BR112015030097B1 - sistema para fumar modular, método para analisar um aerossol gerado por um artigo para fumar, e método para análise simultânea de aerossol gerado por uma pluralidade de artigos para fumar - Google Patents

Abstract

SISTEMA PARA FUMAR MODULAR, MÉTODO PARA ANALISAR UM AEROSSOL GERADO POR UM ARTIGO PARA FUMAR, E MÉTODO PARA ANÁLISE SIMULTÂNEA DE AEROSSOL GERADO POR UMA PLURALIDADE DE ARTIGOS PARA FUMAR. Um sistema para fumar modular é fornecido, que compreende: um módulo carrossel que compreende um carrossel substancialmente anular, uma pluralidade de portas de artigo para fumar para receber artigos para fumar e uma pluralidade de portas de análise, tendo o carrossel uma superfície interna e uma superfície externa distanciadas radialmente a partir da superfície interna, em que uma pluralidade de canais de fluxo de aerossol de dimensões idênticas é definível através de um carrossel, estendendo-se cada canal de fluxo de aerossol radialmente através do carrossel entre uma porta de artigo para fumar localizada na superfície interna do carrossel e uma porta de análise localizada na superfície externa, e pelo menos um modulo de análise de aerossol localizado radialmente para fora a partir da superfície externa do carrossel e acoplável a uma porta de análise para análise de um aerossol gerado por um artigo para fumar acoplado a uma porta de artigo para fumar.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma máquina para fumar e, mais especificamente, a uma máquina para fumar de múltiplas portas, e a um método de analisar o aerossol gerado por uma pluralidade de artigos para fumar.

[0002] Máquinas para fumar de múltiplas portas para coleta e análise dos constituintes da fumaça de tabaco produzida por uma pluralidade de cigarros ou demais artigos para fumar sob condições controladas de fumo são bastante conhecidas no âmbito da técnica. Quando em uso, posiciona- se a extremidade da boca dos cigarros em piteiras conectadas a portas para fumar na máquina e o ar é tragado através dos cigarros acesos a intervalos regulares usando-se uma ou mais bombas ou seringas de gás mecanicamente acionadas. Constituintes de fase particularizados ou de vapor da fumaça de tabaco principal tragados através dos cigarros são coletados usando-se um ou mais sistemas de aprisionamento, tais como filtros de fibra de vidro exemplares (Cambridge), impingidores e sacos de coleta de gás, e em seguida analisados para que sejam determinados, por exemplo, rendimentos de tártaro, nicotina e monóxido de carbono.

[0003] São conhecidos dois tipos de máquinas para fumar de múltiplas portas: máquinas para fumar lineares e máquinas para fumar giratórias.

[0004] Em máquinas para fumar lineares, por exemplo, a Máquina para Fumar Linear LM450 disponível pela Borgwaldt KC em Hamburgo, Alemanha, cada porta para fumar é acoplada a uma bomba ou seringa separada, a qual traga o ar através do cigarro posicionado em uma piteira conectada àquela porta para fumar. Quando em uso, fumaça principal é tragada simultaneamente através de cada cigarro e coletada em separado, isto é, a fu- maça principal é coletada individualmente por porta para fumar.

[0005] Em máquinas para fumar giratórias, por exemplo, a Máquina pa ra Fumar Giratória RM200A disponível por Borgwaldt KC em Hamburgo, Alemanha, as portas para fumar são montadas em uma cabeça que é girada com relação a uma única bomba ou seringa estática, a qual traga ar através de cigarros posicionados em piteiras conectadas a portas para fumar, um por vez. Quando em uso, a fumaça principal tragada sucessivamente através de cada cigarro é colecionada de forma cumulativa.

[0006] Ao permitir-se a coleta, a partir de um grande número de artigos para fumar, de uma amostra cumulativa de fumo principal de uma só feita, as máquinas para fumar giratórias geram, de maneira vantajosa, uma robusta matriz de fumo em um curto período de tempo.

[0007] Já foram propostos no âmbito da técnica diversos artigos para fumar em que material de tabaco é aquecido de modo a formar um aerossol que é inalado por um usuário, em vez de submetido à combustão para formar fumo. Em um tipo conhecido de artigo para fumar aquecido, um aerossol é produzido pela transferência de calor de um elemento de combustível sujeito à combustão ou fonte de calor para um material de tabaco fisicamente separado, o qual pode encontrar-se localizado no interior, à volta de ou a jusante do elemento combustível. Em outro tipo de artigo para fumar aquecido, o material de tabaco é aquecido por um ou mais elementos de aquecimento elétrico de modo a produzir um aerossol.

