电加热卷烟气溶胶物理特性的表征

收集市场上5个品牌的20个电加热卷烟样品,对其总释放气溶胶和逐口释放气溶胶的物理特性(粒数浓度、粒数中值粒径和体积浓度)进行表征及对比分析.结果表明:1)电加热卷烟样品总释放气溶胶的粒数浓度主要在109个/cm3的量级,体积浓度在105μm3/cm3的量级,粒径分布轮廓为单峰分布或双峰分布,粒数中值粒径主要集中在30～...     

不同烟丝含水率卷烟主流烟气气溶胶的粒径分布特征

  目的  烟丝含水率对烟气颗粒的影响。  方法  采用DMS500快速粒径谱仪和电子低压撞击器(ELPI), 在ISO抽吸模式下, 考察不同烟丝含水率卷烟烟气气溶胶的粒数粒径分布和质量粒径分布特征。  结果  ① 不同含水率(8.1%、12.6%和17.6%)卷烟烟气气溶胶的粒数粒径均在40~400 nm呈近似对数正态分布。随着含水率增加, 全部抽吸口数的烟气粒子平均数浓度无显著变化、体积浓度明显降低、粒数中值直径(CMD)和粒子体积中值直径(VMD)呈降低趋势。②3种含水率卷烟的烟气气溶胶质量主要集中在100~1000 nm, 随着含水率增加, 质量粒径分布向小粒径位移, 抽吸口数相同条件下捕集的气溶胶颗粒总质量降低。  结论  上述规律可为卷烟加工工艺参数的优化和卷烟产品开发提供参考。      

两种抽吸模式下电加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布

为研究电加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布特性,采用DMS500快速粒径谱仪和模拟循环吸烟机,考察了加拿大深度抽吸(HCI)和ISO抽吸模式下电加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布。结果表明:(1)烟气稀释比为350∶1时测定结果的重现性好。(2)HCI和ISO两种抽吸模式下IQOS加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布均呈近似对数正态分布,且主要分布在20~200 nm;逐口烟气浓度均先逐渐增加后趋于稳定,HCI抽吸模式下烟气浓度明显高于ISO抽吸模式;逐口粒数中值直径(CMD)均先略微增加后趋于稳定,全部口数的平均CMD分别为50.2和58.5 nm。(3)ISO抽吸模式下,IQOS卷烟烟气气溶胶浓度明显高于glo卷烟,但glo卷烟烟气气溶胶粒径分布范围大于IQOS卷烟;二者气溶胶的CMD相近。加热不燃烧卷烟烟气气溶胶粒径稍大于电子烟,但明显小于传统卷烟;CMD、烟气浓度的逐口变化趋势也与传统卷烟和电子烟存在差异。     

点燃和加热条件下不同滤嘴通风率卷烟的气溶胶释放特征

为研究滤嘴通风率对不同类型卷烟烟气气溶胶释放的影响,制备了不同滤嘴通风率的两用型烟支（可燃吸、配套加热烟具加热后抽吸）,采用气相色谱仪（GC）和DMS500快速粒径谱仪,研究了点燃和加热条件下烟气气溶胶中的主要化学成分和粒径分布。结果表明：(1)在点燃和加热条件下,烟气出口温度均随滤嘴通风率的增加逐渐降低。(2)随着滤嘴通风率从0增加至64.08%,在点燃条件下,总粒相物及粒相物中烟碱、丙二醇、丙三醇和水分的释放量减少;在加热条件下,总粒相物、粒相物中烟碱和丙三醇的释放量先增加后略微减少,粒相物中丙二醇的释放量增加,粒相物和气相物中水分的释放量减少。(3)随着滤嘴通风率的增加,在点燃条件下,烟气气溶胶粒径均分布在60～2 000 nm范围内,粒数浓度减小,粒数中值粒径（CMD）增大;在加热条件下,滤嘴通风率为0时,烟气气溶胶粒径主要分布在40～500 nm;滤嘴通风率为47.86%和64.08%时,粒径主要分布在40～1 000 nm,粒数浓度与粒子体积浓度先增加后减小,CMD和体积中值粒径（VMD）增大。该研究结果可为卷烟通风打孔工艺参数的选择优化提供科学依据。     

