第十二章卷煙煙氣的形成及其理化性質(zhì)-在線瀏覽
2025-08-09 18:25本頁(yè)面
【正文】 rris和Haye研制成一種可以同時(shí)收集20支卷煙的SS的收集系統(tǒng)。這種收集系統(tǒng)適合收集大量的SS，便于SS中的痕量成分分析。該裝置的空氣流速為50L/min，在較大的空氣流速下，不能再用粒相捕集器來(lái)收集煙氣，而要采用一系列盛有溶劑的捕集器。這種裝置（圖108）易與8孔道或20孔道的吸煙機(jī)聯(lián)接，可同時(shí)收集MS和SS，煙氣以2L/min的速率通過(guò)魚尾瓶和劍橋?yàn)V片。每4個(gè)孔道共用1個(gè)排氣管收集氣相成分。魚尾瓶裝置易與吸煙機(jī)聯(lián)接，且不影響煙支的燃燒，從而可以進(jìn)行SS成分的常規(guī)測(cè)定。(二)捕集裝置側(cè)流煙氣被密封收集以后，第二步是把它捕集到可以被分析的形態(tài)。這些捕集器捕集側(cè)流煙氣的原理和裝置與捕集主流煙氣時(shí)相似，前面已述及，不再重復(fù)。Harris設(shè)計(jì)的攪拌式捕集器是對(duì)側(cè)流煙氣有效的一種捕集器。內(nèi)層圓筒上有銷棒作同心排列，內(nèi)軸上裝銷棒，兩端有蓋。各種溶劑需用不同溫度以防止蒸發(fā)，所以外面夾套內(nèi)制冷劑的溫度必須小心控制。這種方法能增強(qiáng)溶劑的捕集能力。攪拌式捕集器與20孔道吸煙機(jī)聯(lián)合使用，形成一個(gè)簡(jiǎn)便的可收集數(shù)百支卷煙側(cè)流煙氣的系統(tǒng)。所以從本質(zhì)上說(shuō)，它是熱學(xué)不穩(wěn)定體系。這將直接影響每口煙氣的焦油量以及濾嘴的過(guò)濾作用。表10—3 某些煙氣中的微粒直徑（F. Dabe., and C. R. Green., 1985）測(cè)定方法微粒平均直徑（181。這與煙氣的陳化時(shí)間、稀釋時(shí)間和倍數(shù)、分析方法、煙支結(jié)構(gòu)、抽吸方式及煙草類型等因素有關(guān)。由于側(cè)流煙氣與主流煙氣的形成條件有差異，所以側(cè)流煙氣的微粒的大小與主流煙氣不同，—1181。一般認(rèn)為，煙氣的化學(xué)組成與微粒大小有關(guān)，例如十六烷和三十二烷含量與微粒大小有明顯相關(guān)性；吲哚、煙堿和新植二烯在中等大?。ǎ┪⒘Ｖ写嬖跁r(shí)濃度最高；揮發(fā)性物質(zhì)迅速?gòu)男〉奈⒘Ｉ险舭l(fā)而重新凝結(jié)在較大的微粒上；在已發(fā)現(xiàn)小的微粒（— 181。二、粒數(shù)濃度在一給定體積的氣溶膠中的粒子數(shù)稱為粒數(shù)濃度。10 10個(gè)/cm3，或者粒子與相鄰粒子之間的距離約為20個(gè)粒子的直徑。三、粒子電荷某些煙氣氣溶膠粒子帶有電荷。發(fā)現(xiàn)大約有一半的粒子帶正電荷，而另一半粒子帶負(fù)電荷，因此，煙氣被認(rèn)為是輕度帶電荷的氣溶膠，而從整體來(lái)說(shuō)是呈電中性的。粒子的帶電性質(zhì)，可能是借助于3個(gè)機(jī)制而產(chǎn)生；熱離子的放射，離子的捕獲以及化學(xué)—離子化作用。第四節(jié) 卷煙煙氣的主要化學(xué)成分精密吸煙機(jī)的誕生、標(biāo)準(zhǔn)吸煙條件的確定、各種收集和捕集煙氣方法的運(yùn)用，為煙氣化學(xué)成分的分離鑒定提供了條件和方法?，F(xiàn)代化的檢測(cè)手段，特別是色譜、光譜、質(zhì)譜等現(xiàn)代化分析技術(shù)的應(yīng)用，為煙氣化學(xué)成分的定性和定量分析提供了有利條件?？茖W(xué)研究的結(jié)果揭示了卷煙煙氣是由數(shù)千種化學(xué)成分組成的復(fù)雜多相的“氣溶膠”的本質(zhì)。粒相物質(zhì)包括非揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)，一般稱為總粒相物（TPM）?？偭Ｏ辔餃p去其中的水分，稱為干粒相物（DPM）；再減去其中的煙堿，即為焦油或干焦油（TAR或 DRY TAR）。一、主流煙氣的化學(xué)成分本章第一節(jié)中講到的一支卷煙主流煙氣化學(xué)成分的分類及其所占的比例如表104所示。