张志刚，贺 健，顾秋林，侯志龙，鲍文华，鲍旭东

河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，郑州市经开区第三大街9 号 450000

近年来，随着卷烟消费个性化趋势的日益明显，滤棒加香、在接装纸中添加调味剂已逐步成为赋予产品特征香味、突出卷烟产品的个性化风格的重要技术手段。在滤棒加香技术中，爆珠加香技术凭借爆珠内含的香精香料能够稳定保存、可控释放、避免与烟丝加香组分相互影响三大技术优势而受到日益广泛的关注［1-2］。伴随着爆珠卷烟在国内外市场的较快发展［3］，相关技术研究逐步深入。陈帅伟等［4］改进了烟用爆珠滴制装置；曹祥薇等［5］开发了基于凸轮滑块结构的细支爆珠滤棒植珠装置；何媛等［6］利用GC/MS 指纹图谱及系统聚类分析法测定了烟用爆珠内含物；朱瑞芝等［2］利用GC-MS/MS 法分析了单体酯类、醇类和柠檬烯等10 种爆珠关键成分向卷烟主流烟气中的转移率和滤嘴截留率；朱风鹏等［7］报道了爆珠破碎对主流烟气有害成分释放量和滤嘴截留的影响；朴洪伟等［8］研究表明，使用胶囊滤棒可以降低卷烟主流烟气中焦油释放量，胶囊捏破后焦油的释放量增加。目前，爆珠对滤棒、卷烟物理性能的影响研究国内鲜见报道。因此，对爆珠滤棒与相同丝束填充量和相同压降两种不含爆珠滤棒的物理性能进行对比分析，并对3 种滤棒所卷制卷烟与爆珠破碎前后卷烟物理性能和主流烟气进行比较，旨在研究滤棒、烟支质量和主流烟气成分的变化趋势，以期为爆珠卷烟产品研发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器设备

在人、机、料、法、环等生产保证要素均相同的条件下生产的A#～C#滤棒各4 000 支（规格均为24.1 mm×100 mm，其中，C#为植入直径3.65 mm、质量25 mg 球型爆珠的滤棒，A#为丝束填充量与C#相同的无爆珠滤棒，B#为压降与C#相同的无爆珠滤棒）；使用上述滤棒、在相同生产保证要素下生产烟丝净含量相同的卷烟各4 000 支，烟支长度84mm，圆周24.3mm。

KDF2 滤棒成型机、ZJ17 卷接机组（常德烟草机械有限责任公司）；QTM 型综合测试台、SM450吸烟机（英国Cerulean 公司）；KBF240 型恒温恒湿箱（德国Binder 公司）。

1.2 方法

1.2.1 样品制备与调制

分别从固化48 h 后的A#～C#滤棒中随机取样各300 支，分别从A#～C#卷烟中随机取样各1 000支作为检测样品，采用GB/T 16447—2004［9］的条件进行样品平衡。

1.2.2 样品检测

在标准大气环境下，在同一综合测试台上、由相同操作人员按照GB/T 22838—2009 系列标准［10-16］分别检测滤棒与卷烟物理性能，重复3 次，取平均值；其中，爆珠破碎（样品标注为CN#，下同）方法为通过拇指与食指的揉捏，在保持接装纸无皱纹、滤棒段无变形的前提下实现爆珠的破碎。

在标准大气环境下，用同一台吸烟机、由相同操 作 人 员 按 照GB/T 19609—2004［17］、GB/T 23356—2009［18］、GB/T 23355—2009［19］检测各项主流烟气成分；重复3 次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 爆珠对滤棒物理性能的影响

