滤棒压降测量值受环境温度影响产生差异的解决方式分析

孙鹏胜

摘  要：滤棒作为卷烟的重要组成部分，最常用的材料主要以醋酸纤维丝束、增塑剂以及成型纸为主，自动化加工形成滤棒。滤棒可以有效过滤卷烟中的焦油、烟碱等各种有害物质，还能够快速除去烟气中的各种化合物，是卷烟生产的重要组成部分。在卷烟滤棒生产的过程中，环境温度、湿度、压降与滤棒质量稳定性具有非常紧密的关联。对标准公式进行修正，能够有效提高滤棒压降测量结果的准确性。

关键词：滤棒压降测量值  环境温度影响  差异  解决方式

中图分类号：TS45                              文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）12（b）-0083-03

Abstract： As an important part of cigarette， the most commonly used materials are cellulose acetate tow， plasticizer and molding paper. Filter rods are formed by automatic processing. Filter rod can effectively filter tar， nicotine and other harmful substances in cigarette， and can quickly remove various compounds in smoke， which is an important part of cigarette production. In the process of cigarette filter rod production， the environmental temperature， humidity and pressure drop are closely related to the quality stability of filter rod. The correction of the standard formula can effectively improve the accuracy of filter rod pressure drop measurement results.

Key Words： Filter rod pressure drop measurement; Influence of ambient temperature; Difference; Solution

濾棒压降是影响卷烟品质的关键因素，在滤棒压降测量时，受到不同区域气候、环境特点影响，很容易导致滤棒压降测量值产生显著差异，给滤棒的生产造成一定的干扰。大多数的卷烟生产厂家为了提高自身的效益，不断改进工艺参数，加强对卷烟物理指标的有效控制，但是却并没有对滤棒压降测量值进行分析。对标准棒修正公式，能够有效解决滤棒质量存在的差异问题，本次实验能够有效验证修正公式的正确性。

1  实验材料与实验方法

1.1 实验材料

本次实验所采用的材料为50支醋纤维滤棒，放置在恒温、恒湿、恒压实验室内部，利用法国SODM公司生产的综合功能测试台进行测试。测试台的精确度调整为0.1级，测试范围在0～800mmH2O。选用600mmH2O的玻璃毛细管标准棒[1]。

1.2 实验方法

在实验开始之前，将所有实验材料准备充分，保证标准恒温、恒湿实验室调整为22℃、6RH、760mmH2O。首先，选择适当的样品放置在综合测试台，保持平衡。2h之后根据标准棒的标注养殖进行校准保证仪器压降值，为600mmH2O。标准棒与样品必须在同一测试环境中，确保标准值测量的结果。

其次，将样品放置在综合实验台内部，经过2h平衡以后，根据标准棒上标注的600mmH2O压降值进行校准。将测量结果与标准状况下的测量数据进行比较，然后修正公式，对标准棒修正值进行计算，然后校准仪器。仪器校正完毕后再一次测量，将所得的数值与标准状况进行对比[2]。

最后，将样品放置在实验室内部平放2h，根据标准棒所标注的压降600mmH2O标准仪器进行测量，将测量数据与标准状况数据进行对比，修正公式进行计算，确保标准修正值更加准确。

2  结果与分析

根据测量的结果（图1）显示，在环境处于非标准状况下，没有采用修正公式修正标准棒，很容易造成样品压降值与标准数据存在显著差异，差异集中在7～12mmH2O之间，平均值达到了10mmH2O。在没有采用修正公式校准标准时，所测量样品压降值在标准状况下与测得的数据结果存在显著差异，差异在8～13mmH2O之间。在非标准状况环境下，利用修正公式对标准棒的测量样品数据进行校正以后，能够发现与标准状况下测得的数据差异依然存在，但差异结果保持在0～3mmH2O之间，平均值缩小为0.3mmH2O[3]。

采用修正公式，校正标准棒后根据测量的数据与标准数据进行比较，存在的差异值在0～2mmH2O之间，平均值缩减为0.14mmH2O。没有采用标准棒修正公式，对标准棒的测得数据进行校正也会存在差异，排除测量仪器本身的误差之外，所产生的差异与标准棒修正后的差异相同。这一实验结果证明利用标准棒修正公式能够有效解决卷烟吸阻和滤棒压降测量值之间的差异，尽量减少因为环境温度而产生的影响[4]。

