滤棒压降（pressure drop）是指在标准条件下，当滤棒输出端以稳定的17.5mL/s气流通过滤棒时，滤棒两端的静压力差。滤棒压降是卷烟设计中需要考虑的关键因素。滤棒压降对卷烟烟支吸阻造成直接影响，影响卷烟的抽吸体验。滤棒压降通过改变烟气通过时间和途径影响滤嘴对烟气的过滤能力，进而影响卷烟烟气有害成分的释放量。
一、滤棒压降对卷烟烟支吸阻的影响
卷烟吸阻的大小，直接影响着卷烟的吸食风格，是影响卷烟质量的重要指标。卷烟吸阻的影响因素很多，除卷烟过程和烟丝质量外，烟用滤棒压降是影响卷烟吸阻的关键因素之一。
1. 对常规圆周卷烟的影响
滤棒压降和卷烟吸阻之间的相关性已有过定性研究，但没有建立数学模型。根据研究，固定滤嘴通风率及其他因素，仅改变滤棒压降，考察滤棒压降和卷烟吸阻之间的关系，二者关系如图5-14所示，从下图可以看出，常规圆周卷烟的滤棒压降与卷烟吸阻的线性关系为极显著（y=0.2735x+56.34，R2=0.998） ，随着滤棒压降的增大，卷烟吸阻随之增加。
图5-14 滤棒压降对卷烟吸阻的影响
2. 对细支卷烟的影响
细支卷烟形态与常规圆周卷烟存在显著差异，滤棒压降对细支卷烟吸阻同样具有较大影响。研究例中，以某牌号细支卷烟（圆周17.0mm、长度97mm，滤嘴长度30mm）为基准，固定率通风率（0%、20%、40%、60%）和其他因素，仅改变滤棒压降，考察细支滤棒压降与卷烟吸阻关系，结果见图5-15。从图中可以看出，在相同滤棒压降下，滤嘴通风率会对卷烟细支造成影响，在同一滤嘴通风率下，滤棒压降与卷烟吸阻具有良好的线性关系。
图5-15 滤棒压降对细支卷烟烟支吸阻的影响
如表5-3所示为细支卷烟烟支吸阻与滤棒压降之间在不同滤嘴通风下的拟合方程，从表中可看出，在所设计的嘴通风范围内，烟支吸阻与滤棒压降之间均有较好的正相关关系（相关系数R2＞0.96）。在所考察的二醋酸纤维素丝束规格和滤棒压降范围内，烟支吸阻范围为788～2311Pa，可覆盖行业大多数细支卷烟吸阻值。在细支卷烟研发中，可根据卷烟风格特色，成型合适压降细支滤棒，获得满意的烟支吸阻。
同时，如表5-3所示，滤棒压降每增加400Pa，烟支吸阻增加67～97Pa，增加值随滤嘴通风变化会有所不同。随着滤嘴通风增大，改变相同滤棒压降对烟支吸阻的影响幅度略有降低，分析原因为滤嘴通风增大，气流经过滤嘴时横向扩散增大，对烟支吸阻影响幅度降低。在细支卷烟设计中，需要兼顾滤嘴通风和滤棒压降。
表5-3 滤棒压降对细支卷烟烟支吸阻的影响
二、滤棒压降对过滤效率的影响
滤棒压降由丝束填充量、丝束分布结构等参数决定，滤棒压降会影响烟气通过滤嘴的路径和时间，进而影响滤嘴对烟气的过滤效率。
1. 对常规圆周卷烟的影响
对于常规卷烟，滤棒压降对过滤效率的影响因素主要是滤嘴内丝束填充量和分布的差异。根据研究，固定无打孔接装纸及其他因素，以某牌号卷烟（圆周24.3mm，长度84mm，滤嘴长度25mm）为基准，改变滤棒压降，考察滤棒压降和烟碱过滤效率关系，二者关系如图5-16所示，从下图可以看出，常规卷烟的滤棒压降与烟碱过滤效率呈正相关关系（y=0.0131x+1.191，R2=0.967），滤棒压降增大，滤嘴内丝束填充量增加，烟气通过路径的丝束分布密实，滤嘴对烟气的过滤能力增强。
图5-16 滤棒压降对常规卷烟过滤效率的影响
2. 对细支卷烟的影响
细支卷烟圆周比常规卷烟显著缩小，烟气流经滤嘴速度明显增快，滤嘴对烟气的作用时间缩短。研究例中，以某牌号细支卷烟（圆周17.0mm、长度97mm，滤嘴长度30mm）为基准，固定率通风率（0、20%、40%、60%）和其他因素，仅改变滤棒压降，考察细支滤棒压降与烟碱过滤效率的关系，结果见图5-17。如图5-17和表5-4所示为不同滤嘴通风（0、20%、40%、60%）条件下，滤棒压降与烟气烟碱过滤效率的关系。可知，在四个（0、20%、40%、60%）不同滤嘴通风梯度下，滤棒压降与烟碱过滤效率有显著正相关关系。(www.daowen.com)