滤棒物理性能检测结果见表1。由表1 可以看出：①在丝束填充量相同的前提下，与A#滤棒相比，随着爆珠的植入，C#滤棒的单支质量增加了0.101 g，压降增加了367 Pa，单支质量和压降的标准偏差均明显增大，说明爆珠质量、直径的波动会影响滤棒质量、压降的稳定性；②在丝束填充量相同的前提下，C#滤棒的硬度明显高于A#滤棒，圆度明显低于A#滤棒，说明植入的球形爆珠不仅能够提高滤棒紧实度，也能通过重塑丝束的分布状态来提高滤棒的圆度，而硬度的提高和圆度的降低有利于提高滤棒的搓接质量；③在压降一致的前提下，C#滤棒的硬度略低于B#滤棒，圆度明显低于B#滤棒，也说明植入爆珠有利于提高滤棒的搓接质量。

表1 滤棒物理性能检测结果（n=3）Tab.1 Test results of physical properties of filter rods（n=3）

2.2 爆珠对卷烟物理性能的影响

卷烟物理性能检测结果见表2。由表2 可以看出：①在烟支净含丝量相同的前提下，C#卷烟样品的质量、烟支压降（也称烟支闭吸阻，是烟支处于全包裹状态下的测量结果）和烟支吸阻标准偏差高于A#和B#卷烟样品，这与滤棒的变化趋势一致；②与C#卷烟样品相比，爆珠破碎后，CN#卷烟样品的烟支压降和吸阻平均值分别降低了186 和184 Pa，其原因可能是，随着爆珠的破碎，没有空气通透性的圆球形爆珠［8］所占据的空间被释放出来，维持17.5 mL/s 标准气流流速所需要的压力降低；③与C#卷烟样品相比，爆珠破碎后，CN#卷烟样品的烟支压降和吸阻标准偏差明显增大；④与A#卷烟样品相比，CN#卷烟样品的烟支压降和吸阻平均值分别降低94 和89 Pa。

表2 烟支物理性能检测结果（n=3）Tab.2 Test results of physical properties of cigarettes（n=3）

2.3 爆珠对卷烟主流烟气的影响

卷烟主流烟气检测结果见表3。由表3 可知：①与C#样品相比，B#样品的焦油、一氧化碳量释放量较低、烟气烟碱量持平，说明卷烟吸阻相同条件下，提高丝束填充量对主流烟气成分的截留效率高于爆珠；②与C#样品相比，CN#样品总粒相物、焦油、烟气烟碱和一氧化碳的量均明显增加，这与文献［7］中部分样品的检测结果一致；③与A#样品相比，CN#样品焦油量和一氧化碳量明显增加，烟气烟碱量稍有增加，这与两者之间卷烟吸阻的变化趋势基本一致；④鉴于A#与C#卷烟样品所用滤棒的压降不同，若要保证爆珠卷烟与常规卷烟主流烟气指标一致，则爆珠滤棒的压降应比常规滤棒高376 Pa 以上。

表3 卷烟主流烟气检测结果（n=3）Tab.3 Results of selected mainstream cigarette smoke indexes（n=3）

3 结论

①爆珠滤棒压降标准偏差分别比相同丝束填充量滤棒和相同压降滤棒增大39 和17 Pa，圆度分别降低0.039 和0.079 百分点，这有利于提高滤棒的接装质量。②在烟支净含丝量相同的前提下，爆珠卷烟的质量与吸阻稳定性均变差，烟气烟碱量比相同丝束填充量滤棒卷烟降低0.04 mg/支，烟气焦油量和一氧化碳量均比相同压降滤棒卷烟升高0.2 mg/支。③爆珠破碎后，卷烟吸阻明显降低，吸阻稳定性明显变差；主流烟气中的总粒相物增加1.31 mg/支、焦油量增加1.2 mg/支，烟碱量增加0.06 mg/支，一氧化碳量增加0.4 mg/支，抽吸口数稍有降低。④在爆珠未破碎状态下，保持烟支净含丝量和烟支吸阻一致可以有效保证爆珠卷烟与常规卷烟主流烟气指标的一致性；在爆珠破碎状态下，要保证爆珠卷烟与常规卷烟主流烟气指标的一致性性，爆珠滤棒的压降应比常规滤棒高376 Pa 以上。