打孔对卷烟通风度稳定性的影响＊

万毅伦，赖东辉 ，孔 花

(贵州省烟草质量监督检测站，贵州 贵阳550025)

卷烟滤嘴可对卷烟燃烧过程中所产生主流烟气中的总粒相物进行有效截留，从而控制卷烟焦油量的产生。所以，卷烟滤嘴材料、滤嘴结构以及滤嘴附加剂的选择会对卷烟降焦减害有显著的影响［1］，而滤嘴打孔技术是降低卷烟焦油摄入量的一种有效途径。打孔滤嘴主要分为激光打孔滤嘴和静电打孔滤嘴［2］。

激光打孔技术又分为宏激光打孔和微激光打孔，前者打出的孔径较大，肉眼可见，较适用于高通风度卷烟，后者打出的孔径小，一般肉眼看不见。滤嘴通风稀释技术的原理是通过在水松纸上打孔、使用高透气度滤棒成型纸或在滤棒上制成凹槽等方式，抽吸卷烟时外部空气进入滤嘴内并对主流烟气进行稀释，使吸入人体的焦油量相对减少。对于中式烤烟来说，通风度过大(＞20%)，则空气感强，影响其风格和吸食口感。随着通风度的增加，抽吸时烟气的总粒相物、焦油、烟碱分别有不同程度的降低，因此，通过采取在线激光打孔技术，可以达到几个目的，一是产品配方的选择余地加大;二是降焦减害;三是提高打孔稳定性，从而稳定焦油和感官质量。因此，本试验设定合理的通风度，保持打孔的稳定性，根据配方的变化及时对通风度进行调整，为保持产品质量的稳定性提供理论支撑，同时为新产品设计和控制标准的制定提供依据［3］。

1 设备

以德国虹霓公司LS300 在线激光打孔机为研究对象;在线激光打孔设备参数设定主要有排数和孔数，通过能量和波长的调整来实现，由高频发生器和谐振腔控制，谐振腔频率设定为100 kHz。

2 试验部分

根据LS300 在线激光打孔机的技术参数和使用经验［4］，通风度设定主要由三个方面决定:能量(打孔深度)、波长(打孔直径)以及烟支的机械位置(打孔质量，烟支与光束呈垂直角度、激光的聚焦点是否在烟支的表面)。

2.1 设备参数设定对通风度稳定性影响试验

使用与生产相同的参数(孔数、通风度、脉冲时间)，孔数30，功率80%，脉冲时间:50 微秒，对进行烧灼点进行调整;考虑到孔宽因通风度与射束分配头内的透镜位置有关，调整最佳透镜位置;在以上研究的基础上，对能量和波长等其它参数进行调整测试，分析能量及波长设定对通风度稳定性的影响。

2.2 打孔方式对通风度稳定性影响试验

设定通风度为10%、12%的条件下，研究单排打孔(单排12 孔、单排18 孔及单排24 孔)和双排打孔(2 排6 孔和2 排12 孔)对通风度的稳定性的影响。

数据采集:三次试验，共采集数据33 组1650个数据。

3 结果与分析

3.1 通风度稳定性与设备能量参数设定的关系分析

表1 能量设定与通风度及其变异系数测试结果

由表1 可以看出，随着能量增加，通风度同步增加，总增幅为70.3%，通风度变异系数呈抛物线状;能量设定最大值为100%，波长不变情况下，能量递增时，通风度稳定性呈曲线波动，存在最佳值，即能量设定为92%时，通风度为16.4%，变异系数最小为7.0。

3.2 通风度稳定性与设备波长参数设定的关系分析

表2 波长设定与通风度及其变异系数相关性测试结果

由表2 可以看出:波长增加，通风度同步增加，总增幅为55%，较能量增幅小，对于给定的通风度，可以设定相对较大的波长增幅才能达到设计目标;随着波长、通风度同步增加，通风度变异系数呈下降趋势，即通风度稳定性逐渐提高;能量不变时，波长设定没有最大值，但过大可能会导致水松纸被破坏。

3.3 调节设备能量与波长对通风度稳定性的影响

表3 能量和波长变化对通风度稳定性的影响

由表3 可知，通风度设计值固定时，可以设定多组能量和波长组合达到同一通风度目标，试验中，围绕同一通风度，调整两组能量和波长分配，目标值与实测值基本接近。从测试结果分析可知:能量设定大，波长设定小的通风度变异系数小，稳定性好;通风度设计值越高，通风度变异系数越小，稳定性越好。

3.4 通风度稳定性与打孔方式关系分析

表4 双排孔通风度稳定性分析

从表4 中变异系数指标分析:双排少孔较双排多孔变异系数小，稳定性好，从实际单个数据分析双排少孔单个数据很接近，只是有一两个突变数据，导致变异系数增大，加之通风度设定值小，因而产生了通风度稳定性较差的情况。

表5 单排孔通风度稳定性分析

从表5 中数据可知，单排孔情况下:孔数越多，变异系数越小，稳定性越好;通风度越大，变异系数越小，稳定性越好。值得注意的是，单排孔情况下，孔数越多，稳定性越好，但要结合通风度设定值大小来设定孔数。

4 结论

设备的调整到位，确定合理的参数:单排孔的通风度稳定性优于双排孔;单排多孔的通风度稳定性优于单排少孔;双排多孔的通风度稳定性优于双排少孔;通风度设定值越大，稳定性越好;合理的打孔方式，须兼顾打孔排数和数量;设备参数的能量和波长均不能过低，否则会出现不能打透现象，容易导致通风度稳定性产生突变;设备能量设定过大，也会导致通风度的不稳定。

本研究只针对设备、打孔方式、部分主要材料，研究的深度有待加强，如克重、配方、机速、烟丝结构等对通风度稳定性的影响未作探讨，这些将作为下一步研究目标。

［1］吕成军. 烟草生产中卷烟降焦减害技术的应用［J］. 应用技术，2012(8):168.

［2］岳雪梅. 卷烟降焦技术利弊综述［J］. 黑龙江烟草，2003(4):39 -40.

［3］刘立全，李维娜，王月侠，等. 特殊滤嘴研究进展［J］. 烟草科技，2004(3):17 -19.

［4］黄嘉礽. 烟草工业手册［M］. 北京:中国轻工业出版社，1999.