[0008] Seria desejável prover uma máquina para fumar que possibilite a coleta e análise de fumo a partir de diferentes tipos de artigo para fumar, bem como o desempenho de diferentes tipos de análise. Mais desejável ainda seria prover uma máquina para fumar que possa operar tanto em modo "linear", isto é, um modo em que o aerossol seja coletado por cada artigo para fumar, e um modo "giratório", isto é, um modo em que o aerossol possa ser coletado de maneira cumulativa para uma pluralidade de artigos para fumar e que uma extensão de percurso idêntica para aerossol en- tre dois artigos para fumar e um aprisionador ou analisador.

[0009] Em um primeiro aspecto, é fornecido um sistema para fumar modular que compreende: um módulo carrossel que compreende um carrossel substanci-almente anular, uma pluralidade de portas de artigo para fumar para recepção de artigos para fumar, e uma pluralidade de portas de análise, tendo o carrossel uma superfície interna e uma superfície externa distanciadas espacialmente a partir da superfície interna, em que uma pluralidade de canais de fluxo de aerossol de dimensão idêntica são definíveis através do carrossel, sendo que cada canal de fluxo de aerossol estende-se radialmente através do carrossel entre uma porta de artigo para fumar localizada em uma superfície interna do carrossel e um porta de análise localizada na superfície externa do carrossel, e pelo menos um módulo de análise de aerossol localizado radialmente em sentido exterior a partir da superfície externa do carrossel e acoplável a uma porta de análise para análise de um aerossol gerado por um artigo para fumar acoplado a uma porta de artigo para fumar.

[00010] O sistema para fumar modular oferece a vantagem de que o módulo de análise do aerossol pode ser formado como um módulo separado do módulo carrossel. Isto possibilita que diferentes módulos de análise sejam acoplados à porta de análise e sejam removidos para manutenção e calibração. Provendo-se uma porta ou portas de análises em uma superfície externa do carrossel, o módulo ou módulos de análise podem ser prontamente acessados, tanto durante a operação quanto durante a configuração do sistema. E há amplo espaço para uma pluralidade de módulos de análise.

[00011] Neste contexto, o termo "carrossel anular" não é limitado a um carrossel com uma secção transversal circular, mas pode ter qualquer secção transversal, como, por exemplo, uma secção transversal poligonal.

[00012] Um artigo para fumar pode ser qualquer artigo que compreenda um substrato de formação de aerossol que seja capaz de liberar compostos voláteis que possam formar um aerossol. O artigo para fumar pode ser um artigo para fumar não combustível ou pode ser um artigo para fumar combustível. Um artigo para fumar não combustível libera compostos voláteis sem combustão do substrato de formação de aerossol, por exemplo, mediante aquecimento do substrato de formação de aerossol, ou por uma reação química ou por estímulo mecânico de um substrato de formação de aerossol. Um artigo para fumar combustível libera um aerossol por combustão direta de um substrato de formação de aerossol, por exemplo, como no caso de um cigarro convencional. Neste contexto, entende-se aerossol como uma dispersão de partículas sólidas ou gotículas líquidas ou uma combinação de partículas sólidas e gotículas líquidas em um gás. Um aerossol pode ser visível ou invisível. Um aerossol pode incluir vapores de substâncias que são tipicamente líquidas ou sólidas em temperatura ambiente, bem como partículas sólidas ou gotículas líquidas ou uma combinação de partículas sólidas e gotículas líquidas.

[00013] Vantajosamente, o sistema para fumar modular compreende adicionalmente: um primeiro módulo de análise de aerossol acoplável a uma primeira porta de análise, estando a primeira porta de análise associada a uma primeira porta de artigo para fumar por meio de um canal de fluxo de aerossol, e um segundo módulo de análise de aerossol acoplável a uma segunda porta de análise, estando a segunda porta de análise associada a uma segunda porta de artigo para fumar por meio de um segundo canal de fluxo de aerossol, em que uma via de fluxo de aerossol entre a primeira porta de artigo para fumar e o primeiro módulo de análise têm a mesma extensão de uma via de fluxo de aerossol entre a segunda porta de artigo para fumar e o segundo módulo de análise.

