激光打孔在香烟减害降焦中的应用讲解
卷烟激光打孔的可调参数
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在线激光打孔卷烟通风率与卷烟理化指标的关系
在线激光打孔卷烟通风率与卷烟理化指标的关系解晓翠【摘要】In order to observe the effect of ventilation on cigarette physical and chemical properties,blen-ded type and Virginia type cigarettes were made by online laser punching equipment.The results showed that ventilation rate of the two types of cigarettes was positively related with cigarette weight,and negatively related with cigarette resistance.The higher the ventilation rate was,the more the filter ventilation rate contributed to the total ventilation rate.The two types of cigarettes ventilation rate and filter ventilation rate had negative correlation with the release of nicotine,tar and carbon monoxide.Carbon monoxide was most affected,followed by tar,and nicotine was least affected.Once the cigarette properties were fixed,ventila-tion rate could be calculated firstly,then through adjusting the laser perforation parameters online,cigarette design demands could be met.%利用在线激光打孔设备制作通风率不同的混合型卷烟和烤烟型卷烟，考察通风率对两种卷烟物理指标、常规烟气释放量的影响。
触摸屏和PLC在烟支激光打孔中的应用
系统初始化否 78 *$3 初始化 启动水泵， 激光上电 456 与单片机通讯 报警位巡检 456
检查设备
Байду номын сангаас
报警置位否 78 激光脉冲计算 激光脉冲控制
012
&, - +// $%&’( 激光发射装置
456
触摸屏动画显示
图"
系统硬件框图
激光器工作正常 78 置相应报警位 关闭设备待检 图5 +,- 工作流程框图
图>
烟支打孔工作原理图
系统的工作流程如下，先是启动 EBF 机，当第 一支烟到打孔鼓位， EBF 发出烟支到位信号，这时 567 接受到信号后，按照操作人员预先设定的工作 参数启动激光器， 激光器开始工作， 567 不断地接受 烟支到位信号， 计算烟脉冲频率 A， 烟支打孔时间为 烟脉冲的高电平时间， 即占空比为 C， 如果设定打孔 数为 D， 则激光脉冲周期
软件是由主程序， 分支程序， 中断子程序组成， 以 循环方式执行， 从主程序开始执行， 执行完后， 然后在 回到主程序。 程序扫描周期为几十毫秒。 整个 +,- 软 件是在西门子的 026+ % 1 平台上用梯形图编写完成
《 工业控制计算机 》 #$$% 年 %& 卷第 ’ 期
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的。 触摸屏软件通过使用 4’/L//; 组态软件来自定 义触摸面板的显示与操作，以达到与过程的最佳匹 配。组态包括创建画面和信息并将它们与 4‘: 程序 相链接， 这样， 4‘: 上的事件顺序将是可视和可操作 的。触摸屏组态软件主要由三块组成， 第一块是工作 画面示意图， 整个系统的工作流程， 各项主要参数都 在上面得到显示，主要是为操作人员了解系统工作 情况。为了做到界面美观生动， 在主画面中设计了一 些动画显示功能， 如水流 （ 激光冷却用水） 的流动， 烟 支的旋转、 移动， 激光的脉动发射等。第二块是系统 工作参数的设定， 包括手动和自动两部分， 手动方式 用于激光器调试阶段，自动方式用于对烟支进行自 动跟踪打孔， 这些参数主要用于设定激光器运行， 烟 支打孔数， 烟支脉冲特性设定。第三块是报警功能设 置， 当 4‘: 检测到系统运行中发生故障时， 就把相应 的故障指示置 7，触摸屏读取到这个信息后，就显示
