馬 俊，胡明輝，舒云波，倪和朋，李曉波，鄭夢娜，朱紹胤，沈元媛，王曉斌

（紅塔煙草（集團(tuán)） 有限責(zé)任公司 玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

卷煙作為一種快消品，最終是以抽吸的方式被消費(fèi)者消費(fèi)。卷煙燃燒錐是指消費(fèi)者在抽吸卷煙的過程中碳化形成的不規(guī)則錐形體，在消費(fèi)者抽吸時(shí)，能夠被消費(fèi)者視覺感知到。卷煙燃燒錐的形態(tài)能夠體現(xiàn)卷煙燃燒狀態(tài)[1]，同時(shí)卷煙燃燒錐的高度、面積凹凸程度與卷煙的熄火和燃燒錐掉落關(guān)系密切[2]，與卷煙燃燒狀態(tài)直接影響了卷煙燃燒過程中的化學(xué)變化，進(jìn)而影響卷煙香氣成分的釋放、轉(zhuǎn)移，以及焦油、煙堿、CO 的釋放量[3-8]。

目前，在煙草行業(yè)內(nèi)針對(duì)燃燒錐的研究日益增多，主要集中在燃燒錐掉頭檢測及影響因素方面[9-13]。針對(duì)燃燒錐形態(tài)的檢測及評(píng)價(jià)研究較少，穆林等人[14]使用燃燒錐長度、面積、偏離角來表征燃燒錐形態(tài)。王瓊等人[15]使用不同燃燒點(diǎn)的燃燒錐高度來表征燃燒錐形態(tài)，以上文獻(xiàn)所述的評(píng)價(jià)方法，僅適用于相同規(guī)格卷煙產(chǎn)品間的對(duì)比，隨著行業(yè)的發(fā)展，中細(xì)支產(chǎn)品的市場份額逐年增加，很有必要建立一種適用于全規(guī)格卷煙產(chǎn)品的評(píng)價(jià)方法。以燃燒錐高度和面積為基礎(chǔ)，引入直徑這一參數(shù)，建立了“凹凸值”這一全新的評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過該指標(biāo)，解決了不同規(guī)格產(chǎn)品間燃燒錐形態(tài)不可比的問題。

1 材料與方法

1.1 主要材料

常規(guī)支卷煙（直徑7.70 mm）、中支卷煙（直徑6.37 mm）、細(xì)支卷煙（直徑5.41 mm） 各10 個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品，由市場購買，常規(guī)支卷煙依次記為1#～10#，中支卷煙依次記為11#～20#，細(xì)支卷煙依次記為21#～30#。

1.2 檢測指標(biāo)

燃燒錐高度：燃燒錐椎體最高點(diǎn)到燃燒線的垂直距離，單位mm。

燃燒錐面積：當(dāng)卷煙豎直放置時(shí)，平視燃燒錐，所能看到的燃燒錐面積，單位mm2。

1.3 樣品的前處理

將樣品在溫度為（22±2） ℃，相對(duì)濕度為（60±5） %的環(huán)境下平衡48 h 以上，每個(gè)牌號(hào)挑選外觀無明顯缺陷的樣品20 支，作為待測樣品。

2 結(jié)果與分析

2.1 燃燒錐高度和燃燒錐面積檢測結(jié)果

參考文獻(xiàn)[15]所述方法進(jìn)行燃燒錐高度和燃燒錐面積的自動(dòng)檢測，每個(gè)樣品檢測20 支卷煙。

燃燒錐高度和燃燒錐面積檢測結(jié)果匯總見表1。

由檢測結(jié)果可知，隨著卷煙直徑的增大，燃燒錐高度和燃燒錐面積會(huì)隨著卷煙直徑的增大而明顯增大，結(jié)合雙樣本t 檢驗(yàn)結(jié)果（表2）?？芍?，該差異已達(dá)到顯著水平，說明對(duì)于不同直徑的卷煙，燃燒錐形態(tài)存在天然差異，不具有可比性。

表2 雙樣本t 檢驗(yàn)結(jié)果匯總

雙樣本t 檢驗(yàn)結(jié)果匯總見表2。

2.2 建立具有可比性的評(píng)價(jià)指標(biāo)

由2.1 可知，不同直徑卷煙燃燒錐形態(tài)不具有可比性的根本原因是直徑不同，為消除這種影響，以煙支直接為基礎(chǔ)，結(jié)合燃燒錐錐高和錐面積實(shí)測值，建立了“凹凸值”這一評(píng)價(jià)指標(biāo)，如公式（1） 所示，結(jié)合圖1 可知，凹凸值表示的是燃燒錐面積實(shí)測值（圖中紅色區(qū)域面積） 與三角形面積（圖中綠色區(qū)域面積） 之差，占綠色三角形面積的比例，該值越大，說明超過綠色三角形的面積越大，在形態(tài)上表現(xiàn)的越“凸”。

圖1 燃燒錐凹凸值直觀圖

式中：R——卷煙燃燒錐凹凸值，%；

S——燃燒錐面積，mm2；

L——煙支直徑，mm；

H——燃燒錐高度，mm。

燃燒錐凹凸值直觀圖見圖1。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的應(yīng)用

由公式（1） 可知，對(duì)于“凹凸值”，其數(shù)值的大小與燃燒錐形態(tài)的關(guān)系，且“凹凸值”絕對(duì)值越大，凹凸趨勢越明顯。

凹凸值與燃燒錐形態(tài)的關(guān)系見表3。

表3 凹凸值與燃燒錐形態(tài)的關(guān)系

按照公式（1） 計(jì)算30 個(gè)樣品的凹凸值（見表4），由均值可知，中支卷煙的“凹凸值”最大，常規(guī)支的“凹凸值”最小，說明所建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)，已明顯不受煙支直徑的影響。

表4 凹凸值計(jì)算結(jié)果匯總/%

凹凸值計(jì)算結(jié)果匯總見表4。

針對(duì)表4 中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行雙樣本t 檢驗(yàn)（見表5）。由結(jié)果可知，3 種直徑卷煙凹凸值間的差異均未達(dá)到顯著水平，說明該評(píng)價(jià)指標(biāo)，使不同直徑的卷煙產(chǎn)品，在燃燒錐形態(tài)上具有了可比性。

表5 雙樣本t 檢驗(yàn)結(jié)果匯總/%

雙樣本t 檢驗(yàn)結(jié)果匯總見表5。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，可檢測的燃燒錐形態(tài)指標(biāo)明顯受到卷煙直徑的影響，使不同直徑卷煙產(chǎn)品間的燃燒錐形態(tài)不具有可比性，而以燃燒錐高度和燃燒錐面積為基礎(chǔ)，通過引入直徑，建立了“凹凸值”這一全新的評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明，①由于直徑的不同，可測量的燃燒錐高度和燃燒錐面積差異較大，直徑越大，燃燒錐高度和燃燒錐面積就越大。②對(duì)于“凹凸值”，其值大于零時(shí)，燃燒錐表現(xiàn)的是“凸”形；其值等于零時(shí)，燃燒錐表現(xiàn)的是“三角”形；其值小于零時(shí)，燃燒錐表現(xiàn)的是“凹”形。③從分析結(jié)果來看，不同直徑卷煙“凹凸值”間無顯著性差異，從根本上解決了由于直徑不同導(dǎo)致的形態(tài)不可比性問題。