图5-17 滤棒压降对烟碱过滤效率影响
固定滤嘴通风，同一规格丝束，随着滤棒压降升高，滤嘴对卷烟主流烟气烟碱的过滤效率随之升高，且对于不同规格丝束，总趋势为丝束单旦增加、总旦降低，所成型的细支卷烟滤嘴对主流烟气烟碱的过滤效率呈降低趋势。如表5-4所示，滤嘴通风越大，增加相同的滤棒压降烟碱过滤效率增加越大。在相同滤嘴通风率，烟碱过滤效率随滤棒压降的增加而增加。原因是当过滤材料的填充率提高以后，纤维醋酸层密实了，惯性效率和拦截效率都提高，而由于此时纤维间的流速更快了，所以扩散效率反而降低，不过仍然使总过滤效率提高了。但此时阻力的增加比总效率的提高要快得多，所以通过增加滤嘴吸阻提高滤嘴过滤效率并不一定是最好的解决方案。同时，文献报道丝束规格为3.0Y/32000，烟丝段长度为56mm，滤嘴长度为28mm，滤嘴通风度为0，烟支圆周为24.2mm，烟支吸阻为1100Pa的卷烟烟碱过滤效率为39.1%，表明按照各自的设计，常规卷烟滤嘴对烟碱的过滤效率明显要高于细支卷烟，其原因是细支卷烟烟气流速明显高于常规卷烟，滤嘴对烟气的过滤能力减弱。
表5-4 不同通风条件下滤嘴吸阻对烟碱过滤效率影响结果
三、滤棒压降对烟气有害成分的影响
卷烟烟气有害成分在粒相和气相成分中均有分布，滤棒压降对烟气的过滤能力具有直接影响，对烟气中不同有害成分的截留也有所差异。
研究例中，以某牌号卷烟（圆周24.4mm、长度84mm，滤嘴长度24mm）为基准，卷烟纸定量，卷烟纸透气度，成形纸透气度和接装纸透气度不变，仅改变滤棒压降（变化范围：3422～4980Pa），考察滤棒压降与烟气有害成分释放量的关系，结果见图5-18。
图5-18
图5-18 滤棒压降对卷烟有害成分的影响
根据图5-18所示结果，对9种分析物受滤棒压降影响的规律进行总结：①滤棒压降与NNK、NH3、HCN、苯酚、苯并 [a] 芘和焦油的线性相关系数大于0.9，说明滤棒压降与这些成分有显著相关关系；②滤棒压降与CO和烟碱的线性相关系数为0.7515和0.8661，介于0.7～0.9，说明滤棒压降与CO和烟碱有一定相关关系；③滤棒压降与巴豆醛的线性相关系数为0.02683，说明滤棒压降与巴豆醛没有相关关系。由此可以看出，滤棒压降对烟气有害成分影响较为显著，仅对巴豆醛的影响无规律，通过调整滤棒压降，可以较好调控卷烟烟气有害成分的释放量。
四、滤棒压降对卷烟感官质量的影响
在卷烟设计中，滤棒压降是需要重点考虑的关键指标，其不仅影响滤嘴对烟气的过滤情况，且滤棒压降是卷烟吸阻的重要组成部分，会直接影响卷烟抽吸者的抽吸体验。
1. 对常规圆周卷烟的影响
在于川芳等人的研究例中，固定卷烟纸、接装纸、烟丝等其他因素，仅调整滤棒压降，评价滤棒压降对卷烟感官质量的影响。如图5-19所示，香气量和浓度在吸阻较小时基本不变，当吸阻超过3844Pa时才开始下降，而其他几项指标均呈现出随吸阻增加，得分上升的趋势。总的来说，适当提高滤棒的吸阻可去除杂气和刺激性，细腻程度也有所提高，对吸味有改进作用。
图5-19 滤棒压降对卷烟感官质量的影响
2. 对细支卷烟的影响
随卷烟烟支形态的变化，滤棒压降对细支卷烟感官质量的影响也有所差异，对于细支卷烟而言，烟支吸阻相对较大，给卷烟感官质量带来一定负面影响，滤棒压降成为弱化此问题的关键。研究例中，以某牌号细支卷烟（圆周17.0mm，长度97mm，滤嘴长度30mm）为基准，固定率通风率（40%）和其他因素，仅改变滤棒压降，考察细支滤棒压降与卷烟感官质量关系，结果见图5-20。如图5-20所示，当滤嘴通风固定为40%时，随着滤棒压降的增加卷烟感官评价得分呈现降低的趋势，因此，对某些品牌细支卷烟产品而言，低压降细支卷烟滤棒有利于提高卷烟的整体感官品质。
图5-20 细支滤棒压降对卷烟感官质量的影响
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