在线激光打孔参数对卷烟通风率及常规烟气成分释放量的影响
在线激光打孔参数对卷烟通风率及常规烟气成分释放量的影响曹伏军;解晓翠;汪旭;刘畅;严莉红;石玉萍;何爱军;王巍巍;杨潇【摘要】为考察在线激光打孔参数对卷烟通风率及常规烟气指标的影响,制作了不同激光脉冲持续时间和打孔数量的卷烟样品,考察了上述参数与卷烟通风率、通风率稳定性及常规烟气成分(烟碱、焦油和一氧化碳)释放量的关系;通过单因素实验设计,考察了打孔排数和打孔位置对卷烟理化指标的影响.结果表明:①在实验范围内,激光脉冲持续时间对卷烟通风率及常规烟气成分释放量的影响大于打孔数量对二者的影响;打孔数量和激光脉冲持续时间对卷烟通风率信噪比的影响不明显,对通风率均值有显著影响,通风率均值随打孔数量和激光脉冲持续时间的增加呈增大趋势;打孔数量与常规烟气成分释放量相关性不显著,激光脉冲持续时间与烟气烟碱、焦油和一氧化碳释放量呈显著负相关,相关系数分别为-0.874,-0.936和-0.804.②总孔数及中心打孔位置一定时,通风率随打孔排数的增加而减小,常规烟气成分释放量随打孔排数的增加而增大;打孔数量和打孔排数一定时,打孔位置距嘴端越远,通风率越低,常规烟气成分释放量越高.【期刊名称】《烟草科技》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】6页(P45-49,61)【关键词】在线激光打孔参数;卷烟;通风率;焦油;烟碱;一氧化碳【作者】曹伏军;解晓翠;汪旭;刘畅;严莉红;石玉萍;何爱军;王巍巍;杨潇【作者单位】上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121;上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121;上海烟草集团有限责任公司技术中心,上海市杨浦区长阳路717号 200082;上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121;上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121;上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121;上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121;上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121;上海烟草集团有限责任公司技术中心北京工作站,北京市通州区万盛南街99号 101121【正文语种】中文【中图分类】TS411.2烟支在线激光打孔是在烟支卷接过程中，利用高能激光，将卷烟接装纸和滤棒成型纸打穿并进入滤棒一定深度，形成微小孔洞，在卷烟抽吸的过程中，稀释烟气，从而达到降焦减害目的的一种方法［1］。
卷烟加工过程中的降焦减害技术
南 方 农 业２００９年７月２００９年第７期卷烟加工过程中的降焦减害技术刘心泽１，周远祥２，王 庆３（１涪陵卷烟厂技术科，重庆涪陵 ４０８０００； ２重庆烟草工业公司技术部，４００６００；３长江师范学院生命科学系，重庆涪陵 ４０８１００）摘 要： 如何能使卷烟既保住香吃味，又适当降低焦油含量、提高吸烟安全性，这是近几年来卷烟工业发展的热门问题。
简介了不同时期、不同国家对卷烟焦油含量的要求，卷烟烟气成分与来源，烟草加工业先进国家所采用的成熟降焦技术； 讨论了我国采用和正在实验的降焦技术。
关键词： 卷烟； 加工； 烟气； 焦油； 降焦减害随着生活水平的不断提高，吸烟对人类健康的影响也更加受到关注，如何在满足烟草爱好者需求的同时，尽量减少烟气中有害物质的含量，早已成为全世界研究的重点领域之一。
一般认为，卷烟烟气中９９．４％左右的成分对人体无害，０．６％左右的成分对人体有害。
卷烟烟气中含有大量焦油，１支普通无过滤嘴卷烟烟气中含焦油量可达２５～３０ ｍｇ； 而加上滤嘴，可减少４～５ ｍｇ。
卷烟烟气中的焦油含有多种致癌物质和促致癌物质，其中主要是苯并芘（ａ）和多环芳烃，卷烟中的焦油比尼古丁对人体更具危害性。
卷烟焦油约有０．２％的成分对人体是致癌性的。
但是，焦油又是卷烟香吃味不可缺少的成分，换言之，没有香吃味的卷烟根本不能吸引消费者购买，因此，如何能使卷烟既保住香吃味（吸烟劲头），又适当降低焦油含量、提高吸烟安全性，这是近几年来卷烟工业发展的热门问题。
１不同时期、不同国家对卷烟焦油含量的要求作者简介： 刘心泽（１９６９—），男，重庆涪陵人，工程师，从事卷烟工艺质量工作。
Ｅ－ｍａｉｌ： ｌｉｕｘｉｎｚｅｗｙ＠１６３．ｃｏｍ。
美国卷烟平均焦油量１９５４年为３７ ｍｇ／支，１９８０年为１４ ｍｇ／支，１９９０年仅１２．５ ｍｇ／支； 日本几年前已规定只能出售１２ ｍｇ以下的卷烟，目前卷烟的平均焦油量已经下降到８ ｍｇ／支。