[00014] O sistema modular para fumar pode compreender adicionalmente uma pluralidade de módulos de análise de aerossol, cada qual desta pluralidade de módulos de aerossol sendo acoplável a uma porta de análise, sendo uma via de fluxo de aerossol entre cada uma dentre as portas de análise de aerossol e uma porta de análise acoplada de dimensões substancialmente idênticas.

[00015] Provendo-se extensão de via de fluxo idêntica a cada módulo para fumar, os resultados de uma análise desempenhada a partir de diferentes portas de artigos para fumar podem ser validamente comparados sem necessidade de qualquer ajuste de resultados.

[00016] Vantajosamente, o sistema para fumar modular é capaz de operar ou em modo linear ou em modo giratório, em que uma via de fluxo de aerossol tem extensão idêntica quando operada quer em modo para fumar linear ou giratório. Isto provê a vantagem de os resultados de análise obtidos a partir dos diferentes modos para fumar poderem ser comparados de maneira válida. Neste contexto, por modo "linear" entende-se um modo em que o aerossol é analisa por porta de artigo para fumar, e um modo "giratório" é um modo em que o aerossol é coletado cumulativamente para uma pluralidade de portas de artigo para fumar.

[00017] O sistema para fumar modular pode compreender pelo menos dois tipos diferentes de módulo de análise de aerossol para desempenhar pelo menos dois tipos diferentes de análise de aerossol. Atualmente, vários tipos diferentes de análise devem ser desempenhados para prover caracterização e avaliação plenas de um artigo para fumar. A provisão de um sistema modular no qual diferentes módulos de análise podem ser utilizados reduz os custos associados à necessidade de uma pluralidade de máquinas para fumar em termos de investimento inicial, manutenção e treinamento de usuário. A provisão de um sistema modular no qual diferentes módulos de análise podem ser utilizados provê igualmente flexibilidade para atender a demandas específicas de usuário para diferentes tipos de artigo para fumar.

[00018] Diversos tipos de módulo de análise podem ser utilizados. Os constituintes de interesse no interior do aerossol determinarão o módulo ou combinação de módulos necessários. Existem também diferentes técnicas e aparelhos para a medição de constituintes específicos de aerossol, ou as propriedades de um aerossol como um todo, que já são conhecidos no âmbito da técnica. A seguir, veremos exemplos de módulos de análise que podem ser usados individualmente ou em combinação. No entanto, outros módulos de análise podem ser utilizados conforme se desejar. - módulo de análise para determinação manual ou automática de matéria particularizada total (TPM), com ou sem extração automática do filtro; - módulo de análise para análise para fumar completa (por exemplo, um aprisionamento frio) - um impingidor para fazer borbulhar o aerossol através de um lí-quido; e/ou - módulo de análise on-line tragada-a-tragada para um ou mais constituintes específicos, como, por exemplo, monóxido de carbono.

[00019] A superfície interna do carrossel pode estar localizada no interior de uma primeira região que é vedada da superfície externa do carrossel de modo que aerossóis secundários gerados pelo fumar um artigo para fumar enquanto o mesmo encontra-se acoplado a uma porta de artigo para fumar são retidos no interior da primeira região. Isto pode prover um ambiente de operação preferível para alguns usuários. Além disso, aerossol secundário retido no interior da primeira região pode ser transferido para um módulo de análise de aerossol secundário para ser analisado.

[00020] O carrossel pode compreender um primeiro anel e um segundo anel, sendo que o primeiro anel define a superfície interna do carrossel e tem uma pluralidade de canais que se estendem radialmente através do primeiro anel entre a superfície interna e a superfície externa do primeiro anel, e o anel externo define a superfície externa do carrossel e tem uma pluralidade de canais que se estendem radialmente através do segundo anel entre a superfície interna do segundo anel e a superfície externa, sen- do a pluralidade de canais definida pelo primeiro anel passível de ser disposta em relação de sobreposição com a pluralidade de canais definida através do segundo anel de modo a definir os canais de fluxo de aerossol.

[00021] Tanto o primeiro anel quanto o segundo anel podem ser estáti cos, de modo que cada porta de artigo para fumar localizada na superfície interna do carrossel é associada a uma porta de análise correspondente localizada na superfície externa do carrossel.

