一種多處理捲菸焦油量的測試方法
2023-04-26 14:49:36 2
專利名稱：一種多處理捲菸焦油量的測試方法
技術領域：
本發明涉及多種處理的捲菸焦油量的測試方法，特別是用多孔道吸菸機抽吸多種處理的捲菸進行焦油量測試比對分析方法。
背景技術：
捲菸燃燒時會產生煙氣(抽菸時，通過過濾嘴抽入口中的氣溶膠即為煙氣)，捲菸煙氣是由氣相物質和粒相物質(也常稱為總粒相物)兩部分組成的；其中人們把在室溫下能通過劍橋濾片(一種玻璃纖維濾片)的煙氣部分稱為氣相物質；被截留下來的煙氣部分稱為粒相物質，粒相物質中含有水分、菸鹼和焦油。焦油即為扣除水分和菸鹼後的總粒相物。捲菸焦油作為特定的名詞，是指捲菸菸絲中的有機物在缺氧條件下不完全燃燒產生的由多種烴類氧化物、硫化物和氮化物等組成的多種複雜化合物。專家普遍認為，捲菸煙氣的有害成分主要集中在焦油中，焦油中的稠環芳烴、酚類、亞硝胺具有致癌活性，降低焦油含量能夠降低捲菸的危害性。對於菸草行業而言，減害降焦是行業要承擔的社會責任，也是履行《菸草控制框架公約》的需要，大力推進減害降焦工作，開發「風味獨特、危害性低」的捲菸產品，滿足捲菸消費者安全、環保等多項需求，是中式捲菸發展的重中之重。影響捲菸焦油量的因素較多，如原料、捲菸工藝方法、卷制材料等(皆可稱為處理)，捲菸的重新設計改進、各種參數的變化，會對捲菸的焦油量產生一定的影響，為此測試比對分析不同處理的捲菸焦油量，對控制捲菸焦油有重要意義。常規的捲菸焦油測試是在規定的條件下(主要有溫度、溼度、風速、抽吸容量、抽吸時間、抽吸間隔)用吸菸機抽吸捲菸，測得總粒相物，再用氣相色譜儀測得其中的水分和菸鹼，總粒相物量減去水分量、菸鹼量即為焦油含量。常用的吸菸機有單孔道吸菸機和多孔道吸菸機，多孔道吸菸機中最常見的有10孔道吸菸機和20孔道吸菸機。以20孔道吸菸機為例說明常規捲菸焦油測試方法，20孔道吸菸機有20個橫向並排孔道，前10個孔道與後 10個孔道分別抽吸不同處理(或不同牌號)的捲菸，在規定的抽吸條件下20個孔道同時抽吸捲菸，用劍橋濾片過濾其中的總粒相物，分別稱量計算20個濾片過濾的總粒相物量，分別求得兩種不同處理的捲菸總粒相物平均值；從前10個濾片中選取總粒相物量最接近其 (前10個濾片)總粒相物平均值的兩個濾片，然後用氣相色譜儀測量其中的水分和菸鹼，計算求得兩個濾片過濾下來的水分平均值和菸鹼平均值，用此兩個濾片的水分平均值和菸鹼平均值代替前10個總粒相物中所含水分平均值和菸鹼平均值，前10個總粒相物平均值減上面兩個濾片過濾的水分平均值和菸鹼平均值，得此種捲菸的焦油量；後10個孔道抽吸測試捲菸的焦油量及計算同上。以上為常規捲菸焦油測試，可進行不同處理的捲菸焦油量比對。影響捲菸焦油測試的因素可分為兩個區組一是孔道區組，大量實驗表明在規定的條件下(雖為規定條件，但在規定範圍內會有一定的變化)多孔道同時進行同種捲菸焦油測試，不同的孔道分別測得的總粒相物、菸鹼、水分及最後的焦油量有較大的差異，這主要是由吸菸機的每個抽吸孔道的抽吸容量、環境氣流速度以及其它一些因素不完全一致， 導致抽吸的不完全相同；二是時間區組，同一孔道在規定的條件下在不同的時間所測得的總粒相物、菸鹼、水分及最後的焦油量有較大的差異，這主要是由隨時間變化的大氣溫度、 大氣溼度、氣流速度以及其它隨時間變化的因素，對捲菸的燃燒產生一定影響，從而影響捲菸焦油的測試。在常規捲菸焦油測試分析中，會產生由於孔道區組因素(或稱為孔道因子)而引起的變異，且不是所有孔道的菸鹼和水分都進行氣相色譜分析；在不同時間抽吸測試捲菸焦油量，會引入時間區組因素(或稱為時間因子)而引起的變異；對於多種處理(大於等於 3種處理)的捲菸進行焦油量測試比對分析，採用三因子二區組平衡設計從而消除孔道區組和時間區組對捲菸焦油量測試比對分析的影響。