在线激光打孔参数对中支卷烟理化指标的影响
在线激光打孔参数对中支卷烟理化指标的影响作者：孙明铭刘宏许嘉欣卢彦华孙强张广喜张新龙李洪涛李军杨明峰来源：《安徽农业科学》2024年第04期摘要 [目的］明確在线激光打孔参数对中支卷烟理化指标的影响，为中支卷烟激光打孔参数的设置提供借鉴。
［方法］以物理指标、常规烟气成分释放量和感官质量为衡量指标，分析不同在线激光打孔参数对中支卷烟质量的影响。
［结果］激光打孔数量与中支卷烟吸阻呈现负相关关系（P<0.01），与滤嘴通风率、总通风率呈现正相关关系（P<0.01），与TPM、水分、焦油释放量均呈现二次回归关系。
激光脉冲时间与中支卷烟吸阻、滤嘴通风率、总通风率均呈现二次回归关系，但其对常规烟气成分释放量无显著影响。
激光打孔数量对中支卷烟理化指标的影响程度大于激光脉冲时间，在线激光打孔参数主要影响中支卷烟的香气量、刺激性和协调性。
［结论］得到一套在线激光打孔参数和中支卷烟理化指标关系的数学模型，可应用于中支卷烟开发和产品维护中激光打孔参数的设置。
关键词中支卷烟；在线激光打孔参数；激光打孔数量；激光脉冲时间中图分类号 TS452 文献标识码 A文章编号 0517-6611（2024）04-0165-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.037开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of On.line Laser Punching Parameters on Physical and Chemical Indices ofMedium.sized CigaretteSUN Ming.ming1，LIU Hong2，XU Jia.xin3 et al（1.Technology Center of China Tobacco Shandong Industry Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266101;2.Process Technology Department，China Tobacco Shandong Industry Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266101;3.School of Plant Protection，Shandong Agricultural University，Tai’an，Shandong 271018）Abstract [Objective］The influence of on.line laser punching parameters on physical and chemical indexes of medium.sized cigarette was clearly defined，providing reference for the setting of laser punching parameters of medium.sized cigarette.[Method］The effects of different online laser punching parameters on the quality of medium.sized cigarette were analyzed with the physical indexes，the emission of conventional smoke components and the sensory quality.[Result］The number of on.line laser holes showed a negative correlation with the suction resistance of medium.sized cigarette（P<0.01），a positive correlation with the filter ventilation rate and total ventilation rate（P<0.01），and a quadratic regression relationship with the release amount of TPM，moisture and tar.There was a quadratic regression relationship between the laser pulse time and the suction resistance，the filter ventilation rate and the total