[發明專利]通過優化濾嘴通風率和打孔位置調控濾嘴過濾效率的方法

有效

• 申請號: 201811336132.6
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109512023B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 王樂;王亞林;張柯;鄧楠;張明建;魯端峰;朱文魁;李斌;王兵
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號: A24D3/04
• 分類號: A24D3/04
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 姜振東

一種通過優化濾嘴通風率和打孔位置調控濾嘴過濾效率的方法，其特征在于：是通過獲得的濾嘴通風率和打孔位置與濾嘴過濾效率之間的函數關系，并利用這兩個參數來調控濾嘴達到最佳的過濾效率，具體方法包括：1)獲得濾嘴通風率和打孔位置對卷煙過濾效率的影響規律；2)利用過濾效率影響規律確定濾嘴結構函數的變化；3)調整濾嘴打孔通風率和打孔位置。本發明的最大優點是能夠通過調整濾嘴通風率或打孔位置來定向精確調控濾嘴過濾效率。

技術領域

本發明涉及一種煙草行業通過優化濾嘴通風率和打孔位置調控濾嘴過濾效率的方法。

背景技術

近幾年，隨著社會對“吸煙與健康”問題的日益關注,人們對卷煙產品的吸食安全性的要求也越來越高,“降焦減害”越來越成為煙草行業的工作重點。其中濾嘴通風參數優化設計已成為降焦減害普遍采用的技術。

卷煙濾嘴設計參數包括絲束規格、濾嘴長度、濾嘴吸阻、三醋酸甘油酯添加量、濾嘴通風率(接裝紙、成型紙相關參數)等。目前關于濾嘴通風率與煙氣過濾效率的研究一方面通過單因素實驗來獲得卷煙通風率與過濾效率之間的擬合函數關系，如專利CN200610043848《確定卷煙濾嘴接裝紙透氣度的方法》；上述專利給出的調控濾嘴過濾效率的方法單一，僅通過調控濾嘴接裝紙的透氣度來達到特定的過濾效率。同時該專利中的函數關系是在特定的實驗條件下獲得的，適用范圍非常有限。另一方面是利用濾嘴過濾效率的理論公式，建立濾嘴過濾效率的模型。如文章《An improved CFD model of gas flowand particle interception in a fiber material》。但是該文章并沒有給出帶通風孔的卷煙濾嘴的過濾效率模型。

發明內容

本發明針對現有研究的不足之處提出了帶通風孔的卷煙濾嘴過濾效率的調控方法。獲得的濾嘴通風率和打孔位置與濾嘴過濾效率之間的函數關系，利用這兩個參數來調控濾嘴達到最佳的過濾效率。同時設計多個物理參數(卷煙濾嘴半徑R、濾嘴空隙率φ、濾嘴長度l、濾嘴單絲截面積s_cellosilk、濾嘴通風率η)來調整卷煙樣品的規格，使其適用于不同規格的卷煙樣品的濾嘴設計。本發明的目的是優化卷煙濾嘴通風率和打孔位置，以獲得最佳濾嘴過濾效率。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種通過優化濾嘴通風率和打孔位置調控濾嘴過濾效率的方法，是通過獲得的濾嘴通風率和打孔位置與濾嘴過濾效率之間的函數關系，并利用這兩個參數來調控濾嘴達到最佳的過濾效率，具體方法包括：

a、濾嘴通風率和打孔位置對卷煙過濾效率的影響規律

普通卷煙濾嘴即不存在通風孔，是一個典型的高空隙纖維體，煙氣氣溶膠絕大部分顆粒粒徑分布于0.1～1.0μm之間，遠遠小于濾嘴纖維直徑和纖維之間的空隙，因此，濾嘴的過濾作用可看作是多個單纖維過濾作用的復合結果。如文獻《On the MinimumEfficiency and the Most Penetrating Particle Size for Fibrous Filters》中，根據濾嘴纖維的三種過濾機理的作用疊加得到普通濾嘴的過濾效率的計算公式：

式中：

E-卷煙濾嘴過濾效率

s_cellosilk-單根纖維絲截面積

l-表示濾嘴的總長度

R-卷煙濾嘴半徑

η_cellosilk-單根纖維絲的過濾效率

濾嘴空隙率