不同产地烟草精油的提取及化学组成分析

选取四川、贵州和福建三地烟草为原料,用水中蒸馏法提取烟草精油。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪对不同产地烟草精油的组成及含量进行分析,比较了不同产地对产物产率及组成的影响。研究结果表明:产自福建、四川和贵州的烟草平均得率分别为0.1391%、0.0851%和0.1075%,相应的新植二烯分别为39.86%、36.12%和44.88%。对比分析显示:产自福建的烟草得油率最高,特征香气适中;产自贵州的烟草精油得油率适中,烟草香气突出,有明显甘草香气;产自四川的烟草精油得油率较低,香气较弱。     

过热水蒸气蒸馏-干馏法提取烟草香料的组成及香气构效关系

为了提高得率，获得烤香浓郁的烟草香料，使用过热水蒸气蒸馏-干馏集成技术制备烟草香料，比较了水蒸气蒸馏法、干馏法与过热水蒸气蒸馏-干馏集成技术在得率、物质组成、香气特征及品吸口感方面的差异，结果表明：（1）水蒸气蒸馏法得率为0.11%，主要化学成分为新植二烯（44.88%）、茄酮（10.14%），其香气特征以清香、草香为主，缺乏烤香、焦甜香。（2）干馏法得率为1.17%，主要化学成分为烟碱（24.77%）、糠醇（6.69%）、甲基环戊烯醇酮（1.14%），香气较丰富，呈现烤甜香。（3）过热水蒸气蒸馏-干馏集成技术得率为10.98%，主要化学成分为烟碱（25.84%）、甲基环戊烯醇酮（7.11%）、糠醇（6.72%）、乙基环戊烯醇酮（5.59%）、糠醛（4.51%）、愈创木酚（4.45%），香气丰富，烟气成团性好，刺激和杂气减少。过热水蒸气蒸馏-干馏集成技术可得到不同香气风格的烟草干馏香料，用于加热卷烟中提升了抽吸品质，在大幅度提高得率的同时解决了单一提取方法下烤香味不足及容易焦糊等问题。     

电子烟多口抽吸过程的传热传质数值模拟

为探究电子烟烟液在多孔雾化芯内雾化过程中的传热传质行为, 建立了适用于模拟电子烟多口抽吸使用场景的多口抽吸模型, 并应用MATLAB软件对模型进行求解, 经验证模型具有一定的准确性。利用多口抽吸模型模拟逐口抽吸条件下电子烟烟液相变过程的传热传质特性、烟液成分变化并计算热效率。结果表明:①雾化芯孔隙中的烟液在抽吸间隙发生降温, 在30 s的抽吸间隙内, 烟液温度无法降至环境温度, 随着抽吸口数的增加, 逐口抽吸开始时刻和结束时刻的烟液温度较上一口相比平均提高4.4%;②在模拟的5口抽吸中, 烟液的平均气化速率呈现先增大后减小的趋势, 第2口抽吸时烟液的平均气化速率达到最大值2.80 mg/s;③随着抽吸口序的增大, 逐口的系统升温耗能呈现先减小后增大的趋势, 逐口的烟液气化耗能呈现先增大后减小的趋势, 逐口的导热、对流、辐射3项热损失不断增大, 每一口抽吸的热损失较上一口分别平均提高8.4%、6.8%、11.6%。每口抽吸的热效率随抽吸口数的增加而减小, 当抽吸口数从1口增加至5口, 每口抽吸的热效率从93.3%降至90.9%。      

毛细非饱和多孔介质液气相变传质特性数值模拟

根据多孔介质连续介质假设及有限差分法,运用Matlab软件对柱形多孔介质内双组分液体的毛细输运-受热相变过程开展数值模拟,并考虑介质对液体的毛细输运极限对相变传质的限制作用,结合实验验证,研究不同加热功率,孔隙率和液体组成对多孔介质传质特性的影响.结果表明:传质性能由相变传质和介质毛细输运极限共同决定.介质毛细输运极限决定了多孔介质传质性能的上限,且主要与孔隙率有关.随着孔隙率增加,液体毛细输运极限质量速率逐渐增大.加热功率和液体组成主要影响多孔介质的相变过程.加热功率越高,液体气化越多,则多孔介质传质特性越趋近其上限.当其它因素不变时,多孔介质存在最佳的介质孔隙率使得传质性能最好.     

