[发明专利]通过优化滤嘴通风率和打孔位置调控滤嘴过滤效率的方法

说明书

一种通过优化滤嘴通风率和打孔位置调控滤嘴过滤效率的方法，其特征在于：是通过获得的滤嘴通风率和打孔位置与滤嘴过滤效率之间的函数关系，并利用这两个参数来调控滤嘴达到最佳的过滤效率，具体方法包括：1)获得滤嘴通风率和打孔位置对卷烟过滤效率的影响规律；2)利用过滤效率影响规律确定滤嘴结构函数的变化；3)调整滤嘴打孔通风率和打孔位置。本发明的最大优点是能够通过调整滤嘴通风率或打孔位置来定向精确调控滤嘴过滤效率。

技术领域

本发明涉及一种烟草行业通过优化滤嘴通风率和打孔位置调控滤嘴过滤效率的方法。

背景技术

近几年，随着社会对“吸烟与健康”问题的日益关注,人们对卷烟产品的吸食安全性的要求也越来越高,“降焦减害”越来越成为烟草行业的工作重点。其中滤嘴通风参数优化设计已成为降焦减害普遍采用的技术。

卷烟滤嘴设计参数包括丝束规格、滤嘴长度、滤嘴吸阻、三醋酸甘油酯添加量、滤嘴通风率(接装纸、成型纸相关参数)等。目前关于滤嘴通风率与烟气过滤效率的研究一方面通过单因素实验来获得卷烟通风率与过滤效率之间的拟合函数关系，如专利CN200610043848《确定卷烟滤嘴接装纸透气度的方法》；上述专利给出的调控滤嘴过滤效率的方法单一，仅通过调控滤嘴接装纸的透气度来达到特定的过滤效率。同时该专利中的函数关系是在特定的实验条件下获得的，适用范围非常有限。另一方面是利用滤嘴过滤效率的理论公式，建立滤嘴过滤效率的模型。如文章《An improved CFD model of gas flowand particle interception in a fiber material》。但是该文章并没有给出带通风孔的卷烟滤嘴的过滤效率模型。

发明内容

本发明针对现有研究的不足之处提出了带通风孔的卷烟滤嘴过滤效率的调控方法。获得的滤嘴通风率和打孔位置与滤嘴过滤效率之间的函数关系，利用这两个参数来调控滤嘴达到最佳的过滤效率。同时设计多个物理参数(卷烟滤嘴半径R、滤嘴空隙率φ、滤嘴长度l、滤嘴单丝截面积s_cellosilk、滤嘴通风率η)来调整卷烟样品的规格，使其适用于不同规格的卷烟样品的滤嘴设计。本发明的目的是优化卷烟滤嘴通风率和打孔位置，以获得最佳滤嘴过滤效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种通过优化滤嘴通风率和打孔位置调控滤嘴过滤效率的方法，是通过获得的滤嘴通风率和打孔位置与滤嘴过滤效率之间的函数关系，并利用这两个参数来调控滤嘴达到最佳的过滤效率，具体方法包括：

a、滤嘴通风率和打孔位置对卷烟过滤效率的影响规律

普通卷烟滤嘴即不存在通风孔，是一个典型的高空隙纤维体，烟气气溶胶绝大部分颗粒粒径分布于0.1～1.0μm之间，远远小于滤嘴纤维直径和纤维之间的空隙，因此，滤嘴的过滤作用可看作是多个单纤维过滤作用的复合结果。如文献《On the MinimumEfficiency and the Most Penetrating Particle Size for Fibrous Filters》中，根据滤嘴纤维的三种过滤机理的作用叠加得到普通滤嘴的过滤效率的计算公式：

式中：

E-卷烟滤嘴过滤效率

s_cellosilk-单根纤维丝截面积

l-表示滤嘴的总长度

R-卷烟滤嘴半径

η_cellosilk-单根纤维丝的过滤效率

滤嘴空隙率