搭口膠施膠量對卷煙品質的影響

顧 亮 郜海民 劉文博 丁美宙 宋偉民

(1. 河南中煙工業有限責任公司技術中心，河南 鄭州 450000；2. 河南中煙工業有限責任公司黃金葉生產制造中心，河南 鄭州 450000)

?

搭口膠施膠量對卷煙品質的影響

顧 亮1郜海民2劉文博1丁美宙1宋偉民1

(1. 河南中煙工業有限責任公司技術中心，河南 鄭州 450000；2. 河南中煙工業有限責任公司黃金葉生產制造中心，河南 鄭州 450000)

為了解不同牌號搭口膠的施膠量對卷煙品質的影響，在相同條件下試驗了3種搭口膠的6個梯度施膠量。結果表明：試驗條件下，卷煙搭口膠施膠量對卷煙感官質量有影響，當每千支煙施膠量大于1.5 mL時，隨著施膠量的增大，卷煙感官質量變差，主要表現在刺激性增大，雜氣和干燥感增加，干凈程度變差。卷煙搭口膠施膠量對卷煙外觀質量有影響，1#膠的每千支煙施膠量設定值為2.0 mL時即出現爆口現象，達到3.5 mL時有內溢膠現象；2#膠和3#膠每千支煙施膠量為1.0 mL時易出現爆口現象，達到3.5 mL時有內溢膠現象。結合卷煙內外在質量的評價結果，確定1#膠每千支煙最佳施膠量為2.5～3.0 mL，2#膠和3#膠為1.5～2.0 mL。卷煙搭口膠施膠量對卷煙的物理質量、主流煙氣成分及7種有害成分無明顯影響。

搭口膠；施膠量；卷煙；感官質量；外觀質量

卷煙搭口膠是卷煙生產過程不可缺少的重要組成部分，主要在煙支卷制時用于黏合卷煙紙。卷煙搭口膠直接參與煙支燃燒，由于搭口膠燃燒分解產生多種化學成分，因此會影響卷煙的感官品質[1-3]；且施膠量過多或過少時，易造成煙支出現溢膠、粘連、爆口、翹邊等質量缺陷。現有卷煙機在卷煙過程中通過膠缸的液面以及噴膠嘴的高度差來控制搭口膠的施膠量，而隨著卷煙生產的高速進行，膠缸液面不斷降低，使得噴膠嘴中搭口膠的壓力也隨之降低，從噴膠嘴流出的搭口膠也逐漸較少，搭口膠的施膠量不斷減少；卷煙機操作工根據個人喜好隨意調整噴膠嘴頂針位置，導致施膠量來回波動。魯才略[4]通過PLC控制器的自動控制，根據卷煙機的線速度設定上膠的加速偏移值、校正值，調整卷煙搭口膠的施膠量；王愛成[5]通過控制膠缸內的壓力的方法來控制施膠量；但施膠量控制效果并不理想，熊安言等[6]研發了一種智能控制供膠系統，實現了施膠量的精準控制；熊安言等[7]還研究了卷煙搭口膠不同施膠量對卷煙質量影響，但研究不夠細致深入。煙草科技工作者試圖通過研究施膠量對卷煙質量的影響來確定合理的施膠量，通過開發施膠裝置來實現卷煙搭口膠的準確控制，但由于研究不夠深入細致，無法確定不同搭口膠的合理施膠量范圍。本研究擬通過對1#、2#和3#搭口膠6個梯度的施膠量的煙支質量對比分析，找出煙支品質的變化趨勢，旨在為煙支卷制時搭口膠施膠量范圍的確定提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