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種多處理捲菸焦油量的測試方法，該種方法使用三因子二區組平衡設計，能扣除吸菸機孔道和時間兩個區組上的變異，操作簡單，誤差小。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種多處理捲菸焦油量的測試方法，包括如下步驟(1)抽吸方案的制定設吸菸機孔道數為C，捲菸處理數為p(彡3)，c/p = b…d(即c除以ρ向下取整數為b)，設n = bp。在第1次抽吸時，1 b孔道設置第1種處理的捲菸，b+Ι 沘孔道設置第2種處理的捲菸，2b+l 北孔道設置第3種處理的捲菸，如此最後b個孔道設置第ρ種處理的捲菸；在第2次捲菸抽吸時，前b個孔道設置第2種處理的捲菸，緊接後面的b個孔道設置第 3種處理的捲菸，再後的b個孔道設置第4種處理的捲菸，如此設置完最後一種處理(即為第P種處理)的捲菸，最後b個孔道設置第1種處理的捲菸；在第i次捲菸抽吸時，前b個孔道設置第i種處理的捲菸，緊接後面的b個孔道設置第i+Ι種處理的捲菸，再後的b個孔道設置第i+2種處理的捲菸，如此設置完最後一種處理(即為第ρ種處理)的捲菸，再在隨後的b個孔道設置第1種處理的捲菸，再隨後的b個孔道設置第2種處理的捲菸，一直到第 i-Ι種處理的捲菸設置完畢。前b個孔道設置捲菸的處理數等於抽吸次數，隨後的b個孔道設置的捲菸處理數為前b個孔道設置的處理數加1，再隨後的b個孔道設置捲菸處理數再加1，直到第P種處理的捲菸設置完，再隨其後的b個孔道設置第1種處理的捲菸，再隨其後的b個孔道設置第 2種處理的捲菸，直到把最後b個孔道設置完；總的抽吸次數等於處理數。可參閱表1和
圖1 圖7。表1捲菸抽吸方案通用設置
孔道序號12b-1bb+1b+22b-l2b(p-l)b+l(p-l)b+2n-1η = pb第1次抽吸1111122222PPPPP第2次抽吸222223333311111第3次抽吸33333444442222權利要求
1.一種多處理捲菸焦油量的測試方法，其特徵是，包括如下步驟(1)抽吸方案的制定根據菸捲處理方法的種數得到處理數，處理數等於種數；設吸菸機孔道數為C，處理數為ρ，ρ彡3，c/p = b…d，即c除以ρ向下取整數為b，抽吸孔道數η = bp ；抽吸孔道分成 P組排列每組b個，每組b個孔道先後進行ρ次抽吸，每次抽吸捲菸的處理方法都不同；在第1次抽吸時，1 b孔道設置第1種處理的捲菸，b+Ι 2b孔道設置第2種處理的捲菸， 2b+l 北孔道設置第3種處理的捲菸，如此類推最後一組b個孔道設置第ρ種處理的捲菸；在第i次抽吸時，第一組b個孔道設置第i種處理的捲菸，緊接後面的b個孔道設置第 i+Ι種處理的捲菸，再後的b個孔道設置第i+2種處理的捲菸，如此設置完第ρ種處理的捲菸，再在隨後的一組b個孔道設置第1種處理的捲菸，再隨後的b個孔道設置第2種處理的捲菸，一直到第i_l種處理捲菸設置完畢；(2)抽吸實驗及色譜分析按照制定的抽吸方案及GB/T 19609進行捲菸抽吸實驗，捲菸抽吸完畢，取出所有的濾片分別進行萃取振蕩，按照YC/T 156和YC/T 157用氣相色譜儀測得總粒相物中菸鹼和水分，最後求每孔道測得的焦油量。
2.根據權利要求1所述的多處理捲菸焦油量的測試方法，其特徵是，在測得焦油含量的步驟後，還包括步驟(a)根據捲菸焦油量判斷捲菸焦油量差異性是否顯著；(b)根據捲菸焦油量差異性求得檢驗功效，確定重複抽吸方案的次數進行重複抽吸。