[00022] De modo alternativa, o primeiro anel pode ser giratório com relação ao segundo anel, de modo que cada porta de artigo para fumar localizada na superfície interna do carrossel pode encontrar-se associada a qualquer uma dentre a pluralidade de portas de análise localizadas na superfície externa do carrossel.

[00023] O sistema para fumar modular pode compreender componentes adicionais, os quais podem ser já conhecidos no âmbito da técnica, providos como módulos intercambiáveis, em acréscimo ao carrossel a aos módulos de análise. Por exemplo, o sistema pode compreender um ou mais dentre os seguintes: uma módulo de transmissão, um módulo de cartucho, um módulo de carregamento de produto, um módulo de ignição do produto, um módulo de ejeção do produto, um módulo de coleta de resíduos, um módulo de fornecimento utilitário, um módulo de fluxo lateral, um módulo de configuração, um módulo de banco de dados, um módulo de transferência de dados, um módulo de automação, um módulo GUI, um módulo de segurança da máquina, um módulo de escolha e posicionamento, um módulo de manipulação do dispositivo, um módulo de bombeamento e um módulo de diluição. Cada módulo é configurado e calibrado para uma gama e configuração de parâmetros de aplicação. Uma vez montados os módulos desejados, o sistema para fumar pode submeter-se à testagem de integração, com todos os parâmetros para cada modulo definidos e configurados antes da testagem de integração (excetuando-se os parâmetros definidos pelo módulo de configuração caso este módulo seja utilizado).

[00024] O sistema para fumar modular pode compreender meios de sucção para tragar o aerossol através da porta de análise para o interior do módulo de análise. Os meios de sucção podem ser providos como parte de um módulo de análise ou podem ser providos como um módulo separado. Os meios de sucção podem ser uma seringa de gás ou uma bomba.

[00025] Em um segundo aspecto, é fornecido um método para análise de um aerossol gerado por um artigo para fumar compreendendo as etapas de: localizar uma extremidade da bocal do artigo para fumar em uma porta de artigo para fumar localizada em uma superfície interna de um carrossel anular em uma máquina para fumar, de modo que o artigo para fumar estenda-se radialmente para dentro a partir do carrossel, tragar um aerossol gerado pelo artigo para fumar através de um canal que estende radialmente definido através do carrossel e para o interior de um primeiro módulo de análise localizado em uma superfície externa do carrossel, girar a superfície interna do carrossel com relação à superfície externa do carrossel, e tragar um aerossol gerado pelo artigo para fumar através de um canal que se estende radialmente definido através do carrossel e para o interior de um segundo módulo de análise localizado na superfície externa do carrossel, desempenhando este segundo módulo de análise uma análise diversa do primeiro módulo de análise.

[00026] O método pode ser desempenhado em um aparelho de acordo com o primeiro aspecto.

[00027] Em um terceiro aspecto, é fornecido um método para analisar simultaneamente o aerossol gerado por uma pluralidade de artigos para fumar compreendendo as etapas de localizar uma extremidade da bocal de cada um dentre a pluralidade de artigos para fumar em um dentre uma pluralidade de portas de artigo para fumar localizadas em uma superfície interna de um carrossel anular em uma máquina para fumar, de modo que cada um dentre a pluralidade de artigos para fumar estende-se radialmente para dentro a partir do carrossel, e tragar um aerossol gerado por cada um dentre a pluralidade de artigos para fumar ao longo de uma via de fluxo de aerossol para o interior de uma pluralidade de módulos de análise corres-pondentes localizados em uma superfície externa do carrossel, tendo a via de fluxo de aerossol entre cada um dentre a pluralidade de artigos para fumar e seu módulo de análise correspondente dimensões idênticas.

[00028] Os módulos de análise podem ser idênticos um ao outro ou diversos um do outro.

[00029] Deve ser evidente que as características descritas em relação a um aspecto podem também ser aplicáveis a outros aspectos da invenção.

[00030] As modalidades específicas da invenção serão agora descritas somente como exemplos, com referência às figuras nas quais:

[00031] A Figura 1 é uma ilustração esquemática em perspectiva de um módulo de carrossel multiporta para um sistema para fumar modular.

