不同结构的通道型材料对加热...烟烟气温度及抽吸品质的影响_周枫.pdf

202302基础研究40Modern Chemical Research当代化工研究202302基础研究40Modern Chemical Research当代化工研究不同结构的通道型材料对加热卷烟烟气温度及抽吸品质的影响周枫1 蒋琛2 凌孝存1 畅晓渊1 荆华2 郑红亮2（1.深圳烟草工业有限责任公司 广东 518108 2.江苏大亚滤嘴材料有限公司 江苏 212300）摘要：为分析不同结构的通道型材料对加热卷烟烟气温度及抽吸品质的影响，研究通道材料对烟气温度的降温规律，考察了纸管、覆膜纸管、多通道降解管以及醋纤空管滤棒对烟气温度及抽吸品质的影响。结果表明：（1）多通道降解管由于与烟气的接触面积更大，降温效果最好，且降温性能稳定。（2）醋纤空管滤棒用作加热烟的降温段效果也较好，但是烟气感官会发酸，刺感较大。（3）打孔可有效较低烟气温度，但对抽吸满足感的负面影响较大。（4）在抽吸段加入功能物质，可以有效提高加热烟的烟气品质，并且可以较好的改善口腔中的感受。本研究结果可为加热卷烟专用滤棒的设计提供参考。关键词：通道型材料；加热卷烟；烟气温度；烟气品质中图分类号：TQ 文献标识码：AInfl uence of Diff erent Channel Type Materials on Temperature and Smoking Quality of Heated Cigarette SmokeZhou Feng1,Jiang Chen2,Ling Xiaocun1,Chang Xiaoyuan1,Jing Hua2,Zheng Hongliang2(1.Shenzhen Tobacco Industry Co.,Ltd.,Guangdong,5181082.Jiangsu Daya Filter Materials Co.,Ltd.,Jiangsu,212300)Abstract：In order to analyze the influence of channel type materials with different structures on the flue gas temperature and suction quality of heated cigarettes,the cooling law of channel materials on the flue gas temperature was studied,and the influence of paper tubes,coated paper tubes,multi-channel degradation tubes and acetate fiber empty tube filter rods on the flue gas temperature and suction quality was investigated.The results show that:(1)The multi-channel degradation tube has the best cooling effect and stable cooling performance because of its larger contact area with flue gas.(2)Acetate fiber empty tube filter rod can also be used as the cooling section for heating smoke,but the smoke will be sour and prickly.(3)Perforating can effectively lower the flue gas temperature,but has a greater negative impact on the satisfaction of suction.(4)Adding functional substances in the suction section can effectively improve the quality of the flue gas of the heated smoke,and can better improve the feeling in the mouth.The results of this study can provide a reference for the design of special filter rods for heating cigarettes.Key words：channel type material；heating cigarettes；flue gas temperature；flue gas quality电加热卷烟是加热卷烟的主要形式，在国际市场上发展迅速，针对电加热卷烟的研究已经成为烟草行业的热点问题1。研究重点主要集中于加热温度2、烟弹构成以及烟气成分等方面，而对加热卷烟专用滤棒的研究鲜有报道。王乐等3研究了功能滤嘴结构特征对加热卷烟中特定成分的迁移规律，并没有研究功能滤嘴结构特征对烟气温度及烟气品质的影响。加热卷烟专用滤棒的降温性能对加热卷烟极为重要，因此，考察了不同结构的通道型材料制成的加热卷烟专用滤棒的降温性能，旨在为加热卷烟专用滤棒设计与优化提供技术支撑。1.材料与方法(1)试验材料卷烟采用10种不同设计的电加热卷烟烟支，编号110号。烟支总长度为45mm，其中发烟释香段长度15mm，所有烟支圆周均为23.00mm。其中样品8和样品9的抽吸段中分别加入了降温凝胶和凉味爆珠；样品10的通道材料端为打孔纸管，可以引入外部冷空气。滤棒结构如图1所示，由通道材料段和抽吸段两部分组成，滤嘴长度为30mm，各部分参数具体见表1。图1 电加热卷烟烟支结构示意图仪器SML1000E电子烟吸烟机（合肥众沃仪器技术有限公司）。