的现象，进而提升消费者的抽吸体验。

在本发明的一些实施例中，所述测量燃烧锥极限偏转角时，选取所述卷烟样本中所述第一卷烟的数量为N支，N取值大于等于2，依次测量记录N支所述第一卷烟的逐口燃烧锥的最大偏转角，并依次计算N支所述第一卷烟第m口时的燃烧锥最大偏转角的平均值，记为α_n，取其中最小值为所述卷烟样本的极限偏转角。

在本发明的一些实施例中，选取所述第二卷烟的数量为M支，M取值大于等于2，依次计算M支所述第二卷烟燃烧锥的平均偏转比，取平均值作为该所述卷烟样本的燃烧锥偏转比。

具体说明，第一卷烟和第二卷烟为多根时，计算多支第一卷烟第m口时的燃烧锥最大偏转角的平均值α_n，取其中最小值作为卷烟的极限偏转角，计算多支第二卷烟的燃烧锥的平均偏转比，取平均值作为该卷烟样本的燃烧锥偏转比。第一卷烟和第二卷烟的数量越多，得到的卷烟样本的燃烧锥偏转比与该实际批次卷烟的燃烧锥偏转比的误差就越小，所得到的实验数据更加精确。

可以理解的是，N和M的取值不作为本发明的限制。

在本发明的一些实施例中，所述卷烟样本的数量等于所述第一卷烟的数量加上所述第二卷烟的数量，且所述第一卷烟的数量与所述第二卷烟的数量相等。

具体说明，将卷烟样本均分成两份，即分成相等数量的第一卷烟和第二卷烟，通过第一卷烟获取卷烟样本的极限偏转角，根据极限偏转角，通过第二卷烟获取该卷烟样本的燃烧锥偏转比，从而获得该批次卷烟的燃烧锥偏转比。卷烟样本中的第一卷烟和第二卷烟相等时，测出的卷烟样本的燃烧锥偏转比与该批次卷烟的燃烧锥偏转比之间的误差较小，从而提高实验的精确度。

在本发明的一些实施例中，所述偏转比阈值取值为10％。

根据本发明的一些实施例，所述最大偏转角α_m和所述偏转角β_m采用摄像后图像处理的方式进行获取。

具体说明，通过采用摄像后图像处理的方式进行获取所述最大偏转角α_m和所述偏转角β_m，避免采用人眼测算，减小误差，提高实验的准确性。

在本发明的第二实施例中，选取两种不同批次的卷烟，分别记为D类卷烟和E类卷烟，并选取D类卷烟样本和E类卷烟样本各20支，根据上述的对卷烟燃烧锥极限偏转角以及燃烧锥偏转比的测量方法，在实验环境温度为(22±1)℃，实验环境的相对湿度为(60±2)％的条件下，基于卷烟燃烧锥落头性能检测装置对D类卷烟样本和E类卷烟样本进行燃烧锥偏转角的测量，吸烟机的抽吸模式选择标准抽吸I SO模式。

测量得出D类卷烟和E类卷烟的极限偏转角均为30°，并计算得出表2。

表2为D、E三类卷烟样本燃烧锥逐口燃烧锥偏转角P_m和平均燃烧锥偏转角P_total参数表(％)

通过表2可以看出，D类卷烟和E类卷烟平均燃烧锥偏转角P_total>10％，出现燃烧锥偏转现象，对卷烟的抽吸体验带来负面影响，有落头风险；且均在第四口发生落头的风险最大，其中E类卷烟发生落头的风险高于D类卷烟。

可以理解的是，该卷烟优化设计方法，不仅可以为卷烟参数的优化设计提供基础研究支持。还可以通过研究卷烟逐口和平均燃烧锥偏转角P_total变化，判断卷烟出现燃烧锥偏转现象的机率和易发生的燃烧锥偏转现象的位置，为评估卷烟出现落头现象的机率和易发生落头的位置提供参考

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种卷烟优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取若干支卷烟样本；

取所述卷烟样本中的第一卷烟固定于吸烟机上，点燃所述第一卷烟，进行逐口抽吸，当所述第一卷烟逐口抽吸到第m口位置时，对所述第一卷烟连续敲击，记录所述第一卷烟燃烧锥发生脱离时所达到的最大偏转角，记第m口位置处最大偏转角为α_m，取所述第一卷烟中最大偏转角的最小值作为所述卷烟样本的极限偏转角，表示为：

α＝min(α₁，α₂...α_m...)

式中，α为燃烧锥的极限偏转角，m为抽吸口数；

取所述卷烟样本中的第二卷烟固定于所述吸烟机上，点燃所述第二卷烟，并进行逐口抽吸至燃烧锥发生脱离时结束，在进行逐口抽吸结束后，对所述第二卷烟进行固定次数敲击，并记录敲击后的所述第二卷烟在第m口处的燃烧锥的偏转角β_m，根据所述偏转角β_m计算所述第二卷烟的燃烧锥的偏转比，计算公式为：

式中：P_m为所述第二卷烟第m口位置的燃烧锥偏转比；β_m为所述第二卷烟燃烧锥第m口位置的偏转角；取所述第二卷烟所有抽吸口数的燃烧锥偏转比的平均值作为所述卷烟样本的整体偏转比，计算公式为：

P_total＝avg(P₁，P₂...P_m...)

式中：P_total为所述卷烟样本燃烧锥平均偏转比；

将计算得出的所述卷烟样本的燃烧锥平均偏转比与偏转比阈值进行比较，所述燃烧锥平均偏转比小于所述偏转比阈值时，增加卷烟的轴向密度。

2.根据权利要求1所述的卷烟优化设计方法，其特征在于，所述测量燃烧锥极限偏转角时，选取所述卷烟样本中所述第一卷烟的数量为N支，N取值大于等于2，依次测量记录N支所述第一卷烟的逐口燃烧锥的最大偏转角，并依次计算N支所述第一卷烟第m口时的燃烧锥最大偏转角的平均值，记为α_n，取其中最小值为所述卷烟样本的极限偏转角。

3.根据权利要求2所述的卷烟优化设计方法，其特征在于，选取所述第二卷烟的数量为M支，M取值大于等于2，依次计算M支所述第二卷烟燃烧锥的平均偏转比，取平均值作为该所述卷烟样本的燃烧锥偏转比。

4.根据权利要求1所述的卷烟优化设计方法，其特征在于，所述卷烟样本的数量等于所述第一卷烟的数量加上所述第二卷烟的数量，且所述第一卷烟的数量与所述第二卷烟的数量相等。

5.根据权利要求1所述的卷烟优化设计方法，其特征在于，所述偏转比阈值取值为10％。

6.根据权利要求1所述的卷烟优化设计方法，其特征在于，所述最大偏转角α_m和所述偏转角β_m采用摄像后图像处理的方式进行获取。

7.根据权利要求1所述的卷烟优化设计方法，其特征在于，所述卷烟样品在燃烧前需平衡静止48小时。

8.根据权利要求1所述的卷烟优化设计方法，其特征在于，所述卷烟样品中各卷烟的质量误差在－5mg至5mg之间。