[00032] A Figura 2 é uma ilustração esquemática em perspectiva do módulo de carrossel de Figura 1 mostrando os dois anéis concêntricos formando parte do módulo de carrossel.

[00033] A Figura 3 é uma ilustração de secção transversal mostrando um canal de fluxo de aerossol definida através de uma porção do módulo de carrossel.

[00034] A Figura 4 é uma ilustração de secção transversal do carrossel da Figura 1 que ilustra dois modelos de análise acoplados ao módulo de carrossel.

[00035] A Figura 5 é uma vista esquemática planificada de uma porção de uma máquina para fumar modular mostrando um módulo de carrossel acoplado a uma pluralidade de módulos de análise.

[00036] A Figura 6 é uma ilustração de secção transversal de uma porção de uma máquina para fumar modular ilustrando um módulo de carrossel e um módulo de apoio para apoiar dispositivos para fumar eletricamente operados.

[00037] A Figura 7 é uma ilustração da secção transversal de uma por- ção de um sistema para fumar modular mostrando um módulo de carrossel com uma região interior vedada para a coleta de fumaça secundária durante operação do sistema para fumar modular, e

[00038] A Figura 8 é uma ilustração esquemática de um sistema para fumar modular incluindo o módulo de carrossel.

[00039] A Figura 1 ilustra um módulo de carrossel 10 para um sistema para fumar modular. O módulo de carrossel 10 compreende dois anéis concêntricos entrelaçados; um anel interno 12 e um anel externo 14. O anel interno define uma superfície interna 13 e o anel externo define uma superfície externa 15 que está radialmente distanciada da superfície interna 13. Uma pluralidade de portas de artigo para fumar 20 está localizada na superfície interna 13. Uma pluralidade de portas de análise 30 está disposta na superfície externa 15. Embora possa ser provida qualquer quantidade de portas dependendo do tamanho do carrossel, constatou-se que uma boa quantidade está entre 8 e 24 portas. Cada uma das portas de artigo para fumar 20 é capaz de receber um artigo para fumar 40 de modo que, quando operada, fumaça principal gerada pelo artigo para fumar 40 é aspirada para o interior da porta de artigo para fumar 20.

[00040] As Figuras 2 e 3 ilustram detalhes adicionais do módulo de carrossel 10. Na Figura 2, mostra-se o anel externo 14 separado do anel interno 12. Canais que se estendem radialmente 51 estendem-se através do anel interno 12 entre a superfície interna 13 e uma superfície externa do anel interno 18. Da mesma forma, estendendo-se radialmente canais 52 estender através do anel externo entre uma superfície interna do anel externo 19 e a superfície externa 15. A superfície externa do anel interno 18 e a superfície interna do anel externo 19, quando o módulo de carrossel é montando, são dispostos em engate deslizante de modo que o anel interno é giratório com relação ao anel externo. Canais que se estendem radialmente definidos pelo anel interno 51 são posicionados de tal modo que podem sobrepor-se aos canais que se estendem radialmente através o anel externo 52, formando, portanto, canais de fluxo de aerossol 55 que se estendem radialmente através tanto do anel interno quanto do anel externo do módulo de carrossel 10. Quando totalmente montados, os canais de fluxo de aerossol 55 se estendem radialmente através do módulo de carrossel 10 entre uma porta de artigo para fumar 20 e uma porta de análise 30, de modo que o aerossol gerado por um artigo para fumar 40 recebido no interior da porta de artigo para fumar 20 pode ser aspirado através de um canal de fluxo de aerossol 55 e para o interior do módulo de análise 100 acoplados a uma porta de análise 30.

[00041] Uma ilustração de secção transversal do canal de fluxo de aerossol 55 é provida na Figura 3. Nesta figura, pode-se ver que uma porta de artigo para fumar 20 é dimensionada para receber uma extremidade do bocal 41 de um artigo para fumar 40. A porta de artigo para fumar 20 pode compreender uma vedação de labirinto para vedação à volta do artigo para fumar 40. O aerossol gerado pelo artigo para fumar 40 pode ser aspirado através do canal de fluxo de aerossol 55 definido pelo módulo de carrossel e passar para o interior do módulo de análise, ou qualquer outro modulo, anexado ou acoplado ao porto de análise 30.

[00042] Um artigo para fumar pode ser um cigarro convencional ou outro meio de geração de aerossol tal como um cigarro aquecido.