高、中檔2種不同規格的黃金葉成品煙絲：各5 000 kg，河南中煙工業有限責任公司；

卷煙紙：50CU，民豐特種紙股份有限公司；

醋酸纖維濾棒：規格為100 mm，吸阻3 000 Pa，河南中煙工業有限責任公司；

接裝紙：100CU，南京金箔(集團)公司；

1#搭口膠(1#膠)：S3032型，北京長潤化工有限公司；

2#搭口膠(2#膠)：JX-01型，鄭州神火膠劑有限公司；

3#搭口膠(3#膠)：“金芒果”牌，河南省新鄭市豫煙材料綜合廠。

1.2 儀器與設備

卷接機組：ZJ17型，常州煙草機械有限責任公司；

智能控制供膠系統：ZK01型，河南中煙工業有限責任公司；

電子天平：AX405型，感量0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo 公司；

綜合測試臺：QTM型，英國Fltrona公司；

煙支硬度測定儀：WYC-1型，成都科學儀器廠；

吸煙機：SM450型，英國Cerulean公司；

恒溫恒濕箱：KBF240型，德國Binder公司；

氣相色譜儀：Agilent 7890型，安捷倫科技有限公司；

電感耦合等離子體質譜(ICP—MS)儀：Agilent 7500a型，美國Agilent公司；

離子色譜儀：ICS-3000型，美國Dionex公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗條件 每個規格取同柜煙絲，采用同一送絲方式、同一機臺、同樣車速(每分鐘7 000支)、相同操作人員卷制成相同規格[24.3 mm×(25+59)mm]的煙支，除搭口膠外，卷煙機不做任何調整。每千支卷煙搭口膠施膠量按照6個不同梯度(1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 mL)在“智能控制供膠系統”上直接設定控制，待設備運行穩定后，分別對卷制后的煙支進行取樣，各種樣品等時間間隔分別取樣3次，檢測卷煙外觀質量、物理質量、感官質量、主流煙氣成分和7種有害成分，所有取樣和檢測(感官質量評價除外)均按中國國標和《卷煙工藝規范》[8]規定進行，結果取平均值，感官評價和主流煙氣成分檢測前，對煙支質量進行稱量挑選。

1.3.2 評吸樣品的制備及評價 置于RH(60±2)%、溫度(22±1) ℃的恒溫衡濕箱中，備用；感官質量評價采用對比評吸的方法進行評價，河南中煙技術中心15位評委參加了搭口膠不同施膠量的卷煙感官質量評價。1#膠以每千支施膠量2.5 mL樣品為對照樣，2#和3#膠以每千支施膠量1.0 mL樣品為對照樣，參照《卷煙工藝測試與分析大綱》附表33[9]設計評價表，進行單指標評價，然后將樣品的整體感官質量從好到差進行排序，將排序為1的記6分，排序為2的記5分，排序為3的記4分，排序為4的記3分，排序為5的記2分，排序為6的記1分，將所有樣品的得分相加得出每個樣品的得分[10]，從而得出每種膠6個梯度(1#膠3個梯度)的得分和排序。

2 結果與分析

2.1 對卷煙外觀質量的影響

通過調整智能控制供膠系統不同搭口膠施膠量設定值，觀察膠施膠量對卷煙外觀質量的影響，發現1#膠每千支施膠量設定值不能低于2.5 mL，2.0 mL時即出現爆口現象(見圖1)，當每千支施膠量達到3.0 mL時，卷煙搭口處開始不平整，達到3.5 mL時有內溢膠現象(見圖2)； 2#膠和3#膠當每千支施膠量為1.0 mL時易出現爆口現象，達到3.0 mL時，卷煙搭口處開始不平整，達到3.5 mL時有內溢膠現象。因為施膠量過低時，涂膠后膠液迅速向卷煙紙滲透，導致紙面留存有效膠量降低，膠膜厚度減薄，粘接強度降低，煙支較易爆口；施膠量過大時，卷煙紙面內膠液滲透趨于飽和，紙面間存留膠量較大，乳膠粒子間水分不容易蒸發而造成溢膠。又由于不同的膠的接觸角(潤濕性能)不同，故臨界施膠量也不一致[11-12]。

2.2 對卷煙物理質量的影響

由表1可知：不論是高檔卷煙還是中檔卷煙，隨著3種搭口膠施膠量的增大，卷煙的物理質量差異不大或無一定變化規律。因為卷煙的物理質量主要受煙絲質量、卷制條件和卷煙材料的影響[13]，卷煙搭口膠局限于卷煙搭扣部分，每一支煙中的干物質量相對于其它物質波動很小，故卷煙搭口膠對卷煙物理質量的影響可以忽略。