煙氣中含量很高的物質(zhì)，如過(guò)量的氮和其他空氣成分等并未列出，因?yàn)樗鼈冎饕獊?lái)自空氣，而不是煙葉燃燒后所產(chǎn)生的物質(zhì)。煙氣中含有大量的氫氣，這說(shuō)明燃吸過(guò)程中煙草成分裂解釋放出氫，其中一部分與氧結(jié)合生成水，另一部分氫氣則保留在煙氣中。其影響因素很多，如煙支的規(guī)格、煙支松緊度、煙絲密度、煙草配方、煙絲水分、卷煙紙透氣度等都會(huì)影響煙氣中二氧化碳和一氧化碳的濃度。g/支。氣相成分中的有機(jī)物含量雖低，但種類卻很多。一氧化氮和二氧化氮的含量，由于不同的卷煙而變化很大，每支煙的煙氣中含量分別為0～600181。g。g/支）一氧化碳（CO）134 001（≈）二氧化碳（CO2）506 001（≈）氨（NH3）80582乙醛（CH3—CHO）770丙烯醛（CH2﹦CH—CHO）84108氫氰酸80肼(NH2—NH2)硝基甲烷（CH3—NO2）硝基乙烷（C2H5—NO2）2557867一氧化氮（NO）0～600二氧化氮（NO2）0～10三、粒相組分的化學(xué)成分Schmeltz和Hoffmann（1968年）還分析了美國(guó)85mm長(zhǎng)的無(wú)濾嘴卷煙的煙氣粒相成分（見表106）。表106 卷煙煙氣粒相成分(Schmeltz, I. and Hoffmann, D., 1968)化學(xué)成分含量（181。粒相物中的酰胺、酰亞胺及腈類是煙葉中氨基酸、蛋白質(zhì)熱裂解及熱合成的產(chǎn)物。揮發(fā)性和半揮發(fā)性的酸可直接從煙絲中揮發(fā)進(jìn)入煙氣，煙葉成分在燃吸過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸量也較大。粒相物中的堿性成分主要是煙堿和含氮雜環(huán)化合物。煙堿可直接揮發(fā)進(jìn)入煙氣。粒相物中的中性物質(zhì)如芳烴，稠環(huán)芳烴是在燃吸過(guò)程中生成的，因?yàn)闊熑~中的稠環(huán)芳烴是很少的。粒相物中的氯代烴類是農(nóng)用殺蟲劑在煙葉中的殘留物引入的。表107 測(cè)流煙氣（SS）與主流煙氣（MS）中的化學(xué)成分濃度水平比值煙氣成分比值（SS/MS）煙氣成分比值（SS/MS）煙堿丙醛酚2丁酮苯并[a]芘丁二酮干態(tài)冷凝物一氧化碳3戊基吡啶二氧化碳水分甲苯氨氫氰酸甲烷乙烯腈乙炔丙酮丙烷、丙烯膽固醇一氯甲烷菜籽甾醇肼豆甾醇甲基呋喃223。1991.從表117中的比值可以看出，有些組分如戊基吡啶、氨、水分、吡啶等在測(cè)流煙氣中含量顯著地高。從表117中還可以看出，測(cè)流煙氣中的CO2和CO的含量都比主流煙氣高，而且CO2/CO的比值也高，說(shuō)明測(cè)流煙氣產(chǎn)生時(shí)消耗的氧比較多。當(dāng)抽吸時(shí)空氣通過(guò)旁通區(qū)，空氣中的氧幾乎被耗盡，在乏氧條件下當(dāng)然氧化不夠充分而趨向于干餾、蒸餾。有關(guān)SS與MS化學(xué)成分含量的比較已有一些報(bào)道，有代表性的是1983年Sakuma等人]對(duì)SS、MS組分進(jìn)行的定性、定量研究。其中①~，除甲酸和乙酸的比率大于1外，其余均小于1；②~、甲酚、二甲酚和鄰甲氧基苯酚的比率大于1，其余均小于1；③~，大多數(shù)堿性化合物的比率均大于1，氨的最大，其次是3乙烯基吡啶、苯基吡啶、煙堿烯。表108 一些典型成分在MS中的含量以及在SS與MS中的分配比率(H. Sakuma, M. Kusama, K. Yamaguchi等,1983,1984)化合物MS/(μg/cig)SS/MS化合物MS/(μg/cig)SS/MS甲酸210~493~氨83~154~乙酸333~809~3乙烯基吡啶~14~2羥基丙酸63~174~吲哚16~38~戊二酸10~58~乙酰胺70~111~3羥基苯甲酸8~64~新煙草堿~~苯酚79~136~檸檬烯15~49~鄰甲基苯酚13~19~新植二烯66~232~對(duì)甲基苯酚30~371~
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