[00043] Uma vantagem do sistema para fumar modular tal como descrito neste documento é a habilidade para dispor mais de um módulo de análise aerossol em simultâneo dentro dos limites do sistema de modo que qualquer via de fluxo de aerossol entre um artigo para fumar 40 e um módulo de análise 100, 110 tem extensão mínima e também dimensões substancialmente idênticas a outras vias de fluxo de aerossol.

[00044] Pode ser desejável o posicionamento de um módulo de análise de aerossol tão próximo quanto possível de um artigo para fumar em uma máquina para fumar de modo a receber o aerossol em uma distância curta após o mesmo ter deixado o artigo para fumar. Um aerossol, tal como fu- mo, que é aspirado a partir de um artigo para fumar pode ser alterado se o mesmo passar por uma longa ou intricada via de fluxo de aerossol. Portanto, é difícil determinar resultados precisos por meio de máquinas de análise localizadas a uma distância de um dispositivo gerador de aerossol tal como um artigo para fumar. Na máquina para fumar padrão, as portas dos artigos para fumar são dispostas em uma superfície externa de um carrossel e as portas para a transferência de aerossol para uma ou mais unidades de análise são localizadas radialmente no interior das portas do artigo para fumar. Assim, não se provê espaço para unidades de análise e o aerossol gerado pelos artigos para fumar precisa ser transferido às respectivas unidades de análise.

[00045] Dispondo-se mais de um módulo de análise 100, 110 à volta da periferia de um módulo de carrossel é possível assegurar que qualquer via de fluxo de aerossol entre uma porta de artigo para fumar e um módulo de análise 100, 110 tenha dimensões idênticas. A Figura 4 mostra um módulo do carrossel, conforme descrito acima, quando acoplado a um primeiro módulo de análise 100 e a um segundo módulo de análise de 110. Os módulos de análise primeiro e segundo analisam diferentes aspectos do aerossol gerado pelos artigos para fumar 40. A disposição dos respectivos módulos de análise em uma posição radialmente exterior do módulo de carrossel 10 permite que a via de fluxo de aerossol até cada módulo de análise tenha dimensões substancialmente idênticas. Além disso, há amplo espaço para acessar cada módulo de análise tanto durante a montagem e a desmontagem do sistema quanto durante operação do sistema.

[00046] O anel interno 12 compreende meios de indexação que permitem que o mesmo seja gerado com relação a um anel externo 14, que é estático. Os canais 51 definidos através do anel interno 12 podem ser alinhados sequencialmente aos canais 52 definidos através do anel externo estático 14. Deste modo, qualquer artigo para fumar individual 40 pode ser analisado por uma pluralidade de módulos de análise, sendo cada módulo de análise acoplado a uma porta de análise diferente 30. Também uma plu-ralidade de artigos para fumar pode ser analisada por um único módulo de análise, correspondente a um modo giratório de operação.

[00047] A Figura 5 provê uma vista planificada de um módulo de carrossel acoplado a uma pluralidade de módulos de análise. Na modalidade ilustrada na Figura 5, cada um dentre uma pluralidade artigos para fumar pode ser analisado por um módulo de análise simultaneamente. Os módulos de análise podem estar desempenhando, cada qual, o mesmo tipo de análise, ou cada módulo de análise pode analisar um diferente aspecto do aerossol gerado pelo artigo para fumar. O sistema pode operar em modo linear, em que cada módulo de análise é configurado para analisar artigos para fumar individuais, ou em modo giratório, em que cada módulo de análise é configurado para analisar aerossol coletado a partir de uma pluralidade de artigos para fumar, sequencialmente girados até se alinharem ao módulo de análise.

[00048] Qualquer acionador de rotação adequado pode ser fornecido (não exibido), como um motor de passo ou servo-motor e qualquer mecanismo de controle e engrenagem que possa ser usado para garantir o alinhamento correto dos anéis interno e externo 12, 14.

[00049] Artigos para fumar na forma de cigarros convencionais ou cigarros aquecidos com uma fonte de calor combustível integral podem, de forma conveniente, ser autossustentáveis quando inseridos nas portas de artigo para fumar. Portanto, tais artigos para fumar são inteiramente sustentados quando suas respectivas extremidades de boca são recebidas em portas de artigo para fumar. Outros tipos de artigo para fumar, por exemplo, artigos para fumar aquecidos ou artigos gerados de aerossol operados eletricamente, podem exigir meios de suporte adicionais, os quais podem ser providos por um módulo de suporte.