2.3 對卷煙感官質量的影響

由圖3～8可知，3種搭口膠不同施膠量對卷煙感官質量有影響，隨著施膠量的增大(每千支1.5～3.5 mL)，2種卷煙的感官質量均有變差的趨勢，主要表現在刺激性增大，雜氣和干燥感增加，干凈程度變差。

圖1 卷煙爆口

圖2 卷煙內溢膠

卷煙檔次膠編號千支施膠量/mL單支質量/mg吸阻/Pa總通風率/%圓周/mm硬度/%高檔1#2#3#2.5891.3±18.31067±2920.53±1.5924.2867.693.0901.6±17.51058±3222.98±1.3624.4569.183.5894.8±22.21065±3421.65±1.4924.3668.211.0906.8±13.81102±4620.27±1.8224.3266.881.5895.4±24.61076±3521.62±0.9624.3467.362.0891.2±18.21054±5122.74±1.9524.2666.422.5903.5±17.91095±3820.84±1.2624.3767.253.0900.6±22.41088±3721.76±1.8824.2468.463.5898.2±18.31090±5420.93±1.5924.3864.681.0891.6±22.41079±3520.48±1.4624.3268.281.5893.9±20.71055±3321.91±2.0624.3567.302.0907.3±22.21086±3021.92±1.3924.3368.762.5900.4±17.81063±3021.23±1.2724.3765.933.0900.1±22.11068±3020.86±1.3024.3666.423.5896.7±21.61070±3121.12±1.5824.3067.63中檔1#2#3#2.5901.1±24.61107±4021.62±1.7224.2765.643.0897.6±16.91101±3122.68±1.3324.3467.193.5892.8±20.21057±3821.44±1.6924.2868.371.0896.8±20.91099±4621.65±1.5524.2268.031.5898.8±14.81104±3821.09±0.8824.1965.542.0892.8±17.61079±3721.11±1.8324.1666.192.5907.1±15.31110±3421.97±1.3924.2068.573.0904.6±24.81109±3722.39±1.9824.2168.503.5894.7±19.51084±5322.34±1.6424.2367.801.0885.7±16.71059±3021.60±1.3124.2366.151.5889.5±14.21058±3921.39±1.1124.2167.182.0890.3±18.41064±3521.73±1.4424.2265.852.5884.1±17.51062±3221.35±1.2724.2264.323.0882.5±18.01051±2721.54±1.1424.2464.813.5888.2±15.11052±3622.20±1.3824.2365.06

? 煙支含水率為12.12%；相對于其它指標單支重量、吸阻和總通風率的穩定性是影響卷煙質量的關鍵質量指標，計算了標準偏差；1#膠每千支的施膠量設定值到2.0 mL時即出現爆口，故只有3個施膠量梯度的卷煙。

由表2可知，不論是高檔卷煙還是中檔卷煙，1#膠千支施膠量設定值為2.5 mL，2#和3#膠為1.5 mL時，卷煙感官質量最優；當千支施膠量為1.5 mL時，膠的成分和煙氣成分最協調，低于1.5 mL時，卷煙感官質量變差。

以3#膠為對照樣，千支施膠量均為2.5 mL時，1#膠、2#膠所卷高、中檔卷煙樣品的評價結果見圖9、10。由圖9、10可知：和3#膠相比，2#膠樣品的香氣量、刺激性和干燥感略有變差，1#膠樣品的甜度略有增大；兩種卷煙感官質量總體評價排序均為：1#膠(得分26)>3#膠(得分22)>2#膠(得分17)。說明不同搭口膠對卷煙感官質量的影響不同。

圖3 1#膠千支施膠量對高檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 3 Evaluation results of sensory quality of high-grade brand of cigarette with different sizing from 1#

圖4 2#膠千支施膠量對高檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 4 Evaluation results of sensory quality of high-grade brand of cigarette with different sizing from 2#

圖5 3#膠千支施膠量對高檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 5 Evaluation results of sensory quality of high-grade brand of cigarette with different sizing from 3#

