GC-TCD法同时检测加热不燃烧卷烟气溶胶水分,及烟碱、丙三醇、1,2-丙二醇、三乙酸甘油酯和薄荷醇的释放量

为同时检测加热不燃烧卷烟气溶胶中的水分、烟碱、丙三醇、1,2-丙二醇、三乙酸甘油酯和薄荷醇,以1,3-丁二醇和正丁醇为内标,建立了气相色谱-热导检测器(GC-TCD)分析方法。采用含两种内标的异丙醇溶液对捕集了加热不燃烧卷烟总粒相物的剑桥滤片振荡萃取40 min,然后进行GC-TCD定量分析,并采用该方法测定了4个加热不燃烧卷烟样品的气溶胶成分。结果表明:①该方法能够同时测定加热不燃烧卷烟气溶胶萃取液中低浓度的烟碱、丙三醇、1,2-丙二醇、三乙酸甘油酯、薄荷醇和高浓度的水分;②水分、烟碱、丙三醇、1,2-丙二醇、三乙酸甘油酯和薄荷醇的定量限分别为0.630、0.031、0.059、0.035、0.046和0.048 mg/支,加标回收率在95.1%～109.2%之间,相对标准偏差在1.77%～4.28%之间。该方法适用于加热不燃烧卷烟气溶胶主要成分的同时定量检测。     

不同GL/PG质量比和添加总量对加热卷烟气溶胶逐口释放特性的影响

为研究发烟剂配比和添加量对加热卷烟气溶胶释放特性的影响,制备了不同丙三醇(GL)/1,2-丙二醇(PG)质量比和添加总量的加热卷烟样品,通过吸烟机逐口抽吸并捕集气溶胶,检测并分析了不同加热卷烟样品气溶胶捕集物、PG、GL和烟碱的逐口释放规律.结果表明:1)固定GL/PG添加总量为20％(质量分数),随着GL/PG质量比...     

深度抽吸模式下6种常用农药在加热卷烟烟气中的转移率

为研究农药在加热卷烟抽吸过程中的转移行为,向不含农药的加热卷烟烟支中添加6种常用农药的混合标准溶液,按照加拿大深度抽吸模式进行卷烟抽吸,捕集主流烟气.采用基质分散固相萃取净化、气相色谱-串联质谱法测定卷烟加热抽吸后各种农药的烟气转移率、滤嘴截留率和烟芯残留量.结果表明:①6种农药在各种基质中的加标回收率在75.5％～1...     

加热卷烟呼出气溶胶主要成分的测定及与吸入气溶胶的比较

为考察加热卷烟对环境空气质量的影响及其人群健康风险,采用真空辅助捕集装置捕集加热卷烟的气溶胶,结合气相色谱-氢火焰离子化检测器(GC-FID)对呼出气溶胶中主要成分(丙二醇、丙三醇、薄荷醇、烟碱、三醋酸甘油酯)进行定量分析;同时在吸烟机上模拟志愿者抽吸参数抽吸加热卷烟,测定吸入气溶胶中主要成分的释放量,并与呼出气溶胶进行比较研究。结果表明:①所建立的呼出气溶胶主要成分分析方法标准曲线线性关系良好(R2≥0.999 9),检出限在0.10~0.41 μg/mL之间,回收率在77.70%~120.00%之间,日内和日间精密度良好(日内RSD≤6.93%、日间RSD≤10.70%)。②加热卷烟呼出气溶胶中丙二醇和丙三醇的释放量较高,且丙三醇的释放量高于丙二醇;薄荷味加热卷烟呼出气溶胶中含有薄荷醇。③加热卷烟呼出气溶胶中主要成分的释放量显著低于吸入气溶胶,人体对丙二醇、丙三醇、薄荷醇、烟碱和三醋酸甘油酯的平均截留率分别为96.80%、96.20%、96.00%、99.60%和99.60%。      