3  结论

根据新版卷烟工艺的生产规范要求，在卷烟生产的过程中必须对各种工艺参数进行合理控制，加强烟支物理指标控制，显著提高卷烟的质量。卷烟吸阻与滤棒压降稳定性具有非常显著的影响，要想有效控制卷烟吸阻指标波动效果，增强滤棒压降的整体稳定性，确保卷烟整体的质量保持相同。大多数卷烟企业在对卷烟滤棒压降值检验时，主要根据《烟草和烟草制品醋酸纤维滤棒GB/T5605-2002》对滤棒压降检测，发现滤棒压降超标，整批烟卷滤棒均不合格。滤棒生产企业应当积极提高滤棒压降值测量的稳定性[5]。醋纤维丝束具有低强度、低延伸性的特点，但强度比较低，受拉伸时伸长较小，当纤维丝束卷曲变形或者成型开松，纤维本身的表层纤维抵抗变形破坏能力不足，也会使得短纤维或者纤维屑脱落[6]。

尽管滤棒成型机设计生产能力达到了3300支/min，但受到原材料质量的限制，很容易出现丝束飞花等情況，严重影响滤棒生产的质量。对滤棒吸阻过程进行有效控制，可提高滤棒制件质量稳定性。卷烟滤嘴能够对烟气中的焦油、烟碱起到良好的过滤作用，减少吸烟对人体造成的危害，压降和吸阻是卷烟和滤棒最主要的物理性能指标，滤棒压降在卷烟降焦碱害设计具有非常重要的作用，但我国目前对滤棒压降检测主要以离线检测为主，将滤嘴端连接至真空源，对真空度进行由小到大的调节[7]。流过烟气只能够保持恒定时，滤嘴端所测得的压降即为真空度下压降。在测量时保证全封闭式滤棒测定，实际应用时却很难达到样品的完全包裹，采取静态测量的方式也无法实时检测出生产过程中出现压降不合格的滤棒。

压降检测方法能够显著改善这些问题，还能够根据流体力学技术进行计算，避免滤棒压降测量值受环境温度产生的影响。当滤棒入口端的长度为10mm左右，滤棒的截面压力分布，如图2呈现管道图形，整体压力分布并不均匀。气流流动呈现出突破管扩散的方式，也会造成气流流速，在到达入口端面时不够均匀。根据入口端管道长度对压力极差和平均值产生的影响进行分析，管道长度超过20mm则最大值和极差没有明显变化。由此可见，滤棒的管道长度增加会使得气流突破管扩散，在管道内部进行。管道内部气流呈现出均匀分布的特点，管道内部流动受到管壁的影响，形成阻力效果，导致管壁内部的流速低于中心区域。在管道长度超过20mm以后，管道长度不再受最大值和极差的影响[8]。

根据压降检测的原理对突破管扩散以及管内流动作用进行分析，滤棒压降测量值检测与截面压力分布不均匀具有密切关联，最大最小值存在比较显著差异也会导致传感器失真。压力极差会随着滤棒入口管道的增长而减小，压力最大值与平均值差值会显著减少。当管道超过20mm以后，管道内部的长短对压力极差的影响会明显消失[9]。环境温度处于非标准状态下，环境温度的变化会导致滤棒压测量值存在显著差异，对非标准压降值进行修正，提高检测结果的准确性。

4  结语

卷烟滤棒压降测量值很容易受到环境温度的影响，常常出现结果误差。在非标准状态下没有采用修正前的标准上交仪器进行测量，很容易与标准状况下的测量结果出现显著差异。在非标准状态下，利用修正后的标准棒校准仪器的测量，结果能够与标准状况下的测量结果保持相同，说明在滤棒压降测量时，需要积极运用标准上修正公式，对滤棒压降测量结果存在的差异进行修正，提高滤棒生产的总体质量与水平。

参考文献

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[2] 尹嵩，蔡持，谢庆，等.烟用爆珠储存环境湿度条件对其性能影响研究[J].云南化工，2019，46（12）：64-67.

[3] 罗冰，宋豪，何平生.滤棒固化条件对滤棒硬度的影响研究[J].轻工科技，2019，35（3）：94-96，98.

[4] 郑怡.四川中烟公司新型烟草制品中心的竞争战略研究[D].成都：西南财经大学，2019.

[5] 孔浩辉，刘振龙，陈森林，等.改性蒙脱土的性能分析及滤嘴薄荷醇不同加香方式的效果比较[J].烟草科技，2019，52（1）：73-78.

[6] 余玉梅，陈欣，姜雯，等.聚乳酸纤维滤棒在卷烟中的应用研究[J].合成纤维工业，2018，41（6）：26-30.

[7] 洪利.基于DMAIC方法降低XZ卷烟厂高速机组滤棒单箱消耗的研究[D].南京：南京理工大学，2018.

[8] 龚志文. 基于微波技术的烟用胶囊制品检测方法与系统研究[D].合肥：中国科学技术大学，2018.

[9] 赵科文，唐敬东，徐俊延，等.滤棒发射环境温湿度对滤棒压降、硬度的影响[J].轻工科技，2018，34（2）：103-104，164.