不同加热温度加热卷烟抽吸过程中烟芯段气溶胶的动态分布

为研究加热温度对加热卷烟烟芯段气溶胶动态分布的影响,将加热卷烟样品与不同加热温度的同一加热器具配套使用,采用气溶胶原位表征系统对加热卷烟烟芯段各测试点的气溶胶进行原位取样和在线测试,考察了300、330和360℃3个加热温度条件下加热卷烟抽吸过程中烟芯段气溶胶主要物理特性的动态分布;进一步采用热电偶法对不同加热温度加热卷烟烟芯段的温度场进行表征,阐明温度分布对气溶胶分布的影响。结果表明：(1)不同加热温度条件下,烟芯段释放至空腔段的气溶胶粒径均呈现近似正态对数分布,随加热温度的升高,气溶胶的粒径和粒数浓度均增大。(2)不同加热温度条件下,烟芯段气溶胶的粒数中值粒径、粒数浓度和体积浓度均呈现相似的分布趋势,较大的粒数中值粒径、较高的粒数浓度和体积浓度主要分布于靠近加热片的中前段。(3)随加热温度的升高,烟芯段气溶胶的较大粒数中值粒径、较高粒数浓度和体积浓度分布区域呈明显的增加趋势。(4)加热卷烟烟芯段的温度分布与气溶胶分布直接相关,高温区域由于高浓度蒸汽成分的存在而有利于气溶胶的形成。     

加热温度对加热卷烟气溶胶物理特性的影响

为研究加热温度对加热卷烟气溶胶物理特性的影响,采用加热卷烟样品与不同加热温度的电加热器具配套使用,考察了不同加热温度条件下加热卷烟气溶胶的物理特性.结果表明:①在200～380℃范围内,随加热温度的升高,加热卷烟的粒数浓度、体积浓度和粒数中值粒径均升高,几何标准偏差呈现先增大后降低的趋势.②同一温度条件下,加热卷烟气溶...     

7种烟用添加剂对烟气气溶胶粒径分布的影响

为研究典型烟用添加剂（包括丙二醇、丙三醇、呋喃酮、香兰素、乙酰丙酸、亚麻酸和棕榈酸）对不同粒径烟气气溶胶粒相物质量分布的影响以及在气溶胶中的粒径分布,采用单通道吸烟机-电子低压撞击器（ELPI）,分12级捕集烟气气溶胶粒相物,进行重量分析研究粒相物的质量分布,并采用GC-MS和LC-MS/MS测定了7种添加剂在不同粒径气溶胶中的分布。实验结果表明,添加7种添加剂的卷烟样品,其气溶胶粒相物的质量均主要分布在中间粒径上（0.14~1.17 μm）,但添加不同添加剂对气溶胶质量粒径分布的影响不同,总体趋势如下:香兰素、乙酰丙酸、亚麻酸和呋喃酮能增加大于0.431 μm处粒相物质量,使小于0.261 μm处粒相物质量减小;丙二醇和丙三醇使0.261 μm处粒相物的质量减少;棕榈酸无明显影响。7种添加剂在不同粒径气溶胶粒相物中的释放量均随粒径增加先增加后减小,与粒相物质量分布一致,并主要分布在中等粒径0.261~0.722 μm的颗粒中,但不同添加剂在不同粒径粒相物中的浓度（释放量与粒相物质量之比）呈现不同的分布趋势:随着粒径的增加,丙二醇、乙酰丙酸、亚麻酸和棕榈酸的浓度先增加后减小,丙三醇的浓度先减小后略微增加,香兰素和呋喃酮的浓度无明显差异。添加合适的烟草添加剂可改变烟气气溶胶粒相物的分布,并在不同粒径粒相物中呈现不同的分布特征,研究结果可为卷烟配方设计及卷烟安全性研究提供理论基础和数据支持。      

传统卷烟和电子烟烟气气溶胶粒径分布研究

为了解传统卷烟和电子烟烟气气溶胶粒径分布特性, 按照ISO 的抽吸模式, 分别对10 个品牌的传统卷烟和电子烟进行测试。通过在线稀释, 采用模拟循环吸烟机和快速粒径谱仪对气溶胶粒径和浓度进行了测试。结果表明:(1)在相同的抽吸条件下, 传统卷烟气溶胶的颗粒、单位体积数浓度都比电子烟大;(2)在不同抽吸口数下, 传统卷烟气溶胶粒径每口之间差异很大, 而电子烟气溶胶粒径每口之间分布比较均匀。      