滤嘴通风率对加热卷烟气溶胶主要成分释放量的影响

为研究滤嘴通风率对加热卷烟气溶胶主要成分释放量的影响,制备了不同滤嘴通风率及打孔位置的加热卷烟烟支,并测定了气溶胶中烟碱、水分和丙三醇的捕集量及滤嘴中的截留量。结果表明：(1)随滤嘴通风率增加,气溶胶烟碱、水分捕集量呈降低-升高（70%～75%滤嘴通风率时达到峰值）-降低的变化趋势;气溶胶丙三醇捕集量呈升高（70%滤嘴通风率时达到峰值）-降低的变化趋势。(2)随滤嘴通风率增加,滤嘴中烟碱、水分截留量呈降低-升高-降低或降低-升高的变化趋势,滤嘴通风率70%左右截留量最低;滤嘴中丙三醇截留量呈降低-稳定的变化趋势,在70%滤嘴通风率时截留量最低,且滤嘴中丙三醇截留量远大于气溶胶捕集量。(3)流经烟丝段气流体积约为11 mL时（80%滤嘴通风率）,单位气流体积中主要成分捕集量较高;流经烟丝段气流体积约为16.5 mL时（70%滤嘴通风率）,单位气流体积中主要成分截留量较低。(4)打孔位置远离唇端有利于增加气溶胶主要成分的捕集量,同时有利于降低滤嘴中主要成分的截留量。(5)滤嘴通风率、打孔位置对气溶胶主要成分捕集量均有显著影响,且两者间存在显著交互效应;滤嘴通风率对气溶胶中主要成分捕集量的影...     

阵列式多通道逐口吸烟机的设计

为解决新型烟草制品逐口气溶胶组分分析过程中存在抽吸容量控制不准确、气溶胶捕集效率低等问题,设计了一种阵列式多通道逐口吸烟机。吸烟机主要由抽吸模块、捕集器进给模块和夹持密封模块组成,通过改变抽吸模块中电机转速和活塞行程可以获得不同抽吸曲线与抽吸容量,采用多通道同时抽吸提升了检测效率;利用时序控制技术对捕集器进行逐口切换,实现气溶胶的逐口收集;捕集器两端并联抽吸容量标定管路,配合夹持密封模块确保抽吸容量在抽吸过程中不发生偏离。对吸烟机单口抽吸和逐口抽吸条件下的抽吸容量进行重复性检验并利用IQOS器具及“万宝路”原味加热卷烟进行测试,结果表明：(1)吸烟机抽吸管路密闭性良好,利用标定管路标定的抽吸容量准确,加热卷烟各组分逐口释放趋势与文献一致;(2)加热卷烟各组分总释放量RSD在4%以下,逐口释放量RSD在5%以下,重复性和稳定性良好;(3)加热卷烟各组分逐口捕集效率在96%以上。该技术可为新型烟草制品逐口气溶胶组分的快速、准确分析提供支持。     

加热卷烟气溶胶化学成分分析研究进展

加热卷烟气溶胶是烟草材料在低温加热后形成的悬浮液滴, 由于没有燃烧行为, 导致加热卷烟气溶胶的物理、化学性质与传统卷烟烟气存在较大的差异, 因此研究传统卷烟烟气的方法不能直接用于加热卷烟气溶胶研究。鉴于此, 本文结合近几年加热卷烟气溶胶研究工作文献, 归纳总结了目前加热卷烟气溶胶化学成分分析常用的抽吸模式、捕集方法和分析检测技术, 为建立更加精准高效的加热卷烟气溶胶检测和质量控制提供参考。      

烟气水分分析中空白及前期准备须注意的几个方面

对萃取瓶、剑桥滤片和捕集器对烟气水分测试的影响进行了分析.结果表明,萃取瓶和滤片的影响较大,捕集器的影响不大.结论是不同的萃取瓶不能在同一测试中混用,且测试前需放在调节气氛中调节水分;剑桥滤片必须妥善保存,且测试前必须调节水分;为了充分利用吸烟机孔道,空白捕集器可以放在吸烟机台面上.     

