煙草和煙草制品的常規(guī)化學(xué)分析(編輯修改稿)
2025-02-14 01:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 著濾嘴卷煙的出現(xiàn)，煙氣分析研究開(kāi)始活躍。 ? 最早的可控式吸煙機(jī)出現(xiàn)于二十世紀(jì)三十年代的德國(guó)和美國(guó)，由 Pfyl和 Bradford等人發(fā)明。但由于吸煙機(jī)參數(shù)設(shè)置各不相同，分析結(jié)果差異很大。 主流煙氣分析： 概述 ? 當(dāng)時(shí)認(rèn)為，成功的煙氣分析方法應(yīng)： 分析結(jié)果能夠再現(xiàn)； 對(duì)抽吸方法、被抽吸的卷煙、抽吸環(huán)境均應(yīng)有一定的要求； 分析結(jié)果能夠體現(xiàn)人們的抽煙情況。 主流煙氣分析： 概述 ? 卷煙煙氣的產(chǎn)生，是各種復(fù)雜的化學(xué)、物理、生理、環(huán)境因素的連續(xù)與交疊過(guò)程。無(wú)論在什么時(shí)刻，作為多相多組分的卷煙煙氣，都難以代表一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。 主流煙氣分析： 卷煙煙氣的形成 ? 燃燒錐溫度在 800 ℃ 左右，內(nèi)部缺氧富氫；熱解 /蒸餾區(qū)溫度在 200~600 ℃ 。 主流煙氣分析： 卷煙煙氣的形成 ? 燃燒產(chǎn)生的新化合物主要產(chǎn)生于燃燒區(qū)和熱解蒸餾區(qū)，通過(guò)基團(tuán)反應(yīng)和離子反應(yīng)進(jìn)行 （卷煙亦可稱為一個(gè)微型化工廠） 。 ? 煙支內(nèi)氣流速度約 50cm/s。 ? 燃燒錐內(nèi)氣流速度約 400cm/s。 ? 燃燒錐內(nèi)氣體和蒸汽停留時(shí)間小于 1ms。 主流煙氣分析： 卷煙煙氣的形成 ? 氣體攜帶燃燒區(qū)產(chǎn)生的熱量進(jìn)入熱解 /蒸餾區(qū)，使煙絲中的揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)，氣體溫度迅速降低。 ? 揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)蒸汽達(dá)到飽和甚至過(guò)飽和狀態(tài)，產(chǎn)生凝結(jié)，形成細(xì)小的液滴。 ? 凝結(jié)發(fā)生于煙絲表面和空氣懸浮狀態(tài)。 ? 懸浮狀態(tài)凝結(jié)核有：碳物質(zhì)、無(wú)機(jī)灰分、簡(jiǎn)單的分子離子。 主流煙氣分析： 卷煙煙氣的形成 ? 氣流沿?zé)熤н\(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨著凝結(jié)的進(jìn)行液滴逐步增長(zhǎng)，由于熱擴(kuò)散導(dǎo)致相互碰撞也使液滴增長(zhǎng)。 ? 較大的液滴由于慣性大碰撞在煙絲表面而保留在煙絲上，具有適宜粒度的液滴通過(guò)濾嘴進(jìn)入人的口腔，理論推導(dǎo)粒度應(yīng)在 ~1μm。 ? 在卷煙的逐口抽吸過(guò)程中，煙氣濃度逐步增加，但相對(duì)組成沒(méi)有大的變化。 主流煙氣分析： 煙氣氣溶膠 ? 在卷煙主流煙氣中，來(lái)源于大氣的氣體占總重量的 82%，非大氣來(lái)源的氣體占總重量的 %（其中水和二氧化碳占 90%），粒相物質(zhì)占總重量的 %（其中水16%）。 因此，以重量計(jì)，在卷煙主流煙氣中，來(lái)源于煙草的粒相物質(zhì)占 %，氣相物質(zhì)占 %，二者總和為 %。 （據(jù)二十世紀(jì)六十年代無(wú)嘴卷煙的研究結(jié)果） 主流煙氣分析： 煙氣氣溶膠 ? 煙氣氣溶膠的粒數(shù)濃度大致為 1 1010/ml。由于熱擴(kuò)散作用，如此高的粒數(shù)濃度 1s之后即可減少到四分之一。 ? 