烟草是一种成分复杂的生物质,其热解产物对卷烟品质有着至关重要的影响。烟气中的化学组分约1/3直接来自烟草,其余则是在卷烟燃烧过程中,通过蒸馏、裂解、燃烧、聚合等一系列复杂的过程产生的。卷烟通过燃烧形成烟气被吸入体内,烟气中都是一些挥发性、半挥发性组分,利用热分析技术,可以模拟卷烟的燃吸过程,并对卷烟燃吸产物进行在线分析。
经过数十年的发展,热分析技术在烟草中的应用研究已经在卷烟燃烧机理、烟草添加剂裂解、烟气特殊成分形成机理、卷烟纸热解等方向形成了一定的研究基础,为“减害降焦”“增香保润”和“新型烟草制品”等研究领域基础共性和关键技术问题的解决提供了有效支撑。将来,热分析技术应重点解决卷烟燃烧匹配性判定、燃烧产物的实时在线检测、燃烧锥理化特性的动态表征、烟草加热非燃烧状态下产物理化特性监测与分析等研究领域的技术难题,建立燃烧热解分析评价技术体系,推动技术应用转化和推广工作,实现燃烧热解分析技术的规范化和标准化。热分析技术开发及其在烟草中的应用研究将在以下四个方面不断深入,更好地服务于烟草研究和卷烟开发。
第一,卷烟燃烧过程的模拟。通过对烟草燃烧过程的模拟,可以考查单一成分或卷烟中含有的添加剂在燃吸过程中是如何进入烟气的,但是裂解分析属于模拟技术,所得到的结果还应与烟气化学成分进行比较才能得到确认。
第二,卷烟新配方的设计。卷烟新配方的设计对烟草行业具有重要意义,经典的方法是通过对设计的配方进行人工评吸,而评吸人员由于受味觉、情绪、健康状况等因素的影响,会对同一种配方的卷烟得到不同的评吸结果,通过模拟分析实验,再配合化学计量学等手段,有可能建立可以量化的卷烟评吸指标,避免因主观和客观因素造成的不同的评吸结果。研究不同卷烟燃烧条件下多种香味组分释放量的变化情况,从而为卷烟新配方的设计、辅助材料的选择、添加剂的使用提供有用的参考数据。(www.xing528.com)
第三,烟气中香味组分和有害成分的研究。通过热分析模拟实验,研究不同卷烟燃烧条件下多种香味组分和有害成分释放量的变化情况,在此基础上,进行烟气质量与卷烟燃烧状况的关联性研究,从而为烟用添加剂的使用、卷烟设计和卷烟质量的改进提供重要的参考依据。
第四,新型烟草研发:新型烟草(尤其是加热卷烟)是新兴战略性烟草产品,特征在于加热烟草而非燃烧,有害成分释放量较低并提供给消费者一定特征烟草感受。不同于卷烟燃烧,加热卷烟气溶胶输出是通过烟具对芯基材的传热和传质过程实现。通过供电加热的调整以及对流场通道结构设计,可以实现对烟气产生与传输量进行控制。由于热源给热方式的多样性,现阶段加热卷烟传热传质机制上没有明确的探讨结论。因此,在加热卷烟烟气形成机理上有广阔的空间,热分析技术仍是探索这块领域最为有效的手段。
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