不同工艺电加热卷烟再造烟叶主要成分的释放性能

为研究电加热卷烟专用再造烟叶主要成分的释放性能,对干法、造纸法、稠浆法和辊压法再造烟叶进行了微观形貌分析,并利用管式炉加热装置对气溶胶捕集物（ACM）、烟碱、甘油和水分等主要组分进行分析,考察再造烟叶含水率、甘油质量分数和加热温度对释放量、释放率、捕集率和逐口释放稳定性等释放性能指标的影响。结果表明：(1)不同再造烟叶的微观结构和释放率差异较大。相比于其他再造烟叶,辊压法再造烟叶结构更为均匀、致密,主要组分的逐口释放稳定性更好。(2)再造烟叶含水率增大使烟碱和甘油最大释放量对应的抽吸口数序号后移,但对释放量的影响因原料类型不同而有所差异。(3)再造烟叶甘油质量分数升高能不同程度地促进气溶胶捕集物、甘油和水分的释放,对烟碱的影响因原料类型不同而有所差异。(4)在160～250℃范围内,加热温度越高,主要组分的释放率越高,但逐口稳定性越差。存在兼顾主要组分释放量、释放率和逐口释放稳定性的加热卷烟再造烟叶最佳加热温度范围。     

加热卷烟抽吸过程中气溶胶动态分布表征系统的开发

为表征加热卷烟气溶胶的生成、传递、扩散和过滤过程, 设计开发气溶胶取样微探针和定位固定系统, 并与气溶胶快速粒径谱仪相结合, 通过加热器具的改造、取样和抽吸的联动控制, 构建了加热卷烟抽吸过程中气溶胶动态分布的表征系统。结果表明:①在加热器具改造的基础上, 气溶胶取样微探针可插入加热卷烟内部, 实现微量气溶胶的实时原位取样;②定位固定系统通过对加热器具和气溶胶取样微探针的固定和移动, 可实现微探针插入位置的精确控制, 控制精度为0.01 mm;③通过微探针取样与吸烟机抽吸软件的联动控制, 实现了加热卷烟抽吸与气溶胶实时原位取样的同步进行。该气溶胶动态分布表征系统操作方便, 可实现加热卷烟抽吸过程气溶胶动态分布的表征, 用于气溶胶的形成过程研究。      

反相二维液相色谱法测定不同烟草制品烟草和烟气中烟碱异构体比值

为研究加热卷烟和传统卷烟烟碱异构体向主流烟气转移的差异性,建立了基于Trap柱捕获-中心切割的反相二维液相色谱法并分离分析传统卷烟和加热卷烟烟草、烟气中S-(-)-烟碱和R-(+)-烟碱异构体。采用所建立的方法研究了加拿大深度抽吸模式下,在加热卷烟和传统卷烟主流烟气中两种烟碱异构体释放量比值(R/S)的差异。结果表明:①传统卷烟烟草中的R/S约在0.16%~0.35%之间,与中心加热卷烟相当,而周向加热卷烟烟草中的R/S明显低于传统卷烟和中心加热卷烟。②传统卷烟主流烟气中的R/S明显高于加热卷烟,而中心加热卷烟主流烟气中的R/S高于周向加热卷烟;烟气中的R/S与加热卷烟和传统卷烟的使用温度有关。      

环境相对湿度对干法再造烟叶加热卷烟关键指标的影响

以"宽窄"原味加热卷烟产品作为研究对象,分析在不同环境相对湿度下存放7 d,烟支发烟段含水率、吸阻、烟气成分(烟碱、总粒相物、水分)及感官指标的变化情况.结果表明:①烟支发烟段含水率、吸阻、总粒相物和烟气水分与相对湿度呈正相关.②环境相对湿度对实验期间烟支圆周和圆度无明显影响,但与烟气烟碱释放量呈负相关.③较低相对湿度...     

抽吸参数对电加热卷烟气溶胶粒数和粒径的影响

为研究抽吸参数对电加热卷烟气溶胶粒数和粒径的影响,采用吸烟循环模拟机-快速粒径谱仪测试电加热卷烟气溶胶的粒数浓度和粒数分布,考察了抽吸容量（35、55、75 mL）、抽吸持续时间（2、3、4 s）和抽吸间隔（30、60 s）对电加热卷烟气溶胶粒数浓度和粒数中值粒径的影响。结果表明:①在单口方波抽吸条件下,电加热卷烟气溶胶的粒数浓度随抽吸过程实时降低,粒数中值粒径随抽吸过程实时变小;②抽吸容量和抽吸间隔的增大可明显增加气溶胶的粒数浓度;当抽吸容量增加至75 mL时,粒数中值粒径降低;抽吸间隔对粒数中值粒径无影响。③抽吸持续时间对电加热卷烟气溶胶粒数浓度和粒数中值粒径的影响均较小。      

