CN208313658U - 一种辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，其包括控制模块A、加热模块B和捕集模块C，捕集模块C包括烟气捕集器(6)和剑桥滤片(7)，加热模块B包括红外镜面反射炉(11)，红外镜面反射炉(11)内设置有石英管(12)，石英管(12)与烟气捕集器(6)气流导通连接，控制模块A包括数字式气体质量流量控制器(3)、空气压缩机(4)、温度传感器(10)和程序温度控制器(13)，本实用新型操作简便，不需要进行前处理，人工干预少，大大提升了工作效率和分析准确性。

Description

一种辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置

技术领域

本实用新型属于烟草设备领域，涉及一种辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置。

背景技术

当前，吸烟与健康并存，环境烟草烟气、烟草制品的低危害性等问题受社会各界日益关注，由此，低温加热不燃烧烟草制品应运而生。与传统卷烟相比，加热不燃烧卷烟抽吸中虽然加热但不燃烧，整个过程的温度都在350℃以下，既能使烟叶刚好挥发香味物质又能减少有害物质的产生，受广大消费者青睐。产品日渐流行，不同品牌间竞争激烈，此时如何加快新产品的开发进程及老产品的质量监控，成为了加热不燃烧卷烟品牌竞争中的关键因素，也是主要难题，要从源头上开发加热不燃烧卷烟，需要对加热不燃烧卷烟的烟气成分进行分析，才能找到消费者容易接受并喜欢的烟气类型，因此急需开发一种简便精准的加热不燃烧卷烟产品开发及烟气质量评价辅助装置，快速完成产品的开发、评价。

实用新型内容

本实用新型提供一种辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，其有效解决了加热不燃烧卷烟烟气难捕集的问题。

一种辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，其包括控制模块A、加热模块B和捕集模块C，捕集模块C包括烟气捕集器6和剑桥滤片7，剑桥滤片 7设置在烟气捕集器6内，加热模块B包括红外镜面反射炉11，红外镜面反射炉11内设置有石英管12，石英管12与烟气捕集器6气流导通连接，控制模块A 包括数字式气体质量流量控制器3、空气压缩机4、温度传感器10和程序温度控制器13，数字式气体质量流量控制器3、温度传感器10和程序温度控制器13 分别与石英管12电连接，空气压缩机4与数字式气体质量流量控制器3电连接。

上述辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，捕集模块C还包括尾气收集装置5，尾气收集装置5与烟气捕集器6气流导通连接。

上述辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，控制模块A还包括冷却水循环装置8，冷却水循环装置8为冷却水循环管，其缠绕在红外镜面反射炉11 的外圆周上。

本实用新型中，数字式气体质量流量控制器3和程序温度控制器13分别用于控制石英管12中的空气的流量和温度变化；程序温度控制器13可设置升温降温程序，完全模拟加热不燃烧卷烟抽吸时的温度变化；温度传感器10可实时传递监控石英管12中的温度变化；工作站14为计算机，可通过软件对反应的温度和空气流量进行控制。

本实用新型中，加热模块B的原理是以高能流密度红外灯为热源，产生的红外线经镀金的抛物镜面反射后聚焦到中心炉管，使其对石英管12进行加热，从而使温度快速升高。石英管12为透明厚壁管，可通过选择不同的管径从而使其与实际烟支的直径保持一致，并且可根据开发需求组装烟丝或薄片丝、卷烟纸和滤棒等放入石英管12中进行抽吸，无需像传统的吸烟机那样先进行机器卷接再进行烟支抽吸，且抽吸过程完全模拟加热不燃烧卷烟的管式加热原理，还原度较高。

本实用新型中，烟气捕集器6可使用剑桥滤片7，也可通过吸收瓶等设备采用溶剂萃取或固相微萃取等方式收集烟气。尾气收集装置5可根据实验室配备条件进行选择，可采用吸附法、吸收法或生物过滤等方法进行。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的加热不燃烧卷烟烟气捕集抽吸装置，结构简单、自动化程度高。

2、本实用新型的装置可自由组装烟丝或薄片丝、卷烟纸和滤棒等放入石英管12中进行抽吸，无需像传统的吸烟机那样先进行机器卷接再进行烟支抽吸，且抽吸过程模拟加热不燃烧卷烟的管式加热原理，还原度高。

3、本实用新型的装置在操作过程中，温度气流可调可控，可直接还原加热不燃烧卷烟抽吸时的环境，模拟实际抽吸状态。

4、操作简便，不需要进行前处理，人工干预少，大大提升了工作效率和分析准确性。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置操作过程中加热不燃烧卷烟抽吸过程中的升温程序；

图3是利用本实用新型装置捕集的加热不燃烧卷烟烟气测试样品中主流烟气的GC-MS/MS总离子流图；

图中，1-电源开关，2-红外镜面反射炉主机，3-数字式气体质量流量控制器， 4-空气压缩机，5-尾气收集装置，6-烟气捕集器，7-剑桥滤片，8-冷却水循环装置，9-烟支，10-温度传感器，11-红外镜面反射炉，12-石英管，13-程序温度控制器，14-工作站。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型做进一步详细说明，实施例仅限于说明本实用新型，而非对本实用新型的限定。

