一种检验烟用材料脱附率的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种检验烟用材料脱附率的装置，包括通过管道依次连接的气源、加热装置、气体溢流装置、材料装填管和抽吸器；所述抽吸器，用于向气源提供抽吸动力，以使得气体通过所述加热装置和所述材料装填管；所述加热装置，用于加热气体；所述材料装填管，用于装填待测样品；所述气体溢流装置，用于排出管道内多余气体。模拟人吸烟，对未反应的待测样品和反应后的待测样品进行计量，从而测定卷烟中添加剂存放的稳定性和燃吸过程中转移率性能。本发明还提供了一种检验烟用材料脱附率的方法。
【专利说明】一种检验烟用材料脱附率的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及烟草添加剂的检测，尤其涉及一种检验烟用材料脱附率的装置及方法。
【背景技术】
[0002]卷烟的主要原料包括烟叶和各种功能性添加剂，如香精香料、保润剂等添加剂，而部分种类的添加剂挥发性较高，如香精、薄荷醇等，若直接施加该挥发性较高的添加剂于烟草或滤棒上，放置一段时间后，随着挥发，该添加剂会流失，造成卷烟香味或添加剂的功能减弱，为此，各卷烟生产企业分别采用了不同技术，目的是为减少添加剂存放过程中的流失，如微胶囊包裹技术、吸附剂吸附技术、滤棒中心线吸附技术等等。
[0003]采用上述这些技术，可以减少挥发性添加剂在卷烟存储过程中的流失，保持卷烟长期风味的一致性，但采用这些技术，也可能抑制这些组分在卷烟燃吸过程中，转移入主流烟气的量。
[0004]卷烟采用了上述的技术存储添加剂，其存在于卷烟内的效果如何，本领域技术人员应对添加剂存放的稳定性和燃吸过程中的转移率等等各种性能进行检测，以保证卷烟的质量。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种检验烟用材料脱附率的装置，模拟人吸烟，对未反应的待测样品和反应后的待测样品进行计量，从而测定卷烟中添加剂存放的稳定性和燃吸过程中转移率性能的检测，高效快捷，有利于提高卷烟的质量。本发明还提供了一种检验烟用材料脱附率的方法。
[0006]为解决上述问题，本发明提供的检验烟用材料脱附率的装置，包括通过管道依次连接的气源、加热装置、气体溢流装置、材料装填管和抽吸器；
[0007]所述抽吸器，用于向气源提供抽吸动力，以使得气体通过所述加热装置和所述材料装填管；
[0008]所述加热装置，用于加热气体；
[0009]所述材料装填管，用于装填待测样品；
[0010]所述气体溢流装置，用于排出管道内多余气体。
[0011]优选地，所述加热装置包括气体加热室、控制仪和测温计，所述测温计设置于所述气体加热室的出气端，所述控制仪根据所述测温计的反馈信息控制所述气体加热室的加热温度。
[0012]优选地，所述气体加热室的加热管为盘管。
[0013]优选地，所述气体溢流装置包括于管道上且延气流方向依次设置的第一溢流管和第二溢流管，所述第一溢流管通过电磁切换阀与管道和所述抽吸器连接，所述第二溢流管通过三通阀与管道连接。[0014]优选地，所述第一溢流管的排气端和所述第二溢流管的排气端均安装单向流通阻尼阀。
[0015]优选地，还包括降温管，所述抽吸器为吸烟机，所述降温管设置于所述材料装填管与所述吸烟机之间。
[0016]优选地，还包括流量调节阀和流量计，所述流量调节阀和流量计依次设置于所述气源的出气端。
[0017]本发明还提供一种检验烟用材料脱附率的方法，包括:
[0018]A、在材料装填管中装填待测样品，对装填有所述待测样品的材料装填管称重；
[0019]B、气体进入所述材料装填管，反应；
[0020]C、反应结束，对所述材料装填管称重；
[0021]D、根据步骤A和步骤C的称重结果计算得到脱附率。
[0022]优选地，所述步骤A和步骤B之间还包括:
[0023]抽吸器向气源提供抽吸动力，气体通过加热装置加热，多余气体由气体溢流装置排出。
[0024]优选地，所述加热装置升温速率为O?10°C /ms，温度范围为O?1200°C ；
[0025]所述材料装填管延气流方向温度控制为:燃烧锥600?1200°C、燃烧线后2mm至滤棒200?50°C，滤棒30?80°C。