(2)试验方法烟气温度检测202302基础研究41Modern Chemical Research当代化工研究202302基础研究41Modern Chemical Research当代化工研究表1 试验烟支设计参数表样品编号发烟释香段长度/mm通道材料段长度/mm抽吸段长度/mm通道材料115237纸管215237覆膜纸管315237三通道降解管415237七通道降解管515237壁厚1.0mm空管615237壁厚1.5mm空管715237壁厚2.0mm空管815237（凝胶棒）纸管915237（凉味爆珠棒）纸管1015237打孔纸管样品110，每种样品随机抽取20支，放入自动吸烟机，利用烟气温度检测器检测烟气温度，并记录每一口的烟气温度。根据文献4，中国电子烟消费者抽吸容量的均值为87.2mL，中位值为75.4mL，因此设置自动吸烟机每一口的烟气吸入量为85mL和75mL，设置抽吸口述为8口。考察烟气温度变化趋势和平均烟气温度，评价不同结构的通道型材料的烟气降温效果。烟气感官质量评价将样品110放入加热器内，由卷烟品吸专家进行品吸，主要评价烟气对口腔、喉部的刺激感和唇部的灼热感。评价不同材料的通道型材料对烟支抽吸品质的影响。2.检测及评价结果分析(1)不同形式的通道型材料对烟气温度的影响加热烟的烟气温度在第四口时，会有一个明显的上升。分析认为，前三口的烟气温度对过滤嘴进行加热，直至滤嘴达到自身的热平衡，所以从第四口开始，烟气的温度会有一个明显的上升。覆膜纸管对烟气的降温效果比普通纸管显著。分析认为，纸管内覆膜，活化了纸管内壁，利用膜材料的降温特性，强化了滤嘴的降温能力。相较于直通式的纸管，多通道的降解管降温性能更加显著。分析认为，烟气在通道型材料内的降温机理为烟气与管材料的接触降温，烟气与管材料接触面积越大，降温性能越强。因为七通道降解管内壁与烟气的接触面积最大，所以，其降温能力比三通道降解管好，更显著好于纸管。表2 不同抽吸容量下、不同的加热卷烟每一口的烟气温度样品编号通道材料抽吸段材料烟气吸入量/mL烟气温度/123456781纸管醋纤滤棒7542.143.544.948.249.751.753.256.18542.243.545.048.649.951.953.556.72覆膜纸管醋纤滤棒7542.243.444.747.348.650.752.154.98542.343.444.847.548.950.852.254.93三通道降解管醋纤滤棒7541.942.744.345.846.947.749.049.68541.842.844.145.946.948.049.249.74七通道降解管醋纤滤棒7540.941.542.944.146.047.147.848.68540.941.343.044.246.347.347.948.95壁厚1.0mm空管醋纤滤棒7541.942.444.046.147.349.151.252.38541.842.344.146.347.849.551.352.76壁厚1.5mm空管醋纤滤棒7541.641.943.145.246.848.650.751.48541.642.043.545.446.948.851.051.77壁厚2.0mm空管醋纤滤棒7541.341.842.744.345.947.648.950.18541.441.842.844.545.947.749.150.38纸管降温凝胶棒7541.041.442.144.045.146.447.648.98541.241.542.344.145.146.647.749.29纸管凉味爆珠棒7542.143.345.048.149.651.853.356.08542.143.545.148.349.751.853.656.110打孔纸管醋纤滤棒7538.839.141.042.643.845.146.847.78538.738.940.942.143.544.946.747.3202302基础研究42Modern Chemical Research当代化工研究202302基础研究42Modern Chemical Research当代化工研究表3 不同结构的通道型材料制成的加热卷烟烟气平均温度样品编号通道材料烟气平均温度/75mL烟气吸入量85mL烟气吸入量1纸管48.748.92覆膜纸管48.048.13三通道降解管46.046.14七通道降解管44.945.05壁厚1.0mm空管46.847.06壁厚1.5mm空管46.246.47壁厚2.0mm空管45.345.48纸管（抽吸段加降温凝胶）44.644.79纸管（抽吸段加凉味爆珠）48.748.810打孔纸管43.142.9醋纤空管的降温能力与空管管径有直接关系，管径越小，降温能力越好。分析认为，醋纤空管滤棒本身是丝束交联制成了，内部有大量的烟气通道，当烟气经过时，在空管内被截留，热量的传递被阻断，故而降温能力强。抽吸段滤棒中加入功能物质对烟气温度的影响取决于功能物质本身。加入降温凝胶可以有效降低烟气温度，但是凉味爆珠对烟气温度的降低作用并不显著。分析认为，降温凝胶具有显著的热性能，可以吸收烟气携带的热量，发生相变，从而降低烟气温度。而凉味爆珠，只能在口感上给消费者带来凉感，而非真正降低烟气温度。打孔纸管具有最好的降温效果。分析认为，打孔纸管可以大量引入外部冷空气，中和烟气携带的热量，所以其降温效果最显著。烟气吸入量的加大会提高烟气入口温度。(2)不同形式的通道型材料对烟气感官质量的 影响表4 不同结构的通道型材料制成的加热卷烟感官质量评分样品编号通道材料口腔温感烟气浓度抽吸感受综合评价1纸管较好较好较好较好2覆膜纸管较好较好较好较好3三通道降解管好较好好好4七通道降解管好较好好好5壁厚1.0mm空管好中等中等中等6壁厚1.5mm空管好较差较差较差7壁厚2.0mm空管好较差较差较差8纸管（抽吸段加降温凝胶）好较好好好9纸管（抽吸段加凉味爆珠）较好较好好较好10打