ventilation rate of the cigarette，and there was no significant effect on the emission of conventional smoke components.The effect of the number of laser holes on the physical and chemical indexes is higher than that of the on.line laser pulse time，the on.line laser punching parameters mainly affect the aroma，irritation and harmony of medium.sized cigarette.[Conclusion］A mathematical model of the relationship between the on.line laser punching parameters and the physical and chemical indexes of medium.sized cigarette was put forward and applied to the setting of laser punching parameters in the development and product maintenance of medium.sized cigarette.Key words Medium.sized cigarette;On.line laser punching parameters;Laser punch number;Laser pulse time基金项目山东中烟工业有限责任公司重大专项科技项目（JL-JS 01 025）。
在线激光打孔烟支物理指标的精准管控
在线激光打孔烟支物理指标的精准管控作者：陈向荣来源：《大经贸》2018年第09期【摘要】细支卷烟是近几年新兴的卷烟产品类型，为了实现降焦减害，从最初预打孔水松纸与高透滤棒配套使用，到当前在线打孔技术的推广应用，细支卷烟生产经历了一个吸阻数值逐渐降低，配套装置及现场管控技术逐步完善的发展历程。
由于细支卷烟外形细长，物理指标稳定性一直是其生产管控关键问题，本论文针对当前生产过程中在线激光打孔烟支物理指标不稳定、波动大系列问题，从检测控制方式、指标纠偏调整、设备控制预防三方面，论述了如何进行烟支物理指标精准管控，达到在线激光打孔烟支指标精准化、稳定性生产的目的。
【关键词】激光打孔吸阻通风率脉冲长度与普通84mm卷烟相比，细支卷烟外形细长，消费者对其抽吸阻力较为敏感。
烟支吸阻、通风率指标控制不稳定，会造成烟支抽吸不畅、口味浓淡变化、焦油量（烟气烟碱）不稳定等内在质量问题。
因此，烟支物理指标精准管控是细支生产控制中的关键节点问题。
针对当前生产过程中烟支指标不稳定、波动大问题，需从“测”“调”“控”三个方面着手，即明确细支卷烟检测方法及各项指标的稳定性可控范围，掌握指标异常调整纠偏技巧与控制手段，并采取设备清洁、参数优化、行为规范等系列措施，实现对在线打孔烟支指标的精准化、有效性控制。
一、细化工艺标准实施指标有效监控在线激光打孔是烟支卷接过程中，利用高能激光在嘴棒中部将水松纸打穿形成微小孔洞，使卷烟在吸食过程中稀释烟气，达到降低焦油含量的一种技术活动。
相对于传统预打孔，在线打孔装置实现打孔通风效果更为直接、有效，并能进行现场设备有效调控。
由于打孔质量的好坏对烟支吸阻，通风等指标影响严重，且生产时由于打孔孔洞微小（使用放大镜检查），不易发现异常，易形成管控盲区。
因此在线激光打孔烟支除了对质量、吸阻、长度、圆周等常规指标监控外，还需针对打孔烟支在线激光打孔装置故障、内外道烟支指标偏差较大等实际问题，增加烟支打孔孔数、脉冲长度、设备关键参数以及内外道烟支指标偏差范围等方面控制要求。
烟支在线激光打孔技术降焦分析
的能量 以热能消耗而被发散 出来 ， 该热量若不 消除 。 则会损坏
【 作者简 介 】 建（ ７一 ， 广西中 粱 １ ３ ）男， ９ 烟工业 公司南 烟分厂电气 宁卷 技术员， 助理工 程师， 从事卷烟 设备的维 护和管 理工作。
（ 广西 中烟工 业公 司南宁卷烟分 厂 ， 西 南宁 ５ ０ ０ ） 广 ３０ ０
【 摘 要 】 讨论了 烟支在线 激光打孔 技术系 统原理 并对 ， 其经济效益 进行分析， 发现该 技术系 统是降焦经 捷、 济快 有效的手
段 ， 一 定 的推 广价 值 。 具有 ，
【 关键词 】 烟支 在线 激光打 孔技术； 降焦； 济效益 经 【 中图分类号 】Ｔ４２ Ｓ５ 【 文献标识码 】 Ａ
