JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

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《轻工学报》严正声明

梗签含量和尺寸对卷烟物理指标影响及预测研究

叶政宏 ,  姬会福 ,  段鹍 ,  杨琦 ,  翁嘉凯 ,  顾甲甲 ,  邵惠芳 ,  丁美宙

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叶政宏, 姬会福, 段鹍, 等. 梗签含量和尺寸对卷烟物理指标影响及预测研究[J]. 轻工学报.
引用本文: 叶政宏, 姬会福, 段鹍, 等. 梗签含量和尺寸对卷烟物理指标影响及预测研究[J]. 轻工学报.
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YE Zhenghong, JI Huifu, DUAN Kun, et al. Research on the influence and prediction of stem stick content and size on physical indexes of cigarettes[J]. Journal of Light Industry.
Citation: YE Zhenghong, JI Huifu, DUAN Kun, et al. Research on the influence and prediction of stem stick content and size on physical indexes of cigarettes[J]. Journal of Light Industry.
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梗签含量和尺寸对卷烟物理指标影响及预测研究

  • 1. 河南农业大学 烟草学院, 河南 郑州 450046;

  • 2. 河南中烟工业有限责任公司 技术中心, 河南 郑州 450003

    • 作者简介: 叶政宏(2000—),男,江西省九江市人,河南农业大学硕士研究生,主要研究方向为卷烟工艺优化。E-mail:1412872650@qq.com;
    通讯作者: 丁美宙,dingmeizhou999@163.com

  • 基金项目: 河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(YJS2026YBGZZ21)
    中国烟草总公司重点研发项目(110202202010)
    河南中烟工业有限责任公司科技项目(AN2023018)

  • 中图分类号: TS412

Research on the influence and prediction of stem stick content and size on physical indexes of cigarettes

  • 1. College of Tobacco, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450046, China;

  • 2. Technology Center, China Tobacco He'nan Industrial Co., Ltd., Zhengzhou 450003, China

    • Corresponding author: DING Meizhou, dingmeizhou999@163.com
  • Received Date: 2025-08-19
    Accepted Date: 2025-10-24
    Available Online: 2026-04-21

    CLC number: TS412

  • 摘要: 【目的】探究梗签含量和尺寸对卷烟物理指标的影响及其内在关联。【方法】以常规卷烟为对象，设置梗签含量组及尺寸组试验梯度，利用CT—三维重构量化烟支内部组分含量，采用相关性分析、基于指标间相关性的权重确定方法（CRITIC）等评价梗签参数对卷烟物理指标的影响，建立极端梯度提升（XGBoost）优化模型，实现卷烟物理指标的预测。【结果】梗签尺寸越大，卷烟中梗签含量稳定性越低。梗签含量和卷烟单重、硬度和孔隙率呈现极显著正相关，与圆周呈现显著正相关，与开放吸阻呈现显著负相关。4%梗签含量，卷烟机风门全关时卷烟物理指标和稳定性综合最优。XGBoost优化模型对单重、硬度和孔隙率的预测R2分别为0.953 1、0.950 3和0.875 3。【结论】梗签含量与单重，硬度和孔隙率存在正相关关系，可通过XGBoost模型进行预测，为卷烟中梗签含量控制提供科学依据。
    Abstract: [Objective] To investigate the effects of stem stick content and size on cigarette physical indicators and their intrinsic correlations. [Methods] Conventional cigarettes were used as research objects, and experimental gradients were set for stem stick content groups and size groups. The internal component content of cigarette samples was quantified by CT three-dimensional reconstruction technology. Correlation analysis and the weight determination method based on inter-criterion correlation (CRITIC) were employed to evaluate the influences of stem stick parameters on cigarette physical indicators, and an optimized eXtreme Gradient Boosting (XGBoost) model was established to predict cigarette physical indicators. [Result] Larger stem stick size led to greater fluctuation in stem stick content in cigarettes. Stem stick content exhibited extremely significant positive correlations with cigarette weight, hardness and porosity, a significant positive correlation with circumference, and a significant negative correlation with open resistance. The physical indicators and stability of cigarettes were comprehensively optimal at a stem stick content of 4% when the air damper of the cigarette maker was fully closed. The optimized XGBoost model achieved coefficient of determination (R2) values of 0.9531, 0.9503 and 0.8753 for the prediction of weight, hardness and porosity, respectively. [Conclusion] A positive correlation exists between stem stick content and cigarette weight, hardness and porosity, which can be accurately predicted by the XGBoost model. This study provides a scientific basis for the control of stem stick content in cigarettes.
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叶政宏, 姬会福, 段鹍, 等. 梗签含量和尺寸对卷烟物理指标影响及预测研究[J]. 轻工学报.
引用本文: 叶政宏, 姬会福, 段鹍, 等. 梗签含量和尺寸对卷烟物理指标影响及预测研究[J]. 轻工学报.
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YE Zhenghong, JI Huifu, DUAN Kun, et al. Research on the influence and prediction of stem stick content and size on physical indexes of cigarettes[J]. Journal of Light Industry.
Citation: YE Zhenghong, JI Huifu, DUAN Kun, et al. Research on the influence and prediction of stem stick content and size on physical indexes of cigarettes[J]. Journal of Light Industry.
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梗签含量和尺寸对卷烟物理指标影响及预测研究

    作者简介:叶政宏(2000—),男,江西省九江市人,河南农业大学硕士研究生,主要研究方向为卷烟工艺优化。E-mail:1412872650@qq.com
    通讯作者: 丁美宙, dingmeizhou999@163.com
  • 1. 河南农业大学 烟草学院, 河南 郑州 450046;
  • 2. 河南中烟工业有限责任公司 技术中心, 河南 郑州 450003
  • 收稿日期: 2025-08-19
  • 录用日期: 2025-10-24
  • 网络出版日期: 2026-04-21
基金项目:  河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(YJS2026YBGZZ21)中国烟草总公司重点研发项目(110202202010)河南中烟工业有限责任公司科技项目(AN2023018)

摘要: 【目的】探究梗签含量和尺寸对卷烟物理指标的影响及其内在关联。【方法】以常规卷烟为对象，设置梗签含量组及尺寸组试验梯度，利用CT—三维重构量化烟支内部组分含量，采用相关性分析、基于指标间相关性的权重确定方法（CRITIC）等评价梗签参数对卷烟物理指标的影响，建立极端梯度提升（XGBoost）优化模型，实现卷烟物理指标的预测。【结果】梗签尺寸越大，卷烟中梗签含量稳定性越低。梗签含量和卷烟单重、硬度和孔隙率呈现极显著正相关，与圆周呈现显著正相关，与开放吸阻呈现显著负相关。4%梗签含量，卷烟机风门全关时卷烟物理指标和稳定性综合最优。XGBoost优化模型对单重、硬度和孔隙率的预测R2分别为0.953 1、0.950 3和0.875 3。【结论】梗签含量与单重，硬度和孔隙率存在正相关关系，可通过XGBoost模型进行预测，为卷烟中梗签含量控制提供科学依据。

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