孫鵬勝

摘? 要：濾棒作為卷煙的重要組成部分，最常用的材料主要以醋酸纖維絲束、增塑劑以及成型紙為主，自動化加工形成濾棒。濾棒可以有效過濾卷煙中的焦油、煙堿等各種有害物質(zhì)，還能夠快速除去煙氣中的各種化合物，是卷煙生產(chǎn)的重要組成部分。在卷煙濾棒生產(chǎn)的過程中，環(huán)境溫度、濕度、壓降與濾棒質(zhì)量穩(wěn)定性具有非常緊密的關(guān)聯(lián)。對標準公式進行修正，能夠有效提高濾棒壓降測量結(jié)果的準確性。

關(guān)鍵詞：濾棒壓降測量值? 環(huán)境溫度影響? 差異? 解決方式

中圖分類號：TS45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：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

濾棒壓降是影響卷煙品質(zhì)的關(guān)鍵因素，在濾棒壓降測量時，受到不同區(qū)域氣候、環(huán)境特點影響，很容易導(dǎo)致濾棒壓降測量值產(chǎn)生顯著差異，給濾棒的生產(chǎn)造成一定的干擾。大多數(shù)的卷煙生產(chǎn)廠家為了提高自身的效益，不斷改進工藝參數(shù)，加強對卷煙物理指標的有效控制，但是卻并沒有對濾棒壓降測量值進行分析。對標準棒修正公式，能夠有效解決濾棒質(zhì)量存在的差異問題，本次實驗?zāi)軌蛴行炞C修正公式的正確性。

1? 實驗材料與實驗方法

1.1 實驗材料

本次實驗所采用的材料為50支醋纖維濾棒，放置在恒溫、恒濕、恒壓實驗室內(nèi)部，利用法國SODM公司生產(chǎn)的綜合功能測試臺進行測試。測試臺的精確度調(diào)整為0.1級，測試范圍在0～800mmH2O。選用600mmH2O的玻璃毛細管標準棒[1]。

1.2 實驗方法

在實驗開始之前，將所有實驗材料準備充分，保證標準恒溫、恒濕實驗室調(diào)整為22℃、6RH、760mmH2O。首先，選擇適當?shù)臉悠贩胖迷诰C合測試臺，保持平衡。2h之后根據(jù)標準棒的標注養(yǎng)殖進行校準保證儀器壓降值，為600mmH2O。標準棒與樣品必須在同一測試環(huán)境中，確保標準值測量的結(jié)果。

其次，將樣品放置在綜合實驗臺內(nèi)部，經(jīng)過2h平衡以后，根據(jù)標準棒上標注的600mmH2O壓降值進行校準。將測量結(jié)果與標準狀況下的測量數(shù)據(jù)進行比較，然后修正公式，對標準棒修正值進行計算，然后校準儀器。儀器校正完畢后再一次測量，將所得的數(shù)值與標準狀況進行對比[2]。

最后，將樣品放置在實驗室內(nèi)部平放2h，根據(jù)標準棒所標注的壓降600mmH2O標準儀器進行測量，將測量數(shù)據(jù)與標準狀況數(shù)據(jù)進行對比，修正公式進行計算，確保標準修正值更加準確。

2? 結(jié)果與分析

根據(jù)測量的結(jié)果（圖1）顯示，在環(huán)境處于非標準狀況下，沒有采用修正公式修正標準棒，很容易造成樣品壓降值與標準數(shù)據(jù)存在顯著差異，差異集中在7～12mmH2O之間，平均值達到了10mmH2O。在沒有采用修正公式校準標準時，所測量樣品壓降值在標準狀況下與測得的數(shù)據(jù)結(jié)果存在顯著差異，差異在8～13mmH2O之間。在非標準狀況環(huán)境下，利用修正公式對標準棒的測量樣品數(shù)據(jù)進行校正以后，能夠發(fā)現(xiàn)與標準狀況下測得的數(shù)據(jù)差異依然存在，但差異結(jié)果保持在0～3mmH2O之間，平均值縮小為0.3mmH2O[3]。

采用修正公式，校正標準棒后根據(jù)測量的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較，存在的差異值在0～2mmH2O之間，平均值縮減為0.14mmH2O。沒有采用標準棒修正公式，對標準棒的測得數(shù)據(jù)進行校正也會存在差異，排除測量儀器本身的誤差之外，所產(chǎn)生的差異與標準棒修正后的差異相同。這一實驗結(jié)果證明利用標準棒修正公式能夠有效解決卷煙吸阻和濾棒壓降測量值之間的差異，盡量減少因為環(huán)境溫度而產(chǎn)生的影響[4]。