[0026]从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点:通过设置的气源、加热装置、气体溢流装置、材料装填管和吸烟机虚拟吸烟过程，将待测样品放置于材料装填管内，吸烟机通过管道向气源提供抽吸动力，气体通过加热装置和气体溢流装置，按照指定量和指定温度进入材料装填管与待测样品进行反应，通过本装置，可以模拟人吸烟，对未反应的待测样品和反应后的待测样品进行计量，从而测定卷烟中添加剂存放的稳定性和燃吸过程中转移率的性能检测，高效快捷，有利于提高卷烟的质量。
[0027]本发明还相应提供了 一种检验烟用材料脱附率的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明一种检验烟用材料脱附率的装置的结构示意图；
[0029]图2为本发明一种检验烟用材料脱附率的装置气体加热室的侧面透视图；
[0030]图3为本发明一种检验烟用材料脱附率的装置气体加热室的正面透视图。
[0031]其中，图中标记如下所示:
[0032]I 一气源、101—气瓶、102—流量调节阀、103—流量计、2—加热装置、201—气体加热室、202—控制仪、203—测温计、3—气体溢流装置、301—第一溢流管、3011—电磁切换阀、302—第二溢流管、3021—三通阀、303—单向流通阻尼阀、4 一材料装填管、5—抽吸器、6一降温管。
【具体实施方式】
[0033]本发明实施例提供了一种检验烟用材料脱附率的装置，模拟人吸烟，对未反应的待测样品和反应后的待测样品进行计量，从而测定卷烟中添加剂存放的稳定性和燃吸过程中转移率性能的检测，高效快捷，有利于提高卷烟的质量。本发明还提供了一种检验烟用材料脱附率的方法。
[0034]需要说明的是，本发明所称的烟用材料可以为烟草或其他烟用材料，其他烟用材料可以为香精、功能性添加剂等等。
[0035]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]请参阅图1?图3，图1为本发明一种检验烟用材料脱附率的装置结构示意图，图2为本发明一种检验烟用材料脱附率的装置气体加热室的侧面透视图，图3为本发明一种检验烟用材料脱附率的装置气体加热室的正面透视图。
[0037]本发明提供的一种检验烟用材料脱附率的装置，下面以一实施例进行说明，本实施例的检验烟用材料脱附率的装置，包括通过管道依次连接的气源1、加热装置2、气体溢流装置3、材料装填管4和抽吸器5 ；
[0038]抽吸器5，用于向气源I提供抽吸动力，以使得气体通过加热装置2和材料装填管4；
[0039]加热装置2，用于加热气体；
[0040]材料装填管4，用于装填待测样品；
[0041 ] 气体溢流装置3，用于排出管道内多余气体。
[0042]所称的气源I可以为装有气体的气瓶101，气体为含氧量O?21%的氧氮混合气体，优选为干燥空气，也可以为空气类似气体，如氮气或其他惰性气体、混合9%氧氮混合气体的混合气体。该气源I还可以为空气/氮气发生器、压缩空气泵、中央空压等，气体类型还可以根据模拟烟气的需要进行设置。
[0043]本实施例中，加热装置2包括气体加热室201、控制仪202和测温计203，测温计203设置于气体加热室201的出气端，控制仪202通过测温计203的反馈信息控制气体加热室201的加热温度。
[0044]进一步的，气体加热室201的加热管优选为盘管。
[0045]所称的气体加热室201参数由控制仪202控制，控制仪202可以为程序升温控制仪202，其可以设定一定的加热温度，以及设定一定的升温速率。本实施例中的气体加热室201温度调节范围为:0?1200°C，优选为室温?1200°C，所称的室温一般指25°C。
[0046]所称的抽吸器5，主要用于提供抽吸动力。其中抽吸器5优选为吸烟机，吸烟机可以提供抽吸动力，还可以控制抽吸流量，尤其是控制进入材料装填管4的气流量，以及设定抽吸流量图。吸烟机可以设置钟形、矩形和三角形等流量图，其中钟形流量图可以使添加剂长时间处于热气流吹扫的状态，有利于对含量低的组分进行检测。
[0047]此外，抽吸器5也可以采用其它负压吸力源取代吸烟机提供抽吸动力，如采用真空泵。