表2 不同搭口膠及施膠量的卷煙感官質量總體評價結果Table 2 Results of sensory quality of cigarette of the cigarette with different amount of glue applying

圖6 1#膠千支施膠量對中檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 6 Evaluation results of sensory quality of Intermediate-grade brand of cigarette with different sizing from 1#

圖7 2#膠千支施膠量對中檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 7 Evaluation results of sensory quality of Intermediate-grade brand of cigarette with different sizing from 2#

圖8 3#膠千支施膠量對中檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 8 Evaluation results of sensory quality of Intermediate-grade brand of cigarette with different sizing from 3#

圖9 不同卷煙膠對高檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 9 Evaluation results of the sensory quality of high-grade brand of cigarette for 3 kinds of cigarette film

2.4 對主流煙氣成分的影響

由表3可知，3種膠的變化規律相似，隨著施膠量的增大，卷煙的主流煙氣成分差異不大。這是由于搭口膠的施加量較少，且干物質只占總膠量的50%左右，在燃燒時只發生部分裂解，相對于整支煙而言，進入主流煙氣成分的量可以忽略。

圖10 不同卷煙膠對中檔牌號卷煙感官質量的影響

Figure 10 Evaluation results of the sensory quality of of Intermediate-grade brand of cigarette for 3 kinds of cigarette film

表3 不同搭口膠及施膠量卷煙的主流煙氣成分

2.5 對煙氣有害成分的影響

由表4可知，搭口膠施膠量對高檔卷煙煙氣有害成分和H值無影響。這是由于搭口膠的施加量較少，且燃燒時只發生部分裂解，產生的有害物質進入主流煙氣的量可以忽略。

表4 不同搭口膠及施膠量對高檔牌號卷煙煙氣有害成分釋放量的影響

Table 4 Effect of the amount of glue applied to different types of high-grade brand of cigarettes on the release amount of harmful components in cigarette smoke

搭口膠千支施膠量/mL單支煙氣有害成分CO/%HCN/μgNH3/μgNNK/ngBaP/ng苯酚/μg巴豆醛/μg危害性指數(H值)1#1.510.9112.78.15.3510.912.212.58.62.011.5121.48.15.2111.312.013.88.73.011.4123.38.25.5511.912.813.78.72#1.510.8111.78.25.1510.612.012.38.42.011.2120.48.35.2911.012.313.58.63.011.0121.28.15.4511.812.613.48.53#1.510.7119.78.05.2511.012.212.48.62.011.1124.48.45.2810.712.313.38.73.011.8120.38.25.4311.212.613.48.7

表5 煙氣有害成分釋放量與施膠量關系——方差分析?

Table 5 Relationship between the amount of harmful components in flue gas and the amount of adhesive——variance analysis

指標均方F值P值CO363.6011286.4491.02E-16HCN61905.0806308.7083.30E-22氨162.601719.5609.94E-15NNK44.998198.3131.96E-10BaP363.6011135.7592.74E-16苯酚465.1251806.3116.96E-18巴豆醛542.3021398.9885.28E-17H值186.889833.1893.15E-15

?Fcrit=4.493 998。

3 結論

(1) 卷煙搭口膠對卷煙外觀質量、感官質量有影響。1#膠千支最佳施膠量為2.5～3.0 mL，2#膠和3#膠為1.5～2.0 mL；施膠量相同(2.5 mL)時，1#膠樣品的感官質量最優。

(2) 不同搭口膠施膠量對卷煙物理質量、主流煙氣成分和7種有害成分影響不大。

(3) 卷煙搭口膠的成分、搭口膠在卷煙抽吸時的熱解反應產物及其對卷煙感官質量影響有待進一步研究。

[1] 尹俊林, 牟定榮, 溫光和, 等. 卷煙搭口膠現狀和發展[J]. 中國膠粘劑, 2015, 14(10): 43-46.

[2] 溫光和, 沈靖軒, 馬濤, 等. 新型搭口膠的制備及其對卷煙品質的影響[J]. 應用化工, 2010, 39(11): 1 722-1 725.