[00050] A Figura 6 ilustra uma modalidade de um sistema para fumar modular que compreende adicionalmente um módulo de suporte 160 com um suporte anular 165 para o suporte de dispositivos para fumar 161 em uma posição de forma que a extremidade da boca dos dispositivos possa ser recebida no interior das portas do artigo para fumar de um módulo de carrossel conforme descrito acima.

[00051] Embora tenha sido descrita acima a análise de geradores de fumo principal por parte de um artigo para fumar, pode ser desejável analisar fumo secundário ou lateral evoluído a partir de um artigo para fumar durante um processo para fumar. Em uma máquina para fumar convencional é difícil recuperar com exatidão a fumaça lateral evoluída a partir de um artigo para fumar fumado na máquina para fumar. Uma modalidade potencialmente vantajosa da invenção, tal como ilustrado na Figura 7, pode permitir a recuperação de fumo lateral de maneira eficiente.

[00052] As paredes 200 estendendo-se a partir do anel externo estático 14 de um módulo de carrossel contém uma região selada 210 que abarca um anel interno giratório 12 do módulo de carrossel. Artigos para fumar recebidos no módulo de carrossel estendem-se radialmente para dentro a partir do anel interno 12 e são, portanto, contidos no interior da região vedada 210 durante a operação da máquina para fumar modular. Vedando esta região interna, é possível extrair qualquer fluxo lateral de fumaça gerado pelos artigos para fumar durante operação da máquina para fumar usando um módulo de fluxo lateral e analisar qualquer fluxo lateral de fumaça que seja extraído, por exemplo, em módulo de análise adicional 250. Assim, o sistema para fumar modular, tal como descrito neste documento, pode ser capaz de analisar simultaneamente tanto a fumaça principal quanto a fumaça lateral gerada por uma pluralidade de artigos para fumar. A vedação da região interna com relação ao operador pode fornecer igualmente um ambiente de operação preferível para alguns usuários.

[00053] Outros componentes do sistema para fumar podem ser providos para tornar a operação do sistema plenamente automatizada. Esses componentes podem ser providos como módulos adicionais. A Figura 8 é um diagrama esquemático mostrando possíveis módulos adicionais, os quais podem ser utilizados em várias combinações.

[00054] O carrossel 10 é girado pelo módulo de transmissão 150. O módulo de transmissão pode ser um motor de passo ou servo-motor que gira o anel interno 12. O módulo de transmissão é controlado pelo módulo de automação 410. O módulo de automação inclui um controlador de lógica programável ou software que execute microprocessador. Outro módulo de controle é o módulo de configuração, o qual compreende software sendo executado em um microprocessador de modo a desempenhar configuração automática do sistema.

[00055] Os módulos de análise 100, 110 são mostrados juntamente a outros módulos no lado exterior do carrossel. O módulo de bombeamento 120 é usado para aspirar através do artigo para fumar. O módulo de bomba pode incluir um pistão único ou pode incluir um pistão duplo para conseguir fumo contínuo. O módulo de bombeamento é controlado pelo módulo de automação de modo a prover um perfil de tragada desejável. O módulo de diluição 130 é usado para diluir um fluxo contínuo de aerossol de modo a atingir uma concentração-alvo. A diluição pode ser alcançada em uma única etapa ou em diversas etapas. O módulo de resíduo 140 coleta produtos residuais de análise.