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激光器系统。因此 ， 必须用水冷系统（ ２对激光器加以冷却。 １） 为 此， 水循环冷却系统（ ２利用循环水将激光器产生的热量吸收 ， １） 再将水通过冷凝器冷却至室温 ２ ３ ℃， ５ １ 这样 ， 即达到冷却激 光器的 目的， 又利于防止水温过低产生冷凝水而损坏激光器。
【 文章编号】 １０—６３ ０８ ８ ４ — ２ ０３２７（ ０） — ８ ０ ２ ０
随着生活水 平的提高 ，人们在满足香烟感官刺激 的同时 ， 也开始重视香烟对人体的危害。 降低卷烟的焦油含量 已经成为 烟草行业发展趋 势。进一步降低卷烟焦油的含量 ， 提高产品技 术含量 ， 增加 产品附加值 ， 从而扩大 市场消费 ， 提高 经济效益 。 这是卷烟企业在竞争 中求生存 ，在竞争中求发展的必 由之路。 烟支在线激光打孔技术 ， 是降焦经济快捷 、 有效 的手段。 它是烟 支在卷接过程中 ， 在卷烟咀棒 中部利用高 能激 光 ， 将水松纸打
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激光打孔在香烟减害降焦中的应用
众所周知，吸烟有害健康。
香烟在燃烧过程中产生的焦油是危害人体健康、导致人体癌变的主要物质。
降焦减害是全球烟草业的趋势，中国烟草业也不例外。
国家烟草专卖局正在积极推进卷烟的“降焦工程”和“减害降焦工程”。
传统的降焦方式复杂且耗时较长，而激光打孔降焦法已经获得了越来越广泛的应用。
多年来，我国烟草行业采取各种手段对焦油含量实施有效控制。
1986年8月，我国实施卷烟国家标准，将烟支中的焦油
众所周知，吸烟有害健康。
香烟在燃烧过程中产生的焦油是危害人体健康、导致人体癌变的主要物质。
降焦减害是全球烟草业的趋势，中国烟草业也不例外。
国家烟草专卖局正在积极推进卷烟的“降焦工程”和“ 减害降焦工程”。
传统的降焦方式复杂且耗时较长，而激光打孔降焦法已经获得了越来越广泛的应用。
多年来，我国烟草行业采取各种手段对焦油含量实施有效控制。
1986年8月，我国实施卷烟国家标准，将烟支中的焦油含量划分为高、中、低三个档次。
香烟焦油含量低于14mg为低焦油含量，15～21mg为中焦油含量，22mg为高焦油含量。
为了限制高焦油含量的卷烟，国家规定必须将焦油含量的设计值标注在香烟包装盒上。
2004年国家烟草专卖局发出通知，从2004年7月1日起，盒标焦油含量在15mg／支以上的卷烟不得进入销售市场，并逐步将我国卷烟的焦油含量降至12mg左右。
此规定同样适用于进口卷烟。
目前中国卷烟的焦油含量平均值已由20年前的每支30mg降到了每支15mg，并争取使这个平均值每年再递减0.5mg。
因此，近年来中国烟草生产厂商对所生产卷烟进行了大规模的集体降焦工作，各科研单位和生产企业正在采取各种手段（如化学降焦、物理降焦等方法）降低卷烟中的焦油含量。
有研究表明，通过空气稀释作用可以减少人们在吸烟过程中对有害物质如焦油、尼古丁、一氧化碳的摄入量，于是高透气度卷烟纸和预打孔接装纸（水松纸）应运而生。
特别是接装纸打孔技术近年来取得了迅猛发展，因为在各种方法中，用激光对接装纸进行定量打孔的方法最为简单有效。
激光在香烟减害降焦工程中的应用
华工激光针对薄型材料研发了一系列激光设备，尤其是针对烟草行业研发的接装纸激光打孔机（见图1）。
该设备的研制成功，一举打破了外国公司对中国市场的高价位垄断，为中国的民族企业的进步和发展作出了巨大贡献。
图1：激光打孔机
该设备使用一台小型全密封CO2激光器、一个高速旋转的多棱镜和扩缩系统，将激光光束均分给多个打孔聚焦头，通过控制装置，控制收放卷电机，从而保
证了在线变径条件下线速度的稳定，能够精确地在接装纸上打出一致的、圆形或椭圆形的小孔（见图2），小孔直径在0.06～0.50mm的范围内可调，打孔定量准确（50-2000CU(克莱斯特)，透气度稳定，变异系数≤5%）。
从2000年开始，华工激光先后研发生产出了单工位16头、双工位多头激光打孔机，目前这些设备已经广泛应用于国内多家企业，并已成功销往海外，进入国际市场。
图2：激光打孔显微图像
激光接装纸打孔机（俗称水松纸打孔机）主要有以下特点：
高转速多棱镜转速平稳，将连续激光离散成脉冲光形式，最小损耗地均匀分光至双工位的多个聚焦头。
与其他分光方式相比，这种方式最大限度地减少了激光的功率损失。
激光器输出功率的大小，在控制器上可无级调整。
通过预设的小孔间距与多棱镜的组合，主控系统能自动计算出走纸线速度。
可同时完成双工位两排或四排打孔。
多个聚焦头经过任意组合后，又可进行单工位六排或八排打孔，实现一机多用。
该设备占地面积小，高效节能。
激光头（见图3）的调焦部件、后除尘部件、导向纠偏部件及膨涨轴部件，均可方便地进行各项调整。
图3：激光头
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