3? 結(jié)論

根據(jù)新版卷煙工藝的生產(chǎn)規(guī)范要求，在卷煙生產(chǎn)的過程中必須對各種工藝參數(shù)進行合理控制，加強煙支物理指標控制，顯著提高卷煙的質(zhì)量。卷煙吸阻與濾棒壓降穩(wěn)定性具有非常顯著的影響，要想有效控制卷煙吸阻指標波動效果，增強濾棒壓降的整體穩(wěn)定性，確保卷煙整體的質(zhì)量保持相同。大多數(shù)卷煙企業(yè)在對卷煙濾棒壓降值檢驗時，主要根據(jù)《煙草和煙草制品醋酸纖維濾棒GB/T5605-2002》對濾棒壓降檢測，發(fā)現(xiàn)濾棒壓降超標，整批煙卷濾棒均不合格。濾棒生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當積極提高濾棒壓降值測量的穩(wěn)定性[5]。醋纖維絲束具有低強度、低延伸性的特點，但強度比較低，受拉伸時伸長較小，當纖維絲束卷曲變形或者成型開松，纖維本身的表層纖維抵抗變形破壞能力不足，也會使得短纖維或者纖維屑脫落[6]。

盡管濾棒成型機設(shè)計生產(chǎn)能力達到了3300支/min，但受到原材料質(zhì)量的限制，很容易出現(xiàn)絲束飛花等情況，嚴重影響濾棒生產(chǎn)的質(zhì)量。對濾棒吸阻過程進行有效控制，可提高濾棒制件質(zhì)量穩(wěn)定性。卷煙濾嘴能夠?qū)煔庵械慕褂?、煙堿起到良好的過濾作用，減少吸煙對人體造成的危害，壓降和吸阻是卷煙和濾棒最主要的物理性能指標，濾棒壓降在卷煙降焦堿害設(shè)計具有非常重要的作用，但我國目前對濾棒壓降檢測主要以離線檢測為主，將濾嘴端連接至真空源，對真空度進行由小到大的調(diào)節(jié)[7]。流過煙氣只能夠保持恒定時，濾嘴端所測得的壓降即為真空度下壓降。在測量時保證全封閉式濾棒測定，實際應(yīng)用時卻很難達到樣品的完全包裹，采取靜態(tài)測量的方式也無法實時檢測出生產(chǎn)過程中出現(xiàn)壓降不合格的濾棒。

壓降檢測方法能夠顯著改善這些問題，還能夠根據(jù)流體力學(xué)技術(shù)進行計算，避免濾棒壓降測量值受環(huán)境溫度產(chǎn)生的影響。當濾棒入口端的長度為10mm左右，濾棒的截面壓力分布，如圖2呈現(xiàn)管道圖形，整體壓力分布并不均勻。氣流流動呈現(xiàn)出突破管擴散的方式，也會造成氣流流速，在到達入口端面時不夠均勻。根據(jù)入口端管道長度對壓力極差和平均值產(chǎn)生的影響進行分析，管道長度超過20mm則最大值和極差沒有明顯變化。由此可見，濾棒的管道長度增加會使得氣流突破管擴散，在管道內(nèi)部進行。管道內(nèi)部氣流呈現(xiàn)出均勻分布的特點，管道內(nèi)部流動受到管壁的影響，形成阻力效果，導(dǎo)致管壁內(nèi)部的流速低于中心區(qū)域。在管道長度超過20mm以后，管道長度不再受最大值和極差的影響[8]。

根據(jù)壓降檢測的原理對突破管擴散以及管內(nèi)流動作用進行分析，濾棒壓降測量值檢測與截面壓力分布不均勻具有密切關(guān)聯(lián)，最大最小值存在比較顯著差異也會導(dǎo)致傳感器失真。壓力極差會隨著濾棒入口管道的增長而減小，壓力最大值與平均值差值會顯著減少。當管道超過20mm以后，管道內(nèi)部的長短對壓力極差的影響會明顯消失[9]。環(huán)境溫度處于非標準狀態(tài)下，環(huán)境溫度的變化會導(dǎo)致濾棒壓測量值存在顯著差異，對非標準壓降值進行修正，提高檢測結(jié)果的準確性。

4? 結(jié)語

卷煙濾棒壓降測量值很容易受到環(huán)境溫度的影響，常常出現(xiàn)結(jié)果誤差。在非標準狀態(tài)下沒有采用修正前的標準上交儀器進行測量，很容易與標準狀況下的測量結(jié)果出現(xiàn)顯著差異。在非標準狀態(tài)下，利用修正后的標準棒校準儀器的測量，結(jié)果能夠與標準狀況下的測量結(jié)果保持相同，說明在濾棒壓降測量時，需要積極運用標準上修正公式，對濾棒壓降測量結(jié)果存在的差異進行修正，提高濾棒生產(chǎn)的總體質(zhì)量與水平。

參考文獻

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