不同类型的加热卷烟原料性能比较

  目的  为开发适用于加热卷烟烟支用原料，掌握不同制造工艺原料的物理化学特性的区别。  方法  通过收集不同的加热卷烟原料样品，采用光学显微镜法、差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry, DSC）、热重红外联用（TG-IR）和裂解气相色谱质谱联用（Py/GC-MS）分析了加热卷烟原料叶丝结构及热性能。  结果  ① 光学显微镜照片显示加热卷烟用原料烟叶叶丝表面湿润，辊压法和稠浆法再造烟叶丝结构紧密，干法造纸法造纸法叶丝结构呈多孔疏松，湿法造纸法再造烟叶丝纤维结构明显，结构略疏松；②热性能分析表明叶丝、辊压法和稠浆法再造烟叶丝在50℃~400℃温度区间吸热量为（1023±150）J/g、（1280±200）J/g和（1190±180）J/g，较其它再造烟叶丝样品低，吸热量小反映了样品需要较少的外源能量即可达到目标温度；③热重红外联用和裂解气相色谱质谱联用结果表明不同工艺下的加热卷烟原料逸出气体的主要成分差别不大，主要为甘油、二氧化碳和烟碱等，稠浆法样品相较其它样品而言，在200℃~400℃下物质释放更稳定。  结论  烟丝、辊压法和稠浆法再造烟叶丝较干法和湿法再造烟叶丝结构更为致密，单位质量升高相同温度时吸热量更低，在烟支制造过程中提高发烟段原料填充量及节约加热烟具能量等方面具有优势。      

不同部位烤烟化学成分及热解产物与加热卷烟感官质量的关系

为探究不同部位烤烟原料制成的加热卷烟感官质量差异及其产生原因，以湖南郴州不同部位烤烟国标仿制样品为材料，对其热解产物和化学成分与感官质量的关系进行了分析。结果表明，中部烟叶作为加热卷烟原料感官质量评价得分最高，但质量档次得分与下部烟叶差异不显著。不同部位烤烟原料热裂解气溶胶中生物碱类物质含量以上部烟叶最高；呋喃类、醛酮类和有机酸类成分总量以中部叶最高；酚类致香成分总量以下部烟叶最高，但与中部烟叶无明显差异。化学成分中总植物碱、总氮含量与劲头显著相关且相关系数分别达到0.892和0.837；除劲头外各感官指标随总糖、还原糖、钾含量的提高而提高。烤烟原料热解产物与加热卷烟刺激性的相关性最显著，与香气、质量档次和总分相关性相对较弱。除酯类、生物碱类、硬脂酸及2,3’-联吡啶外的热解产物与加热卷烟感官质量贡献基本一致，均与除劲头外的感官指标呈正相关。     

电子烟导油绳内传热传质规律的数值分析

  背景和目的  电热雾化器的工作性能是关系电子烟质量的重要因素之一, 不同电热功率、导油绳的毛细作用都会对导油绳内的温度梯度、液体浓度梯度、烟油的汽化速率产生影响从而影响烟气品质, 因此研究导油绳内的传热传质、场分布以及烟油汽化量的变化规律对电子烟雾化器的设计与改进具有重要意义。  方法  采用数值模拟的方法, 建立电热丝与导油绳的传热模型、烟油在导油绳内的输运模型以及烟油达到相变点后的汽化模型, 通过实验验证该模型的可靠性。  结果  在一定范围内, 导油绳内径向最大温度梯度和浓度梯度随加热时间近似成二次函数关系; 液体汽化量与加热时间近似成线性关系且随加热功率的增大而增加; 干烧时间点随加热功率和扩散系数的增大分别成指数和对数关系递减。      

3种电加热卷烟专用再造烟叶的甘油饱和吸附特性

为探究电加热卷烟专用再造烟叶（简称再造烟叶）甘油饱和吸附量的吸附规律和主要影响因素，使用化学吸附仪测定了不同类型再造烟叶对甘油的饱和吸附量及在程序升温条件（30~350 ℃）下甘油的脱附量。通过分析甘油在再造烟叶上的吸附量和吸附类型，结合再造烟叶材料的比表面积、孔径分布、表面官能团等表面性质，阐释不同再造烟叶材料的表面性质与甘油饱和吸附量之间的相互关系。结果表明:①再造烟叶的比表面积和孔结构越大越有利于提高甘油表面的吸附量；此外，再造烟叶丰富的表面含氧官能团可与甘油形成多重氢键作用，不仅可以提高甘油在再造烟叶表面的吸附量，还能提高甘油在再造烟叶表面的吸附强度。②再造烟叶的含水率越高，其表面的含氧官能团的量越高，越有利于甘油在再造烟叶表面的吸附。