不同測(cè)試方法得到的結(jié)果表明，煙氣氣溶膠顆粒大小呈近似的對(duì)數(shù)正態(tài)分布，平均直徑在 ~。 主流煙氣分析： 煙氣氣溶膠 ? 研究表明，小顆粒（ ~）之間存在著化學(xué)差異，大顆粒則無(wú)差異。小的顆粒似乎主要是通過(guò)凝結(jié)產(chǎn)生的，可能是碳核對(duì)疏水性物質(zhì)有特殊的親和勢(shì)，而無(wú)機(jī)灰分對(duì)親水性和吸濕性物質(zhì)有特殊的親和勢(shì)。大顆粒由于熱擴(kuò)散的隨機(jī)性而使化學(xué)成份一致化。 主流煙氣分析： 煙氣氣溶膠 ? 不同研究者對(duì)液滴帶電荷的研究結(jié)果有一定的差異。陳化 2min煙氣的測(cè)定結(jié)果表明： 40％ ~ 50%的顆粒帶1~10個(gè)單位電荷，其余帶 10個(gè)以上單位的電荷。陳化60~90s煙氣結(jié)果表明， μm的顆粒： 55%不帶電荷，44%帶 1個(gè)電荷， 1%帶 2個(gè)電荷； μm的顆粒：30%不帶電荷， 60%帶 1個(gè)電荷， 9%帶 2個(gè)電荷，%帶多個(gè)電荷。 煙氣整體上電中性。 主流煙氣分析： 分析用煙氣的產(chǎn)生與收集 ? 機(jī)器抽吸卷煙的結(jié)果必須具有重現(xiàn)性，必須代表吸煙者的抽吸。 ? Staub和 Furrer認(rèn)為，抽吸容量、抽吸持續(xù)時(shí)間和抽吸頻率為重要參數(shù)，提出分別為 35ml、 30s。 ? Waltz和 Hausermann提出抽吸容量、抽吸持續(xù)時(shí)間和抽吸頻率為重要參數(shù)，提出分別為 35ml、 2s和 60s，并被廣泛接受。 主流煙氣分析： 分析用煙氣的產(chǎn)生與收集 ? Waltz和 Hausermann認(rèn)為，以下因素也非常重要： 煙支必須挑選； 煙支必須在室溫下調(diào)節(jié)到恒定的相對(duì)濕度； 煙支必須被抽吸到標(biāo)準(zhǔn)的煙蒂長(zhǎng)度； 吸煙機(jī)應(yīng)具有小的死體積； 捕集器應(yīng)具有小的死體積。 主流煙氣分析： 分析用煙氣的產(chǎn)生與收集 ? Seehofer和 Wennberg的研究表明，抽吸曲線影響主流煙氣的產(chǎn)生量和組成。 ? 由于煙氣的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)一個(gè)完善的煙氣捕集裝置是非常困難的。理想的捕集裝置應(yīng)能： 效率高； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 容易清理； 有重現(xiàn)性； 可靠性高； 壓降??； 體積??； 不形成人為產(chǎn)物； 定量收集。 主流煙氣分析： 分析用煙氣的產(chǎn)生與收集 ? 劍橋?yàn)V片捕集器 劍橋?yàn)V片即玻璃纖維濾片， 一般分 44mm和 92mm兩種規(guī)格。一般認(rèn)為， 44mm濾片載荷量為 200mg， 92mm濾片為500mg。 有以下優(yōu)點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件下可保留 %的煙堿； 在室溫下能有效地保留粒相煙氣； 容易制成過(guò)濾效率均勻的濾片； 需要使用者的處理最少； 價(jià)格便宜； 尚未證明有人為產(chǎn)物形成。 主流煙氣分析： 分析用煙氣的產(chǎn)生與收集 ? 靜電沉積捕集器 由一個(gè)中心正電極圍以圓柱形負(fù)電極組成，電壓高達(dá) 25kv。能與劍橋?yàn)V片取得相同的粒相物捕集效果，焦油量分析結(jié)果基本相同。 與劍橋?yàn)V片相比，靜電沉積捕集器有以下優(yōu)點(diǎn)： 收集效率與流量的關(guān)系較?。? 收集效率與載荷量的關(guān)系較??； 重復(fù)性和重現(xiàn)性較好。 缺點(diǎn)： 收集管因放電產(chǎn)生臭
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