煙支密度與煙支物理指標的相關分析

黃剛 任發(fā)軍 郭春暉 楊云凱 張健

摘 要：卷煙物理指標是影響煙支感官質量的關鍵，而煙支的物理指標是通過煙絲來最終確定的，通過測定煙支密度，來分析煙支密度對物理指標的變化情況，通過分析發(fā)現(xiàn)在一定的密度范圍內，煙支密度與煙支吸阻存在較為明顯的二項關系，隨著密度增大，煙支吸阻均值先升高再降低;煙支密度與重量存在線性相關關系，隨著密度增大，煙支重量顯著增加，但是密度極差與煙支物理的想過指標不存在較為明顯的相關關系，為卷煙工藝的優(yōu)化提供借鑒和指導同時，由于研究所用的卷煙煙絲結構較低，可能存在一些誤差，如果規(guī)格結構較高的煙支還需要進行深入的分析和研究。

關鍵詞：煙支密度;物理指標;煙支吸阻;相關性;誤差

1.引言

煙支密度分布是影響卷煙質量的重要因素，特別是影響煙支的物理指標。物理指標的穩(wěn)定是感官質量的重要保證。通過分析煙支的分布情況，并測量煙支相關物理指標，找到相應的對應關系，為下一步優(yōu)化卷煙工藝參數(shù)，來提高煙支物理指標的穩(wěn)定性提供參考依據(jù)。由于煙支中煙絲分布不是均勻的，為了降低煙支端部煙絲掉落量，其煙支壓實端（引燃端和濾咀接裝端）的煙絲較多，煙絲密度較大，中間部分密度均勻，密度較小，國內對煙支的密度分布分析較為明確，申曉鋒[1]等對煙絲密度的分布特征進行了詳細的分析和描述，鄒泉[2]等對細支卷煙的密度分布特征以及對感官質量進行了詳細的分析研究。

2 材料與方法

2.1 材料

ZJ17 卷煙機、TEWS MW4420 煙支密度測定儀、QTM 綜合測試臺、端部落絲量檢測儀、葉絲篩分儀等。并選取A（四類卷煙）葉組配方及卷煙材料。

2.2 方法

為了表征煙支密度分布情況[2]，采用以下方法：

（1）密端量：采用點燃端壓實段密度均值與非壓實段密度均值的差值百分比來表征密端量，具體計算公式如下：

式中：m- 密端量;ρ 實- 點燃端壓實段密度均值;ρ 非- 非壓實段密度均值。

（2）密度均值的計算方法：煙支非壓實段（點燃端）所有測量煙支密度的算術平均值來表征，公式：

式中：ρ- 密度均值;ρi- 第i 個煙支的密度;a- 非壓實端的起點位置;b- 非壓實端的終點位置。

（3）密度標準偏差的計算方法：煙支非壓實段內所有測量煙支的密度標偏來表征煙絲密度分布的均勻性。公式：

式中：s- 密度標準偏差;ρ- 密度均值;ρi- 第i 個測量煙支的密度;a- 非壓實端的起點位置;b- 非壓實端的起點位置。

（4）密度極差的計算方法：煙支非壓實段的密度最大值與最小值的差值來表征這一現(xiàn)象。公式：

式中：ρ 極- 密度極差;ρ 大- 非壓實段的密度最大值;ρ 小- 非壓實段的密度最小值。

3 結果與分析

為驗證煙支密度分布是否與煙支物理指標的關系[3]，在A 類型卷煙開展煙支密度與物理指標等的相關性分析。以40 支卷煙為一組，共檢測10 組，進行分析，分析的結果進行矩陣分析，分析的結果如下。

通過上述的分析，分別對煙絲密度指標和其它煙支物理指標進行了矩陣圖分析，分析的結果表明煙支的密度均值與煙支的吸阻存在相關關系并可能存在二次項，而密度均值與煙支的重量存在較強的相關關系，密度均值與其它物理指標的相關關系不顯著，密度極差與各項物理指標的相關關系都不顯著，密度標準偏差與各項物理指標的相關關系也不顯著，其它物理指標的相關關系不進行深入的研究，同時為了進一步驗證密度均值與煙支吸阻之間的相關關系，密度均值與煙支重量的相關關系。

4.結論

通過數(shù)據(jù)的收集和分析研究表明：

（1）煙支密度均值與煙支吸阻呈現(xiàn)二次項相關，二次項的P<0.05，回歸方程為吸阻= 220395 - 2027 密度均值+ 4.688 密度均值^2

（2）煙支密度均值與煙支重量呈現(xiàn)強直線相關，P<0.05，相關系數(shù)達到0.9以上，回歸方程為重量= 30.0+2.804 密度均值，方程具有顯著的統(tǒng)計意義。

（3）煙支密度標準偏差與其它物理指標的相關關系不明顯。

（4）煙支密度極差與其它物理指標的相關關系也不明顯。

（5）為降低試驗成本，本文采用結構較為低廉的煙絲進行分析，對于高結構煙絲可能存在不一致的結果，需要進一步的深入研究和分析。

參考文獻：

[1]申曉鋒，李華杰，李善蓮，等.煙絲結構表征方法研究[J]. 中國煙草學報2010，16（2）：20-25

[2]鄒泉，陳冉，趙云川，等.細支卷煙煙絲分布表征方法及調控技術[J].煙草科技，2019（5）：87-93.

[3]菅威，楊時政.PROTOS70 卷煙機工藝參數(shù)與煙支重量控制穩(wěn)定性的關系研究[C]// 中國煙草學會2012 年學術年會論文集.南京：中國煙草學會，2012：1-6.