[發(fā)明專利]一種吸煙機—主流煙氣冷阱捕集一體化裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910043580.1
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN101566535A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設計）人: 文建輝;鐘科軍;王志國;毛友安
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南中煙工業(yè)有限責任公司
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01N1/42;B01D8/00;B01D5/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于卷煙制造研究領域，涉及一種吸煙機-主流煙氣冷阱捕集一體化裝置及其使用方法。?

背景技術(shù)

卷煙燃吸時形成的主流煙氣氣溶膠是一種氣、液、固三相共存的體系，分為氣相和粒相兩個部分，煙氣組分中的致香成分大部分存在于粒相組分中，但仍有少部分存在于氣相組分中。對于在標準條件下吸煙機抽吸卷煙產(chǎn)生的主流煙氣的收集，一個理想的煙氣收集裝置應滿足以下要求：結(jié)構(gòu)簡單；收集效率高，能定量地收集；容易清洗；有比較好的重現(xiàn)性，可靠性高；所收集的物質(zhì)應盡可能符合天然煙氣氣溶膠的成分，避免收集過程中各種副反應的發(fā)生。?

劍橋濾片是目前使用最為普遍的主流煙氣收集方法，劍橋濾片能定量地捕集主流煙氣中的粒相物質(zhì)，但仍有氣相中少量的致香成分不能捕集，而且劍橋濾片捕集物需要進行同時蒸餾萃取等后續(xù)處理步驟，這種高溫長時間的處理導致很多副反應的產(chǎn)生，使最終樣品與天然煙氣氣溶膠的化學成分產(chǎn)生偏差，不利于主流煙氣的研究。主流煙氣收集方法還有靜電沉積、噴射撞擊、固體吸附、溶劑吸收等，這些方法有的只能捕集特定組分，如固體吸附和溶劑吸收法，靜電沉積存在放電和臭氧，增加了形成人為產(chǎn)物的機會，噴射撞擊法也只能捕集粒相物，且操作要求高。冷阱捕集法是采用制冷劑將煙氣快速凝華為固態(tài)，該方法可實現(xiàn)煙氣中不同揮發(fā)性組分的選擇性捕集，甚至可實現(xiàn)100％的全煙氣組分捕集。有研究者采用聚四氟乙烯材料制作冷阱對主流煙氣中的有害元素進行捕集分析，但這種冷阱熱交換效率比較差，在低溫條件下裝置的氣密性難以得到保證，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。因此，有必要開發(fā)一種裝置集成度高、操作簡便、捕集效率高、重現(xiàn)性好、無人為產(chǎn)物形成的主流煙氣收集方法，以利于主流煙氣整體特征的研究。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種裝置集成度高、操作簡便、對主流煙氣的捕集效率高、重現(xiàn)?性好的吸煙機-主流煙氣冷阱捕集一體化裝置及其使用方法。?

本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的。?

一種吸煙機-主流煙氣冷阱捕集一體化裝置依次由持煙器(1)，冷阱捕集裝置(2)，劍橋濾片(3)和單通道吸煙機(4)通過管道連接而成。所述的冷阱捕集裝置(2)包括主流煙氣捕集管(5)，冷阱捕集裝置(2)內(nèi)裝有制冷劑，主流煙氣捕集管(5)浸入制冷劑中，所述的主流煙氣捕集管(5)為螺旋狀結(jié)構(gòu)的石英管。?

所述的吸煙機-主流煙氣冷阱捕集一體化裝置的使用方法如下：首先對冷阱捕集裝置中的制冷劑進行調(diào)制，使其溫度不低于-115℃，再依次用管道連接好持煙器，冷阱捕集裝置，劍橋濾片和單通道吸煙機，所述的冷阱捕集裝置包括主流煙氣捕集管，冷阱捕集裝置內(nèi)裝有制冷劑，主流煙氣捕集管浸入制冷劑中；然后將煙支進行吸煙，每口產(chǎn)生的主流煙氣進入主流煙氣捕集管，主流煙氣在主流煙氣捕集管中有時間進行充分冷凝，保證煙氣成分的定量捕集；卷煙抽吸完成后，向主流煙氣捕集管內(nèi)加入有機溶劑，充分振蕩，提取主流煙氣冷凝物，重復提取多次，合并提取液進行分析檢測。?

吸煙機-主流煙氣冷阱捕集一體化裝置中的單通道吸煙機為一臺通過計算機后臺支持軟件進行控制的精密注射泵，該注射泵可以按照YC/T29-1996標準進行吸煙，即單口抽吸容量為35ml，抽吸時間為2s，抽吸間隔為58s，抽吸流量-時間圖為鐘形曲線，也可以根據(jù)具體的實驗需要對以上參數(shù)進行更改。注射泵的入口端連接冷阱捕集裝置，冷阱捕集裝置包括有主流煙氣捕集管，冷阱捕集裝置內(nèi)裝有制冷劑，主流煙氣捕集管浸入制冷劑中。主流煙氣捕集管為一螺旋狀石英材質(zhì)管，內(nèi)徑6mm，管壁厚度為1mm，其有效冷凝容積為35ml。主流煙氣捕集管入口端接有一個卷煙夾持器，用于吸煙時固定煙支，主流煙氣捕集管出口與注射泵入口相連接，在主流煙氣捕集管出口與注射泵之間裝有一個劍橋濾片，該濾片既可以保護注射泵免受污染，也可以由抽吸完卷煙后濾片上截留物判斷冷阱的主流煙氣捕集效率。?

(1)主流煙氣成分的捕集：首先對冷阱捕集裝置中的制冷劑進行調(diào)制，使其溫度達到要求，連接好吸煙機-主流煙氣冷阱捕集一體化裝置，用已經(jīng)溫度、濕度平衡好的煙支進行吸煙，每口產(chǎn)生的35ml主流煙氣進入石英的主流煙氣捕集管，主流煙氣在捕集管中有58s的時間進行充分冷凝，可以保證煙氣成分的定量捕集。卷煙抽吸完成后，向捕集管內(nèi)加入1.0ml有機溶劑，充分振蕩，提取主流煙氣冷凝物，重復提取多次，合并提取液。?

(2)主流煙氣樣品的分析：向提取液中加入適量無水硫酸鈉去除樣品中的水分，加入內(nèi)標，定容后直接進入氣相色譜-質(zhì)譜儀分析檢測。通過比較本方法與同時蒸餾萃取方法?的色譜數(shù)據(jù)，對該裝置的主流煙氣捕集效率、重復性、圖譜特征等參數(shù)進行評價。?