肖克毅++孫玉峰++汪長國++馮廣林++鄧永++費翔

摘要：為明確不同濾棒成型參數(shù)對卷煙常規(guī)煙氣成分煙堿、焦油、總粒相物、一氧化碳（CO）釋放量的影響規(guī)律，采用正交試驗方法，通過直觀分析、方差分析和貢獻率計算，比較了卷煙濾棒成型材料中絲束規(guī)格、絲束填充量、三乙酸甘油酯添加量對常規(guī)煙氣成分釋放量的影響。結(jié)果表明，絲束規(guī)格是影響總粒相物、煙堿、焦油、一氧化碳釋放量的顯著因素，其中對煙堿和一氧化碳釋放量的影響最大，對總粒相物和焦油釋放量的影響次之；絲束填充量是影響總粒相物和焦油釋放量的顯著因素，對兩者的影響最大，而對煙堿和一氧化碳釋放量無顯著影響，隨著絲束填充量的增多，煙氣成分釋放量有明顯的下降趨勢；三乙酸甘油酯添加量是影響總粒相物、煙堿、焦油、一氧化碳釋放量的非顯著因素，對常規(guī)煙氣成分釋放量的影響較弱。

關(guān)鍵詞：卷煙；濾棒成型；煙堿；焦油；總粒相物；一氧化碳（CO）；正交試驗

中圖分類號：TS452+.4+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）18-4753-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.18.031

The Effect of Filter Stick Forming Parameters on Cigarette Deliveries of

Routine Smoke Constituents

降焦減害是煙草行業(yè)科技進步和發(fā)展的大趨勢，企業(yè)科研人員已圍繞此開展了大量的研究工作。卷煙濾嘴的主要作用是過濾主流煙氣中的粒相成分，尤其對煙氣中有害成分的過濾效率可產(chǎn)生較大的影響[1]。而濾嘴的質(zhì)量及特性主要取決于濾棒成型過程中的某些重要影響因素，例如絲束規(guī)格、絲束填充量、三乙酸甘油酯添加量等，這些因素會直接或間接地影響濾嘴的過濾效率。以往大多采用單因素循環(huán)法或簡單的組合性研究比較濾棒材料[2-4]，這些研究不能使設(shè)計者對卷煙濾棒成型材料直接加以利用，尤其是無法對不同的濾棒成型參數(shù)進行針對性的材料選擇。為此，課題組采用正交設(shè)計法[5，6]進行試驗，研究絲束規(guī)格、絲束填充量、三乙酸甘油酯添加量3種濾棒成型參數(shù)對卷煙常規(guī)煙氣成分釋放量的影響，以期為濾棒成型參數(shù)的合理組配使用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇3種不同類型的乙酸絲束材料，用絲束特性縱向表面積等效描述指數(shù)I代替絲束規(guī)格[7]，規(guī)格分別是16733（2.8Y/28000D）、17320（3.0Y/30000D）、18605（2.6Y/30000D）；3種絲束添加量分別是6.3 g/10支、6.6 g/10支、6.9 g/10支；3種三乙酸甘油酯添加量分別是6%、8%、10%。上述材料由四川三聯(lián)卷煙材料有限公司提供，制備出的試驗用乙酸纖維濾棒樣品接裝成都卷煙廠某牌號的卷煙，做成樣品。儀器主要有RM20H/CS轉(zhuǎn)盤式吸煙機（德國Borgwaldt公司）、HP7890氣相色譜儀（美國惠普公司）、AX504電子天平（感量：0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo儀器公司）、Direct-Q3超純水系統(tǒng)（德國SGwater公司）。

1.2 方法

1.2.1 L9（33）正交試驗設(shè)計 采用L9（33）正交試驗設(shè)計，選擇濾棒成型中絲束規(guī)格、絲束填充量、三乙酸甘油酯添加量為3個因素，各因素都設(shè)3個水平，因素水平組合見表1。9個組合所用的煙絲及香精香料配方不變。

1.2.2 卷制要求 每個不同濾棒接裝成的卷煙處理在進行試驗時，除表1中涉及的因素外，煙絲及其余的卷制參數(shù)保持一致，挑選的煙支質(zhì)量在平均質(zhì)量±0.02 g范圍內(nèi)，吸阻在平均吸阻±50 Pa范圍內(nèi)；被測卷煙樣品在22 ℃±2 ℃、空氣相對濕度60%±3%的環(huán)境下平衡48 h。

1.2.3 卷煙煙氣各成分分析 各處理測定指標為卷煙常規(guī)煙氣中的煙堿、焦油、總粒相物（T.P.M）和一氧化碳（CO）成分；其中煙堿釋放量測定采用文獻[8]的方法，焦油、總粒相物釋放量測定采用文獻[9]的方法，一氧化碳釋放量測定采用文獻[10]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2003軟件處理，并用其制表和繪圖；運用SPSS 10.0統(tǒng)計分析軟件進行直觀分析、方差分析和貢獻率計算[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 卷煙煙氣分析

試驗測定的卷煙煙氣各成分含量情況見表2。為了簡便、直觀、有效地確認濾棒成型參數(shù)對卷煙常規(guī)煙氣成分釋放量的影響規(guī)律，對表2中的試驗結(jié)果進行各因素水平均值計算，得到極差數(shù)值；同時為能直觀地看到變化趨勢，根據(jù)計算結(jié)果繪制各因素對指標的效應(yīng)曲線圖；并對試驗結(jié)果進行方差分析，使各因素水平變化引起的試驗結(jié)果間的差異與誤差區(qū)分開來；通過因素純平方和與總離差平方和的比值計算各因素的貢獻率[6]，從而衡量各因素作用的大小。

2.2 煙氣煙堿釋放量分析

濾棒成型材料與煙氣煙堿釋放量的直觀分析情況分別見表3、圖1，方差分析和貢獻率情況見表4。從表3、圖1可見，濾棒絲束規(guī)格對煙氣煙堿釋放量影響的極差最大（R=0.12），其后是絲束填充量（R=0.08）和三乙酸甘油酯添加量（R=0.03），可見濾棒絲束規(guī)格對煙氣煙堿釋放量的影響最大；從表4可知，方差分析的F值是濾棒絲束規(guī)格最高，F(xiàn)=25.65，>F0.05=19，表明濾棒絲束規(guī)格是影響煙氣煙堿釋放量的顯著因素；通過貢獻率計算可知，濾棒絲束規(guī)格水平變化引起的煙氣煙堿釋放量波動占數(shù)據(jù)總波動的60.40%；而絲束填充量，三乙酸甘油酯添加量對煙氣煙堿釋放量的影響依次減小，貢獻率分別為29.40%和0.40%，其中三乙酸甘油酯添加量對煙氣煙堿釋放量的貢獻率甚至小于誤差的貢獻率（9.80%）。