CN110083888A - 一种预测卷烟硬度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预测卷烟硬度的方法，获取烟支规格、烟支材料重量、烟丝填充值、卷烟设备数据及预设烟支重量；分别计算烟支中段体积、点燃端紧头体积及接嘴端紧头体积；根据所述烟支中段体积、所述点燃端紧头体积及所述接嘴端紧头体积计算出中段烟丝量；计算烟支的径向下陷深度，根据烟支中段密度和所述烟丝填充值计算在测量烟支硬度时的径向下陷深度；根据烟支在测量硬度时的径向下陷深度预测卷烟硬度。能够在生产前对卷烟硬度进行较好的预测，进而根据预测结果指导生产，避免了在新品开发或者配方调整时的多次产品试制，大幅提高生产效率，减少物料和人力消耗，实现产品设计的可预知性，此外本发明方法还可以作为生产改进的参考。

Description

一种预测卷烟硬度的方法

技术领域

本发明属于卷烟设计技术领域，特别是指一种预测卷烟硬度的方法。

背景技术

卷烟硬度是在一定时间内，试样的径向受到一定压力，试样受压后与受压前直径的百分比即为硬度。卷烟硬度是一项重要的物理指标，硬度过低会造成卷烟输送过程中外观容易受损、消费者抽吸时发生燃烧锥掉落等，硬度过高会造成卷烟吸阻、烟气含量以及烟丝消耗增加，合适的硬度对卷烟外观和感官质量都十分重要。卷烟硬度直接反映了烟丝含量的多少，因此硬度又是制定卷烟重量标准的重要参考指标。

现行业内对卷烟硬度的研究主要集中在卷烟重量、烟丝结构、烟丝填充力等因素对卷烟硬度的影响。

目前，研究卷烟硬度的影响因素有倪克平等《卷烟硬度、吸阻与单支重相关性分析》，高雪萍等《膨胀梗丝填充能力对卷烟硬度的影响》，李永宽等《卷烟单支质量与物理和烟气指标的相关性研究》，姚二民等《基于回归分析方法的烟丝结构与卷烟物理指标关系研究》等，以上研究内容存在以下问题：

(1)仅对单一规格的卷烟进行硬度影响因素研究，当卷烟规格发生变化时研究结果不再适用。

(2)分析了卷烟单重对硬度的影响关系，未将卷烟烟丝和卷烟材料分开，实际卷烟硬度测量的是烟丝部分。

(3)卷烟硬度测量的是除去滤棒后的烟支中段位置，以上研究内容未考虑烟支的紧头和中段烟丝量的区别，研究结果存在一定偏差。

(4)以上研究内容仅做了卷烟硬度影响因素研究，未能对卷烟硬度做出准确预测。

在新品开发或者配方调整时，只能通过试生产出成品烟支后进行检测获得卷烟硬度，该方法存在严重的滞后性，而且会造成较大的原辅材料消耗，因此有必要在烟支卷制前对卷烟硬度进行预测，根据预测结果对生产进行指导。

发明内容

本发明的目的是提供一种预测卷烟硬度的方法，以解决现有技术不能在烟支卷制前根据烟支规格、烟丝特性或设备规格等因素对卷烟硬度进行预测，无法对生产进行指导的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种预测卷烟硬度的方法，包括以下步骤：

1)获取烟支规格、烟支材料重量、烟丝填充值、卷烟设备数据及预设烟支重量；

2)设定烟支紧头位置和烟支中段密度相同，并分别计算烟支中段体积、点燃端紧头体积及接嘴端紧头体积；

3)计算烟支中段的中段烟丝量，根据所述预设烟支重量及烟支材料重量计算出烟丝量，根据所述烟支中段体积、所述点燃端紧头体积及所述接嘴端紧头体积计算出中段烟丝量；

4)计算烟支的径向下陷深度，根据烟支中段密度和所述烟丝填充值计算在测量烟支硬度时的径向下陷深度；

5)根据烟支在测量硬度时的径向下陷深度预测卷烟硬度。

所述烟支规格数据至少包括烟支长度、烟支圆周及滤棒长度。

所述卷烟设备数据至少包括卷烟机平准盘凹槽的弧长、深度或径深。

所述烟支中段体积通过以下公式计算：

其中，π为圆周率；v为烟支中段体积，单位mm³；r为烟支半径，单位mm；l为无嘴烟支长度，单位mm；l₁为点燃端平准盘凹槽弧长，单位mm；l₂为接嘴端平准盘凹槽弧长，单位mm；当烟支只有点燃端一个紧头时，l₂为0；