实施例1

第一步：抽吸过程中的控温测试

(1)参照加热不燃烧卷烟抽吸过程中的实际温度变化编辑升温程序(如图 2所示)；

(2)依次打开冷却水循环装置8、空气压缩机4、红外镜面反射炉11和程序温度控制器13，设置气体流量，在烟气捕集器6中放入新的剑桥滤片7，石英管12放入加热不燃烧卷烟，在工作站14中点击开始进行实验；

(3)结果：当进行***升温时，温度目标值会在短时间(1s)内高于理论值，范围在0～2℃以内，升温时间与理论时间的差异为±2s；当恒温反应时，实际的温度会在理论值的±0.8s内波动，该装置升温迅速，恒温控制稳定，整个过程与升温程序的设定值基本保持一致，温度控制效果较好。

第二步：抽吸过程中的气流控制测试

(1)在工作站14中设置气体流量为50sccm；

(2)依次打开冷却水循环装置8、空气压缩机4、红外镜面反射炉11和程序温度控制器13，编辑升温程序，在烟气捕集器中放入新的剑桥滤片7，石英管 12中放入加热不燃烧卷烟，在工作站14中点击开始进行实验。

(3)结果：实验过程中气体流量的实际变化范围为49.98～50.02sccm，气流控制效果较好。

第三步：加热不燃烧卷烟主流烟气捕集及挥发性成分分析测试

(1)加热不燃烧卷烟样品制备：将调配好的烟丝或薄片丝均匀地放在卷烟纸中线位置，手工简单卷制置于石英管12中，在靠近烟气捕集器6的一端紧挨烟丝及卷烟纸放入挑选好的滤棒备用。

(2)仪器条件：

烟气捕集抽吸装置的条件设置：升温程序：开机后迅速升温至200℃并保持 5s，然后18s内升温至290℃后在15s内降温至280℃，保持45s，2s内升温至 285℃，保持8s，2s内升温至290℃，保持8s，2s内升温至295℃，保持8s，最后在17s内升温至300℃，保持230s；气体流量：50sccm。

固相微萃取条件：萃取头：粉色(Supelco 65μm PDMS/DVB)，萃取温度：80℃，萃取时间：20min，解吸附时间：3min，萃取头转速：250rpm。

GC-MS/MS气相色谱条件：DB-5MS弹性毛细管色谱柱(30m×0.25mm id ×0.25umdf，美国Agilent公司)；进样口温度：250℃；加载气：氦气(纯度≥99.999％)，恒流模式：1.0mL/min；进样量：1μL；分流进样；分流比： 10:1(0.00min-3.00min),100:1(3.00min-8.00min),20:1(8.00min-62.00min)；升温程序：初始温度60℃，保持1min，以10℃/min的速率升温至250℃并保持 10min。质谱条件：电离方式：电子轰击源(EI)；传输线温度：250℃；离子源温度：200℃；电离能量：70eV；溶剂延迟：3.5min；扫描模式：Full Scan 全扫描模式(扫描范围：30-500)。

(3)实验方法

A、手工组装制备加热不燃烧卷烟样品，置于石英管12中备用；

B、通过烟气捕集抽吸装置收集主流烟气；

C、采用气相色谱质谱联用仪检测主流烟气中的挥发性成分；

D、采用数据库检索确定未知物，根据面积归一化法半定量结果筛选关键成分。

本实施例中，样品为薄片丝，收集方式为剑桥滤片捕集，采用固相微萃取进样分析，其定性及关键成分分析筛选结果如表1所示：

表1加热不燃烧卷烟测试样品主流烟气中关键挥发性成分的定性及半定量结果

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Claims (3)

1.一种辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，其特征在于，其包括控制模块A、加热模块B和捕集模块C，捕集模块C包括烟气捕集器(6)和剑桥滤片(7)，剑桥滤片(7)设置在烟气捕集器(6)内，加热模块B包括红外镜面反射炉(11)，红外镜面反射炉(11)内设置有石英管(12)，石英管(12)与烟气捕集器(6)气流导通连接，控制模块A包括数字式气体质量流量控制器(3)、空气压缩机(4)、温度传感器(10)和程序温度控制器(13)，数字式气体质量流量控制器(3)、温度传感器(10)和程序温度控制器(13)分别与石英管(12)电连接，空气压缩机(4)与数字式气体质量流量控制器(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，其特征在于，捕集模块C还包括尾气收集装置(5)，尾气收集装置(5)与烟气捕集器(6)气流导通连接。

3.根据权利要求1所述的辅助加热不燃烧卷烟开发的烟气捕集抽吸装置，其特征在于，控制模块A还包括冷却水循环装置(8)，冷却水循环装置(8)为冷却水循环管，其缠绕在红外镜面反射炉(11)的外圆周上。