切丝宽度对卷烟主流烟气气溶胶粒径分布的影响

为研究切丝宽度对卷烟烟气气溶胶粒径分布特性的影响,采用DMS500快速粒径谱仪和电子低压撞击器(ELPI),在ISO抽吸模式下,分别研究了不同切丝宽度卷烟烟气气溶胶的粒数粒径分布和质量粒径分布特征。结果表明:(1)不同切丝宽度(0.7、0.9和1.1 mm)卷烟的烟气气溶胶粒子数随粒径大小均呈现出近似的对数正态分布,粒子主要分布在40～400 nm。切丝宽度为0.7 mm和0.9 mm时烟气气溶胶的粒子数浓度略高于切丝宽度为1.1 mm,随切丝宽度的增加烟气气溶胶粒数中值直径(CMD)逐渐减小。(2)3种切丝宽度卷烟烟气气溶胶的质量主要集中在粒径为100～1 000 nm范围内,随着切丝宽度的增加,烟气气溶胶质量中值直径(MMD)减小,气溶胶总质量降低。(3)随着烟丝切丝宽度增加烟气总粒相物、焦油、烟碱、水分和CO逐渐降低。(4)感官评吸结果表明随切丝宽度增加烟气量降低,烟气质变稍粗糙,烟气形态变短,烟气变蓬松,整体烟气感官品质略有下降。(5)综合考虑,切丝宽度为0.9 mm时,烟气粒子浓度高、粒径大小适中,烟气常规释放量较0.7 mm时低,并有较好的感官质量。     

卷烟主流烟气中糖和多元醇在不同粒径气溶胶中的分布研究

为研究糖和多元醇在卷烟主流烟气气溶胶中的分布,采用电子低压撞击器（ELPI）分级捕集烟气气溶胶粒相物,并通过气相色谱-质谱法（GC-MS）测定了不同圆周卷烟主流烟气气溶胶中糖和多元醇的粒径分布。捕集的气溶胶样品采用DMF提取,提取液加入BSTFA进行衍生化后,经DB-5MS弹性毛细管柱分离,选择离子监测模式测定,内标法定量。结果表明:（1）该法检测主流烟气气溶胶中10种糖和多元醇的检出限为1.6~14.8 ng/cig,加标回收率为82~112%。（2）超细支卷烟（圆周17.0 mm）和传统卷烟（圆周24.3 mm）的气溶胶的质量分布均主要集中在粒径0.144-0.722 μm,在粒径0.431 μm附近最集中,但超细支卷烟气溶胶中小粒径的粒相物质量比例高于传统卷烟。（3）10种糖和多元醇在烟气气溶胶中均有检出,在超细支卷烟和传统卷烟气溶胶中的粒径分布规律一致。不同类型的糖和多元醇在气溶胶中呈现不同的粒径分布趋势,其中1,2-丙二醇、乙二醇、果糖、葡萄糖、甘露糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-木糖的质量浓度呈现随粒径增加先增加后减小的趋势,在中间粒径的粒相物中（0.261~0.431 μm）浓度最高;而丙三醇、木糖醇则相反,其质量浓度随着粒径增加呈现先减小后增加的趋势,在中间粒径的粒相物中（0.431~0.722 μm）浓度最低。      

电子烟气溶胶中醛类化合物释放量的影响因素

为考察电子烟烟液的含水率、丙二醇与丙三醇比例、烟碱浓度和电子烟烟具输出功率对气溶胶中醛类化合物的影响,采用高效液相色谱法,将实验室配制的烟液填充至可填充式电子烟内,按照抽吸容量55 mL、抽吸频率30 s、抽吸持续时间3 s的模式抽吸50口,测定电子烟气溶胶中的甲醛、乙醛和丙烯醛的释放量。结果表明:①甲醛主要源于丙三醇的裂解,乙醛主要源于丙二醇的裂解,丙烯醛主要源于较高温度条件下丙三醇的脱水。②醛类化合物的释放量随烟碱浓度的升高而降低,随烟具输出功率的升高而增加。③含水率对醛类化合物释放量的影响较小。      

