在線激光打孔對卷煙煙氣及感官質量的影響

何峰，袁琳，劉偉，馬戎，蘇巧，趙暉*

1. 河北中煙工業(yè)有限責任公司技術中心（石家莊 050051）；2. 廣東中煙工業(yè)有限責任公司技術中心（廣州 510385）；3. 張家口卷煙廠有限責任公司工藝質量部（張家口 075000）

在線激光打孔技術是煙支在卷接過程中，利用高能激光將卷煙嘴棒中部的水松紙擊穿成的微小孔洞，通過對卷煙吸食過程中的主流煙氣進行稀釋達到降低焦油含量和改善感官質量的目的。國內學者對該技術進行不少研究，主要集中在降焦減害[1-4]、常規(guī)煙氣理化指標[5-10]及預打孔[11-15]等方面的研究，而對卷煙感官質量的影響研究較少。試驗在前期學者研究結果的上，主要對在線激光打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間方面對卷煙物理指標、煙氣指標和感官質量進行系統(tǒng)性研究，為持續(xù)穩(wěn)定卷煙產品煙氣和感官質量的穩(wěn)步提升及新產品的研究開發(fā)提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

60CU卷煙紙（牡丹江）；SODIMAX綜合測試臺（SODIM公司）；FD240鼓風干燥箱（BINDER公司）；RM200A轉盤式吸煙機（BORGWALDT公司）；Agilent 6890N氣相色譜（美國Agilent公司）。

1.2 方法

1.2.1 試驗樣品的制備

在線激光打孔設備參數(shù)調整試驗。打孔排數(shù)為2排；打孔位置：距離唇端12～13 mm；每排打孔個數(shù)7，12和14；激光脈沖持續(xù)時間50～130 μs。

利用在線激光打孔設備，對“荷花”品牌某規(guī)格細支卷煙進行試驗卷煙樣品制備。

1.2.2 試驗樣品理化指標檢測

試驗樣品按GB/T 19609—2004、GB/T 23355—2009、GB/T 23356—2009和GB/T 23203.1—2008對主流煙氣中的煙堿、焦油、一氧化碳、水分及總粒相物進行檢測。

分別對2排7、12、14孔不同激光脈沖持續(xù)時間的試驗樣品按GB 5606.4—2005《卷煙第4部分：感官技術要求》進行感官質量評價，并結合產品設計風格特征進行適當調整。

2 結果與分析

2.1 打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間對物理檢測指標的影響

試驗通過對物理檢測指標分析，考察打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間對卷煙煙支質量、吸阻和通風3個指標的影響。

由表1可以看出，打孔數(shù)量一定條件下，脈沖持續(xù)時間與吸阻和總通風率具有良好的線性關系，即與總通風率呈正相關（見圖1），與吸阻呈負相關（詳見圖2）。

表1 打孔數(shù)量與脈沖時間對卷煙物理指標的影響

圖1 打孔數(shù)量與脈沖時間對總通風的影響

圖2 打孔數(shù)量與脈沖時間對吸阻的影響

2.2 打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間對煙氣化學指標的影響

打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間對煙氣化學指標的影響見表2。

表2 打孔數(shù)量和脈沖時間對化學指標的影響

由圖3和圖4分析可知，在打孔數(shù)量一定條件下，脈沖持續(xù)時間與焦油、CO、總粒相物、煙堿和水分存在負相關性，影響程度從大到小依次為：總粒相物、CO、焦油、水分、煙堿。而由2.1的總通風率與脈沖持續(xù)時間對呈正相關，由此可知，細支煙的總通風率與焦油、CO、總粒相物、煙堿和水分呈負相關性。

圖3 打孔數(shù)量與脈沖持續(xù)時間對焦油、CO和總粒相物的影響

圖4 打孔數(shù)量與脈沖持續(xù)時間對煙堿和水分的影響

2.3 打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間對卷煙感官質量的影響

通過對試驗樣品感官質量評吸，結果顯示，在打孔數(shù)量一定條件下，隨著脈沖持續(xù)時間增加，卷煙的香氣透發(fā)性、雜氣、流暢性、輕松感、干燥感和刺激性有不同程度提高，而卷煙香氣的豐富性、煙氣濃度、舒適度、甜潤感和干凈程度則有不同程度降低，影響程度從大到小依次為：香氣、流暢性和輕松感、濃度、干凈程度、舒適度、甜潤感、雜氣和刺激性。

3 結論

通過在線激光打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間兩個方面對卷煙物理指標、煙氣指標和感官質量的系統(tǒng)性研究。

1) 在輔材、打孔排數(shù)及距離均一致的情況下，在線激光打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間對卷煙的物理指標和煙氣化學指標及感官質量均有影響。

2) 打孔數(shù)量和脈沖持續(xù)時間主要影響到物理檢測指標中總通風率和吸阻，進而影響到煙氣化學指標及感官質量。在總通風率一定的條件下，打孔數(shù)量與脈沖持續(xù)時間呈負相關。

3) 在打孔數(shù)量一定條件下，脈沖持續(xù)時間與總通風率呈正相關，而與焦油、CO、總粒相物、煙堿和水分呈負相關，影響程度從大到小依次為總粒相物、CO、焦油、水分、煙堿。

4) 卷煙感官質量受總通風率影響顯著，既存在正相關性，又存在負相關性，受影響程度從大到小依次為香氣、流暢性和輕松感、濃度、干凈程度、舒適度、甜潤感、雜氣和刺激性。

綜上所述，為持續(xù)穩(wěn)定卷煙產品煙氣和感官質量的穩(wěn)步提升及新產品的研究開發(fā)，需綜合考慮總通風率對感官質量的影響，并依據(jù)產品風格特征找出正相關性和負相關性的平衡點。