[3] 張獻偉, 周梁, 蔣愛民, 等. 食品膠特性及其在食品中應用[J]. 食品與機械, 2016, 32(2): 81-83.

[4] 魯才略. 卷煙搭口上膠裝置: 中國, 200820082431.7[P]. 2008-11-19.

[5] 王愛成. 一種卷煙機供膠裝置: 中國, 201120539349.4[P]. 2012-09-05.

[6] 熊安言, 孫九喆, 蘇東贏, 等. ZJ17卷煙機卷煙紙施膠系統的改進[J]. 食品與機械, 2016, 32(2): 81-83.

[7] 熊安言, 郜海民, 張愛忠, 等. 不同搭口膠施膠量對卷煙質量的影響[J]. 科技通報, 2015, 31(9): 120-122, 126.

[8] 國家煙草專賣局. 卷煙工藝規范[S]. 北京: 中央文獻出版社, 2003: 62-82.

[9] 國家煙草專賣局. 卷煙工藝測試與分析大綱[S]. 成都: 四川大學出版社, 2004: 20-65.

[10] 歐陽文, 李佛琳, 趙屹峰. 卷煙工藝與評吸[M]. 成都: 西南財經大學出版社, 2007: 5-35.

[11] 張獻偉, 周梁, 蔣愛民, 等. 食品膠特性及其在食品中應用[J]. 食品與機械, 2011, 27(1): 166-169.

[12] 楊寶武. 卷煙膠的特性與應用[J]. 煙草科技, 1999(5): 4-8.

[13] 舒芳譽, 羅靖, 馬明旻. 基于多變異分析的煙支物理質量影響因素研究[J]. 煙草科技, 2015, 48(12): 72-77, 86.

Effect of different cigarette lap adhesive glue quantity on cigarette quality

GULiang1GAOHai-min2LIUWen-bo1DINGMei-zhou1SONGWei-min1熊安言1XIONGAn-yan1

(1.TechnologyCenter,HenanBranchofChinaTobaccoIndustryCo.,Ltd.,Zhengzhou,Henan450000,China;2.GoldLeafProductionManufacturingCenter,HenanBranchofChinaTobaccoIndustryCo.,Ltd.,Zhengzhou,Henan450000,China)

In order to understand the effect of cigarette quality on the different application amount in different grades of cigarette lap adhesive, six gradient sizing of three different cigarette lap adhesive glue quantity have been tested in the same condition. The results showed that：1)the different cigarette lap adhesive glue quantity was influential of the sensory quality of cigarette, when the amount of the sizing agent was more than 1.5 mL per thousand cigarette, the cigarette sensory quality became worse with the increase of the amount of the glue, mainly manifested in the cigarette sensory stimulation increases, the miscellaneous gas and dry sense increases, the clean degree becomes bad. 2) Effect of the amount of glue on the appearance quality of cigarette, when the sizing value of 1# was 2.0 mL per thousand cigarette, the phenomenon of explosion occurs, when the glue amount was 3.5 mL per thousand cigarette, there was the phenomenon of inner overflow; when the sizing value of 2# and 3# was 1.0 mL per thousand cigarette, the phenomenon of explosion occurs, when the glue amount was 3.5 mL per thousand cigarette, there was the phenomenon of inner overflow. 3) Combined with the evaluation results of the quality of cigarettes inside and outside, it was determined that the amount of the 1# adhesive was 2.5-3.0 mL per thousand cigarette, and 2# or 3# was 1.5 to 2.0 mL per thousand cigarette. Fourth, with the change of cigarette lap adhesive glue quantity, physical quality, chemical components of mainstream smoke of cigarette and seven kinds of harmful ingredients were not obvious.Keywords： cigarette lap adhesive; sizing amount; cigarette; sensory quality of cigarette; presentation quality

河南中煙工業有限責任公司重點科技項目(編號：ZN2014029)

顧亮，男，河南中煙工業有限責任公司技術中心工程師。

熊安言(1969-)，男，河南中煙工業有限責任公司技術中心高級工程師。E-mail:xyxay@126.com

2016—06—10

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.10.041