所述点燃端紧头体积通过以下公式计算：

其中，v₁为点燃端紧头体积，单位mm³；l₁为点燃端平准盘凹槽弧长，单位mm；r为烟支半径，单位mm；h₁为点燃端平准盘凹槽径深，单位mm；d₁为点燃端平准盘凹槽深度，单位mm；0.53为平准盘凹槽体积压缩系数；

所述接嘴端紧头体积通过以下公式计算：

其中，v₂为接嘴端紧头体积，单位mm³；l₂为接嘴端平准盘凹槽弧长，单位mm；r为烟支半径，单位mm；h₂为接嘴端平准盘凹槽径深，单位mm；d₂为接嘴端平准盘凹槽深度，单位mm；0.53为平准盘凹槽体积压缩系数；

所述烟支中段烟丝量通过以下公式计算：

其中，m为烟支中段烟丝量，单位g；m₁为预设烟支重量，单位g；m₂平均烟支辅料重量，单位g；v、v₁、v₂分别为烟支紧头和中段密度相同时的烟支中段体积、点燃端紧头体积及接嘴端紧头体积，单位均为mm³。

所述烟支径向下陷深度根据以下公式计算：

其中，deep为测量卷烟硬度时的烟支径向下限深度，单位mm；f为烟丝填充值，单位cm³/g；m为烟支中段烟丝量，单位g；v为烟支中段体积，单位mm³；d为烟支直径，单位mm。

卷烟硬度dd通过以下公式计算：

dd＝(d-deep)/d×100％

其中，dd为卷烟硬度，deep为测量卷烟硬度时的烟支径向下陷深度，单位为mm，d为烟支直径，单位为mm。

本发明的有益效果是：

本技术首次提出一种预测卷烟硬度的方法，可以在生产前对卷烟硬度进行较好的预测，进而根据预测结果指导生产，避免了在新品开发或者配方调整时的多次产品试制，大幅提高生产效率，减少物料和人力消耗，实现产品设计的可预知性，此外本发明方法还可以作为生产改进的参考。

本技术提供的预测卷烟硬度方法实施方便，快捷，并且适用于各种规格牌号卷烟，具有普遍适用性。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

由于卷烟硬度检测的位置位于无嘴烟支中段，因此，本申请根据卷烟机平准盘凹槽规格和烟支规格计算出烟支中段烟丝含量，结合烟丝填充值对烟支在测量卷烟硬度时的径向下陷深度进行预测，进而对卷烟硬度进行预测。

本技术方案包括以下步骤：

获取烟支规格，在本实施例中，烟支规格至少包括烟支长度、烟支圆周或滤棒长度，根据实际的需要，还可以包括其它的数据。

获取烟支材料重量，此处是指烟支所用的辅材的重量。设定预测烟支的填充值。获取卷烟设备数据，卷烟设备数据至少包括卷烟机平准盘凹槽的弧长、深度或径深。预设烟支重量，根据不同规格的需要，设定不同的预设烟支重量。

如要预测其牌号卷烟硬度，获得与该版号卷烟相关的信息如表1所示：

表1 卷烟信息表

在本申请的其它实施例中，上述的数据根据不同牌号，不同规格的烟支而不同。

本技术方案是针对烟支紧头位轩的密度和烟支中段密度相同时的预测，首先分别计算无嘴烟支的烟支中段体积、点燃端紧头体积及接嘴端紧头体积。

其中，烟支中段体积v计算公式如下：

其中，π为圆周率；v为烟支中段体积，单位mm³；r为烟支半径，单位mm；l为无嘴烟支长度，单位mm；l₁为点燃端平准盘凹槽弧长，单位mm；l₂为接嘴端平准盘凹槽弧长，单位mm；当烟支只有点燃端一个紧头时，l₂为0。

依据表1，烟支中段体积：

点燃端紧头体积通过以下公式计算：

其中，v₁为点燃端紧头体积，单位mm³；l₁为点燃端平准盘凹槽弧长，单位mm；r为烟支半径，单位mm；h₁为点燃端平准盘凹槽径深，单位mm；d₁为点燃端平准盘凹槽深度，单位mm；0.53为平准盘凹槽体积压缩系数。

依据表1，烟支的点燃端紧头体积：

接嘴端紧头体积通过以下公式计算：

其中，v₂为接嘴端紧头体积，单位mm³；l₂为接嘴端平准盘凹槽弧长，单位mm；r为烟支半径，单位mm；h₂为接嘴端平准盘凹槽径深，单位mm；d₂为接嘴端平准盘凹槽深度，单位mm；0.53为平准盘凹槽体积压缩系数。

依据表1，烟支的接嘴端紧头体积：

烟支中段烟丝量通过以下公式计算：

其中，m为烟支中段烟丝量，单位g；m₁为预设烟支重量，单位g；m₂平均烟支辅料重量，单位g；v、v₁、v₂分别为烟支紧头和中段密度相同时的烟支中段体积、点燃端紧头体积及接嘴端紧头体积，单位均为mm³。