吸烟者转抽加热卷烟的抽吸行为和烟碱暴露

为研究吸烟者转抽加热卷烟后抽吸行为和烟碱暴露水平的变化,招募50名抽吸卷烟的志愿者,分为两组,分别转抽加热卷烟IQOS和国内加热卷烟M。转抽前后通过问卷调查获得志愿者的基线资料,使用CReSS吸烟行为记录仪测试吸烟行为参数,采用HPLC-MS/MS测定志愿者基线和转抽后尿样中的烟碱暴露生物标志物。结果表明:①志愿者转抽加热卷烟后抽吸行为基本保持不变,抽吸容量和抽吸时间均未发生显著性改变,但抽吸间隔明显缩短,两组志愿者抽吸卷烟时抽吸间隔分别为（14.3±8.0）s和（15.3±9.0）s,转抽加热卷烟后抽吸间隔分别为（9.8±8.3）s和（9.7±5.4）s。②转抽后志愿者尿液中烟碱总代谢物和可替宁等烟碱暴露生物标志物的浓度水平也未发生显著性改变。③转抽IQOS后志愿者的抽吸行为与转抽M后的志愿者没有明显差异,两组志愿者尿液中烟碱总代谢物和可替宁的水平也近似。      

电加热卷烟传热传质和关键物质释放规律研究进展

为了掌握电加热卷烟的研究现状,为产品开发和改良的相关研究工作提供思路,对电加热卷烟的工作过程和关键物质（水分、甘油和烟碱）释放规律研究及现有的数值模拟研究进行了综述,结果表明:①电加热卷烟主要包含热传导和对流换热两种传热形式,其关键物质释放过程的本质是发生在体系内部复合物理、化学反应的传热、传质和相变问题;②烟草基质在加热过程中会发生许多物理化学过程,如水分蒸发及碳水化合物和大分子物质的热解等;③电加热卷烟工作过程中,水分在大温度范围内均有释放,甘油和烟碱的释放分别主要在150~250 ℃和110~220 ℃区间,关键物质的释放与加热温度、雾化剂质量分数、烟支含水率等多重因素有关;④现有数值模拟工作中对电加热卷烟内部的传热和关键物质释放、烟气在滤嘴段的降温和流动特性以及电加热器表面温度分布进行了研究。      

杂环类单体香料在电加热卷烟中的转移行为

为研究杂环类香料在电加热卷烟中的转移行为,利用GC检测并分析了电加热卷烟抽吸前后8种杂环类香料在烟芯、降温段、滤棒和主流烟气粒相物中的分布。结果表明:①8种杂环类单体香料的烟芯持留率为8.68%~69.30%,空气散失率为24.96%~71.50%,烟芯残留率为5.21%~27.13%,滤棒截留率为8.27%~22.72%,烟气转移率为6.16%~28.49%,逐口转移率随抽吸口数序号的增加呈现先增大后减小的趋势;②2-乙酰基吡嗪、2-乙酰基吡啶向烟气的转移率＞25%;③香料的沸点、烟芯持留率、烟芯残留率、滤棒截留率和烟气转移率两两之间存在极显著正相关关系;④互为同系物以及不同环结构的杂环类香料,随着侧链数量依次增多、结构稳定性增强,其烟芯持留率、主流烟气粒相物转移率和逐口转移率逐渐增大,迁移率和空气散失率逐渐减小。      

加热卷烟逐口抽吸过程传热数值模型

为实现加热卷烟数字化设计及烟气调控,对加热卷烟抽吸过程的传热机理进行深入研究,建立了基于多孔介质的气流流动模型与气固两相局部热平衡传热模型,模拟了加热卷烟在抽吸过程中的温度分布,并通过温度检测实验验证了模型的准确性。结果表明:①两相局部热平衡传热模型能够模拟加热卷烟传热过程,卷烟各段出口温度的模拟值与实验值差异均在15 ℃以内;②模拟了加热卷烟内部的气流场和温度场,各段气流流速随着抽吸呈现周期性分布,抽吸时间内中空段气流流速最大且其外围基本不流动,抽吸周期内加热卷烟烟支温度呈现D型分布;③计算了烟支加热片与烟支外周在抽吸过程中的最大热通量和最小热通量,加热片在1个抽吸周期内大约释放39 J的热量;烟支外周在1个抽吸周期内大约散失33 J的热量。