不同原料稠浆法再造烟叶加热卷烟的气溶胶释放特性

  目的  研究稠浆法再造烟叶原料类型对加热卷烟气溶胶释放特性的影响。  方法  选取代表性类型烟叶为原料, 制成稠浆法再造烟叶并卷制成加热卷烟, 比较加热条件下释放的气溶胶粒数浓度、粒数中值直径(CMD)、烟雾量和香气成分。  结果  (1) 不同类型的上部烟叶, 粒数浓度为烤烟和晒黄烟高, CMD为晒黄烟、烤烟和香料烟大, 烟雾量为晒黄烟和烤烟大。(2)不同类型烟叶原料再造烟叶热解释放的香气成分差异明显, 白肋烟为原料的样品产生的茄尼酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、生物碱代谢物麦斯明和可替宁、吡嗪和吡啶类氮杂环物质多; 晒黄烟为原料的样品产生的5-羟甲基糠醛和糠醛等醛类、4-羟基-2, 5-二甲基-3(2H)-呋喃酮等酮类、糠醇、愈创木酚、麦斯明、可替宁多; 晒红烟为原料的样品产生的吡嗪类、生物碱代谢物多; 香料烟为原料的样品产生的苯乙醛多; 烤烟为原料的样品产生的香气成分大多处于居中水平, 且受烤烟香型和烟叶部位的影响。  结论  通过稠浆法再造烟叶原料的选用, 可改变产生的气溶胶粒径、浓度及香气成分释放量。      

抽吸条件对卷烟主流烟气氰氢酸释放量影响的研究

为考察不同抽吸条件对主流烟气中氢氰酸(HCN)释放量结果的影响,在吸烟机上,通过改变吸烟参数,对4种卷烟主流烟气中HCN释放量进行了测试.研究表明:抽吸条件的变化对主流烟气中HCN的释放量影响相当大,增加抽吸容量,减少抽吸持续时间,缩短抽吸间隔时间,减小滤嘴通风孔通风率以及减少烟蒂长度均能引起主流烟气中HCN释放量的增加,但并不呈线性,因此,在吸烟支数相同的情况下,通过改变抽烟习惯,可减少吸烟者对HCN的摄入量,提高吸烟安全性.     

卷烟吸燃耗氧量影响因素

为研究卷烟设计参数、抽吸参数和燃烧速率对卷烟燃吸耗氧量的影响,采用吸烟机和顺磁氧气分析联用系统建立了卷烟吸燃耗氧量的测试方法,考察了不同抽吸条件下和不同设计参数的卷烟吸燃耗氧量变化,并研究了吸燃耗氧量与燃烧速率和烟气常规成分之间的相互关系。结果表明：(1)卷烟吸燃耗氧量随抽吸容量、抽吸持续时间、膨胀烟丝含量、再造烟叶丝含量、卷烟纸定量、卷烟纸钾钠比、卷烟纸填料含量和烟支圆周的增加而升高,随烟支单支质量、膨胀梗丝含量和卷烟纸透气度的增加而降低,随烟丝宽度和卷烟纸助燃剂含量的增加呈先升后降变化趋势。(2)卷烟吸燃耗氧量与卷烟吸燃速率、烟丝静燃速率和卷烟静燃速率显著正相关,与烟碱、TPM、焦油及抽吸口数显著负相关,与水分和CO无显著相关性。     

卷烟主流烟气气溶胶分布研究

对卷烟主流烟气气溶胶分布进行了研究,按照标准吸烟条件,对4个卷烟进行了测试,通过在线200倍稀释,采用测量范围在7～10000 nm的电子低压撞击器对气溶胶粒径和浓度进行了测试。试验结果表明,不同卷烟主流烟气气溶胶分布有一定的差异,烟气气溶胶浓度随抽吸口数增加而增加,所测试的A、D样品气溶胶最高浓度粒径出现在0.261～0.381μm,B、C样品卷烟气溶胶最高浓度粒径出现在0.028μm;A、D样品卷烟气溶胶平均粒径为0.23μm,而B、C样品卷烟平均粒径为0.16μm;4种卷烟主流烟气气溶胶平均浓度介于1.09×109～2.21×109个/cm3之间,而相应每支烟的总粒子数介于2.29×1011～3.88×1011个粒子。