[0048]本实施例中，气体溢流装置3包括依次设置在管道上的第一溢流管301和第二溢流管302，第一溢流管301通过电磁切换阀连接管道和抽吸器5，第二溢流管302通过三通阀3021连接管道。
[0049]优选地，第一溢流管301的排气端和所述第二溢流管302的排气端均安装单向流通阻尼阀303。
[0050]其中，所称的电磁切换阀受抽吸器5控制，当抽吸器5为抽烟机时，抽烟机发出抽吸动作，抽烟机针筒按照设定程度和参数每60s或30s进行一次2s的抽吸动作，阀门将切换为气流导向吸烟机方向，当抽吸动作终止后，阀门将切换到排空方向，气流将以废弃的形式排放出去。当抽吸器5为真空泵或其他装置时，可以增加一个电流控制信号，用于更好地控制电磁阀切换。
[0051]所称的三通管是用于保证由气源I所提供的气流大于吸烟机抽吸气流时，多余的气流由此经单向流通阻尼阀303溢出。
[0052]所称的单向流通阻尼阀303主要用于保证气源I所提供的气流大于吸烟机抽吸气流时，多余的气流能由此溢出，特别是当抽吸气量非恒定值时，这一设计更加有必要。单向流通阻尼阀303有效保证当吸烟机抽吸动作终止时，不会有气流由排气端流入，从而吹扫到材料装填管4内的材料。
[0053]本实施例中，还包括降温管，抽吸器5为吸烟机，降温管设置于所述材料装填管4与吸烟机之间。
[0054]所称的降温管6是为了保护吸烟机，有效将热气流降温至100°C以下。降温管6的长度可以有实际设定的需要进行设定，不管任何长度的降温管6，其作用均应一致，因此降温管长度在此不做限定。
[0055]本实施例中，还包括流量调节阀102和流量计103，流量调节阀102和流量计103依次设置于气源I的出气端。
[0056]所称的流量阀调节的调节范围为O?3L/min，此范围的优点有，可以覆盖:(1)阴燃速率不超过lmL/min ;(2) ISO抽吸条件，平均气流速17.5mL/s，最大瞬间气流速不超过30mL/s ；(3)加拿大抽吸条件(深度抽吸条件中的一种)，平均气流速27.5mL/s，最大瞬间气流速不超过48mL/s (即2.88L/min) ； (4)其它可能的深度抽吸条件。
[0057]此调节范围设置，是为了模拟卷烟抽吸过程中，各种可能的主流烟气气流速度。为保证检测的需要，总供给气量必须与实际所需气量相同，或稍大。而从操作简便角度出发，比实际所需气流量稍大更有利于保证检测系统和检测结果的稳定性。
[0058]需要说明的是，本实施例中，装填至材料装填管4内的待测样品可以为吸附有香精或功能性添加剂的待测样品，如:微胶囊、吸附材料、滤棒、滤棒中心线等。
[0059]材料装填管4的内管径与烟支滤棒接近。即可设定范围是:直径3?25mm。其设置要求是比细支烟(5.5mm)的直径更小，比雪茄烟的直径(20mm)更粗，以保证各种烟支均可放入材料装填管4内进行检测。
[0060]通过设置的气源、加热装置、气体溢流装置、材料装填管和吸烟机虚拟吸烟过程，将待测样品放置于材料装填管内，吸烟机通过管道向气源提供抽吸动力，气体通过加热装置和气体溢流装置，按照指定量和指定温度进入材料装填管与待测样品进行反应，通过本装置，可以模拟人吸烟，对未反应的待测样品和反应后的待测样品进行计量，从而测定卷烟中添加剂存放的稳定性和燃吸过程中转移率的性能检测，高效快捷，有利于提高卷烟的质量。
[0061]本发明还提供一种检验烟用材料脱附率的方法，下面以另一实施例进行说明。
[0062]本实施例提供的检验烟用材料脱附率的方法，包括以下步骤:[0063]A、在材料装填管中装填待测样品，对装填有所述待测样品的材料装填管称重。
[0064]待测样品可以为微胶囊、吸附材料、滤棒、滤棒中心线等。
[0065]B、气体进入材料装填管，反应。
[0066]C、反应结束，对所述材料装填管称重。
[0067]材料装填管连同其内剩余反应后的待测样品一同称重。
[0068]D、根据步骤A和步骤C的称重结果计算得到脱附率。
[0069]所称的脱附率，可以通过脱附量而得出，脱附量的计算方式为:设定步骤A称重的重量为ml，设定脱附完成后步骤B称量的重量为m2，ml与m2 (“ml_m2”)相减后得到的即为脱附量。
[0070]其中，步骤A和步骤B之间还包括:抽吸器向气源提供抽吸动力，气体通过加热装置加热，多余气体由气体溢流装置排出。
[0071]本实施例中，为模拟卷烟最佳燃吸过程，因此设计加热装置升温速率为O?10°C /ms，温度范围为O?1200°C ；