依据表1，烟支中段烟丝量：

烟支径向下陷深度根据以下公式计算：

其中，deep为测量卷烟硬度时的烟支径向下限深度，单位mm；f为烟丝填充值，单位cm³/g；m为烟支中段烟丝量，单位g；v为烟支中段体积，单位mm³；d为烟支直径，单位mm。

依据表1，卷烟在测量硬度时的烟支径向下陷深度：

卷烟硬度dd通过以下公式计算：

dd＝(d-deep)/d×100％

其中，dd为卷烟硬度，deep为测量卷烟硬度时的烟支径向下陷深度，单位为mm，d为烟支直径，单位为mm。

依据表1及以上的计算，预测卷烟硬度：

因此，当该牌号卷烟单支重量为0.89g时，预测的卷烟硬度为66.2％。

应用实例统计

通过对多个不同牌号的300个样品进行硬度预测，并与实际检测结果进行对比，结果如表2所示：

表2预测结果

从预测结果可以看出，卷烟硬度预测的误差绝对值平均为2.4％，而正常生产中卷烟硬度波动范围大部分在6％到9％之间，明显大于预测误差，因此本发明提供的卷烟硬度预测方法可以应用于实际生产中对卷烟硬度的预测。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种预测卷烟硬度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取烟支规格、烟支材料重量、烟丝填充值、卷烟设备数据及预设烟支重量；

2)设定烟支紧头位置和烟支中段密度相同，并分别计算烟支中段体积、点燃端紧头体积及接嘴端紧头体积；

3)计算烟支中段的中段烟丝量，根据所述预设烟支重量及烟支材料重量计算出烟丝量，根据所述烟支中段体积、所述点燃端紧头体积及所述接嘴端紧头体积计算出中段烟丝量；

4)计算烟支的径向下陷深度，根据烟支中段密度和所述烟丝填充值计算在测量烟支硬度时的径向下陷深度；

5)根据烟支在测量硬度时的径向下陷深度预测卷烟硬度。

2.根据权利要求1所述的一种预测卷烟硬度的方法，其特征在于，所述烟支规格数据至少包括烟支长度、烟支圆周及滤棒长度。

3.根据权利要求1所述的一种预测卷烟硬度的方法，其特征在于，所述卷烟设备数据至少包括卷烟机平准盘凹槽的弧长、深度或径深。

4.根据权利要求1所述的一种预测卷烟硬度的方法，其特征在于，所述烟支中段体积通过以下公式计算：

其中，π为圆周率；v为烟支中段体积，单位mm³；r为烟支半径，单位mm；l为无嘴烟支长度，单位mm；l₁为点燃端平准盘凹槽弧长，单位mm；l₂为接嘴端平准盘凹槽弧长，单位mm；当烟支只有点燃端一个紧头时，l₂为0；

所述点燃端紧头体积通过以下公式计算：

其中，v₁为点燃端紧头体积，单位mm³；l₁为点燃端平准盘凹槽弧长，单位mm；r为烟支半径，单位mm；h₁为点燃端平准盘凹槽径深，单位mm；d₁为点燃端平准盘凹槽深度，单位mm；0.53为平准盘凹槽体积压缩系数；

所述接嘴端紧头体积通过以下公式计算：

其中，v₂为接嘴端紧头体积，单位mm³；l₂为接嘴端平准盘凹槽弧长，单位mm；r为烟支半径，单位mm；h₂为接嘴端平准盘凹槽径深，单位mm；d₂为接嘴端平准盘凹槽深度，单位mm；0.53为平准盘凹槽体积压缩系数；

所述烟支中段烟丝量通过以下公式计算：

其中，m为烟支中段烟丝量，单位g；m₁为预设烟支重量，单位g；m₂平均烟支辅料重量，单位g；v、v₁、v₂分别为烟支紧头和中段密度相同时的烟支中段体积、点燃端紧头体积及接嘴端紧头体积，单位均为mm³。

5.根据权利要求4所述的一种预测卷烟硬度的方法，其特征在于，所述烟支径向下陷深度根据以下公式计算：

其中，deep为测量卷烟硬度时的烟支径向下限深度，单位mm；f为烟丝填充值，单位cm³/g；m为烟支中段烟丝量，单位g；v为烟支中段体积，单位mm³；d为烟支直径，单位mm。

6.根据权利要求5所述的一种预测卷烟硬度的方法，其特征在于，卷烟硬度dd通过以下公式计算：

dd＝(d-deep)/d×100％

其中，dd为卷烟硬度，deep为测量卷烟硬度时的烟支径向下陷深度，单位为mm，d为烟支直径，单位为mm。