3.根據權利要求2所述的多處理捲菸焦油量的測試方法，其特徵是，步驟(a)判斷捲菸焦油量差異性是否顯著的過程為設抽吸次數為m，當抽吸方案不重複時m = p，當抽吸方案有a次重複時m = ap，處理數為P，抽吸方案中的抽吸孔道數為n，令第i次抽吸第k孔道第 j種處理的捲菸測得的焦油量為yijk，用SS表示離差平方和，為總離差平方和，SSwra為時間區組離差平方和，SS^ta為處理離差平方和，SSiul為孔道區組離差平方和，SSe為誤差平方和，SSt = SSwfi+SS4ta+SSm +SSe,P ηm ηm ρm ρ η令Σ^ 'y.j = Σ Σ^β ^- ^Σ Σ^ =Σ Σ Σ ，N = mn:；=1 k=li=i k=\^=I ；=1^=I ；=1 k=l rnλ,2η P-..2ι η,.2則ss時間=丄j 去，ss處理=々少2,-令，ss孔道=丄^yt-全， nt Nmn- J Nmt Nm ρ ηy2SSt-^ ^ Σ少耿—，SSe =時間處理孔道，Z=I ；=1 k=\7 V用f表示自由度，fT為總自由度，f·為處理自由度，為時間自由度，為孔道自由度，fE為誤差自由度，則fT = N-I = mn-1，f處理=p-1, f時間=m_l，f孔道=n_l，fE = fT-f 時間_f處理_f孔道=mn-m-n-p+2,F = (SS 處理/f 處理)/(SSE/fE)，P = FDIST (F，f 處理，f E)，判定當P < 0. 05時，多種處理的捲菸焦油量差異性顯著；當0. 05 < P < 0. 10時，多種處理的捲菸焦油量差異性較顯著；當0. 10 < P 0. 20時，多種處理的捲菸焦油量差異性不顯著。
4.根據權利要求2所述的多處理捲菸焦油量的測試方法，其特徵是，步驟(b)確定重複抽吸方案的次數的過程包括①多種處理的捲菸焦油量無顯著性差異時，而被判為具有顯著性差異的概率稱為犯第一類錯誤的概率，記為α ；多種處理的捲菸焦油量具有顯著性差異時，而被判為不具有顯著性差異的概率稱為犯第二類錯誤的概率，記為β ；檢驗功效為ι-β ；②令φ= (F_F/P)°_5，在確定α =0.05、Φ、f處理、fE的值後，可通過查附圖求得β值， 即可求得檢驗功效；③當l-β彡0.90時，具有好的檢驗功效；當0.80< 1-β <0.90時，具有較好的檢驗功效；當0. 60 < 1-β < 0. 80時，具有尚好的檢驗功效；當l-β < 0. 60時，檢驗功效差；④計算合適的重複次數設抽吸方案重複a次，a分別取1、2、3···，則= Φ^Β0'5, f處理=p_l、fE = apn-ap-n-p+2，在α = 0. 05時查附圖求得a取不同值時的檢驗功效，在檢驗功效符合判定要求時取最小的a，根據a值重複進行捲菸抽吸測得焦油量。
全文摘要
本發明涉及一種多處理捲菸焦油量的測試方法，包括步驟在空間和時間上分布的三因子二區組抽吸方案，捲菸的抽吸及氣相色譜分析，還包括顯著性檢驗和抽吸方案的重複。本發明在每個孔道上都安排了相同處理數的捲菸，在孔道區組上都是平衡的，由於孔道的不同而引起的變異會同樣地影響到每種處理的捲菸，從而可扣除孔道區組因素的影響，在每次抽吸中每種處理的捲菸的數量都是相同的，抽吸次數表示了時間上的區組，即在時間區組上是平衡的，從而可扣除時間區組因素的影響，測試結果更合理和準確。
文檔編號G01N30/06GK102253132SQ20111008348
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者趙曰利 申請人:山東中煙工業有限責任公司