[0072]材料装填管延气流方向温度控制为:燃烧锥600?1200°C、燃烧线后2mm至滤棒200 ?50°C，滤棒 30 ?80°C。
[0073]—般来说，香烟分为燃烧段和滤棒段两段，在燃烧过程中，燃烧的中心点燃烧锥温度最高，燃烧锥后与为燃烧的位置形成一燃烧线，因此本实施例在温度时，为达到最佳效果，多余气体由气体溢流装置排出，因而本材料装填管在不受外界气体影响时，以烟草的最佳燃烧温度进行材料装填管的温度控制。
[0074]燃烧锥温度为600?1200°C，燃烧锥到燃烧线后2mm的温度为燃烧锥温度?2000C，燃烧线后2mm至滤棒200?50°C，滤棒30?80°C。此温度的调节范围，是为了可以模拟卷烟燃吸过程中材料受到的不同影响，如添加剂放在滤棒中，添加剂放在烟丝内并处于燃烧锥位置，添加剂放在烟丝内但处于燃烧锥后位置，通过不同的加热状态，可以保证添加剂能在指定的温度范围内燃烧完全。
[0075]通过设置的气源、加热装置、气体溢流装置、材料装填管和吸烟机虚拟吸烟过程，将待测样品放置于材料装填管内，吸烟机通过管道向气源提供抽吸动力，气体通过加热装置和气体溢流装置，按照指定量和指定温度进入材料装填管与待测样品进行反应，通过本装置，可以模拟人吸烟，对未反应的待测样品和反应后的待测样品进行计量，从而测定卷烟中添加剂存放的稳定性和燃吸过程中转移率的性能检测，高效快捷，有利于提高卷烟的质量。
[0076]以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种检验烟用材料脱附率的装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的气源、加热装置、气体溢流装置、材料装填管和抽吸器； 所述抽吸器，用于向气源提供抽吸动力，以使得气体通过所述加热装置和所述材料装填管； 所述加热装置，用于加热气体； 所述材料装填管，用于装填待测样品； 所述气体溢流装置，用于排出管道内多余气体。
2.根据权利要求1所述的检验烟用材料脱附率的装置，其特征在于，所述加热装置包括气体加热室、控制仪和测温计，所述测温计设置于所述气体加热室的出气端，所述控制仪根据所述测温计的反馈信息控制所述气体加热室的加热温度。
3.根据权利要求2所述的检验烟用材料脱附率的装置，其特征在于，所述气体加热室的加热管为盘管。
4.根据权利要求1所述的检验烟用材料脱附率的装置，其特征在于，所述气体溢流装置包括于管道上且延气流方向依次设置的第一溢流管和第二溢流管，所述第一溢流管通过电磁切换阀与管道和所述抽吸器连接，所述第二溢流管通过三通阀与管道连接。
5.根据权利要求4所述的检验烟用材料脱附率的装置，其特征在于，所述第一溢流管的排气端和所述第二溢流管的排气端均安装单向流通阻尼阀。
6.根据权利要求1所述的检验烟用材料脱附率的装置，其特征在于，还包括降温管，所述抽吸器为吸烟机，所述降温管设置于所述材料装填管与所述吸烟机之间。
7.根据权利要求1所述的检验烟用材料脱附率的装置，其特征在于，还包括流量调节阀和流量计，所述流量调节阀和流量计依次设置于所述气源的出气端。
8.—种检验烟用材料脱附率的方法，其特征在于，包括: A、在材料装填管中装填待测样品，对装填有所述待测样品的材料装填管称重； B、气体进入所述材料装填管，反应； C、反应结束，对所述材料装填管称重； D、根据步骤A和步骤C的称重结果计算得到脱附率。
9.根据权利要求8所述的检验烟用材料脱附率的方法，其特征在于，所述步骤A和步骤B之间还包括: 抽吸器向气源提供抽吸动力，气体通过加热装置加热，多余气体由气体溢流装置排出。
10.根据权利要求9所述的检验烟用材料脱附率的方法，其特征在于，所述加热装置升温速率为O?10°C /ms，温度范围为O?1200°C ； 所述材料装填管延气流方向温度控制为:燃烧锥600?1200°C、燃烧线后2_至滤棒.200 ?50°C，滤棒 30 ?80°C。
【文档编号】G01N5/04GK103884621SQ201410101006
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】孔浩辉, 陈森林 申请人:广东中烟工业有限责任公司