[00056] No lado interior do carrossel, há uma pluralidade de módulos adicionais que podem ser usados. Esses módulos são também controlados pelo módulo de automação 410. O módulo de ignição 320 acende o artigo para fumar de acordo com um protocolo de ignição. A ignição pode ser desempenhada quando o artigo para fumar estiver no carrossel ou pode ser desempenhada antes de o artigo para fumar ser carregado no carrossel. Dependendo do tipo de artigo para fumar, podem ser usados diferentes métodos de ignição. O módulo carregador 310 carrega o artigo para fumar no carrossel. O artigo para fumar pode ser um cigarro ou dispositivo para fumar eletrônico ou um dispositivo para fumar com um cigarro. O módulo de pega e posicionamento 300 transporta o artigo para fumar de um manípulo de produto ou módulo de ignição ao módulo de carregador 310. Para artigos para fumar reutilizáveis, o módulo de pega e posicionamento 300 pode também mover o artigo para fumar de volta ao módulo de manipulação do dispositivo após uso. O módulo de manipulação de dispositivo 360 manipula dispositivos para fumar para fora do carrossel e pode desempenhar operação como carregamento de bateria, verificação de dispositivo e reenchi- mento. O módulo de ejeção 330 verifica se ejeção condições são atendidas e ejeta, em seguida, o artigo para fumar. Se um módulo de manipulação de dispositivo é incluído no sistema, então o módulo de ejeção pode ejetar cigarros dos dispositivos. Caso contrário, a unidade de ejeção pode ejetar artigos para fumar diretamente das portas para fumar. O módulo lateral 340 controla fluxo de ar à volta do artigo para fumar e evacua a fumaça lateral. O módulo de cartucho 370 contém um número limitado de artigos para fumar para um desempenho de fumo. Um desempenho de fumo pode ser o consumo de um artigo para fumar até uma corrida de fumo de diversas horas por dia para possibilitar exposição aguda, crônica ou subcrônica de células ou animais. O módulo cartucho sustenta isto provendo uma capacida-de alinhada com a duração do desempenho de fumo. O módulo cartucho libera artigos para fumar do sistema sob demanda.

[00057] O módulo de resíduo 350 coleta cinzas a partir dos artigos para fumar e coleta bitucas de artigos para fumar usados em um contêiner de resíduo.

[00058] Um módulo de interface gráfica de usuário (GUI) 440 é provido para possibilitar um usuário a controlar e configurar o sistema, e visualizar os dados. O módulo GUI pode demandar também a inserção de senhas de acesso de usuário.

[00059] Módulos de dados são providos para registrar e transferir dados de máquina para fumar. O módulo de banco de dados 510 captura dados obtidos a partir de módulos de análise e a partir da operação de outros mó- dulos. Um módulo de transferência de dados 520 pode ser provido de modo a automaticamente transferir os dados capturados, ou porções dos dados capturados, a um banco de dados externo.

[00060] Pode ser também utilizado um módulo de abastecimento de utilidade. Um módulo de abastecimento de utilidade compreende uma conexão central para abastecimento de utilidades com grade de distribuição e regula a utilidade a ser abastecida. Por exemplo, para o ar comprimido é a conexão tubular com um conector rápido para conectar a grade, um regulador de pressão para configurar e manter, de maneira precisa, a pressão, e uma linha de distribuição com uma pluralidade de pontos de conexão. Cada módulo que precisa de ar comprimido tem tubulação com um conector rápido que é conectado à unidade de abastecimento no caso de o módulo ser instalado no sistema.

[00061] Pode-se usar também um módulo de segurança. O módulo de segurança contém um relay de segurança certificado e, por exemplo, barreiras luminosas ou contatos magnéticos, para assegurar que um operador não se exponha a perigos. O módulo de segurança assegura detenção da máquina antes que as dinâmicas da mesma, ou sua fonte de energia, possam afetar o operador. O módulo de segurança pode, por exemplo, incluir relays de segurança SIRIUS 3SK1 disponíveis pela Siemens AG, Industry Automation Control Components and Systems Engineering, Postfach 23 55, 90713 Fürth, ALEMANHA.

[00062] Os exemplos das modalidades descritas anteriormente exemplificam, mas não são limitativos. Considerando as modalidades exemplares acima abordadas, outras modalidades consistentes com as modalidades exemplares acima tornar-se-ão evidentes agora a indivíduos moderadamente versados na técnica.

Claims (14)

1. Sistema para fumar modular, caracterizado pelo fato de compreender, um módulo carrossel (10) que compreende um carrossel subs-tancialmente anular, uma pluralidade de portas de artigo para fumar (20) para receber artigos para fumar, tal que o artigo de fumar se estende radialmente para dentro a partir do carrossel, e uma pluralidade de portas de análise (30), tendo o carrossel uma superfície interna (13) e uma superfície externa (15) distanciada radialmente da superfície interna (13), em que uma pluralidade de canais de fluxo de aerossol de dimensões idênticas (55) são definíveis através do carrossel, estendendo-se cada canal de fluxo de aerossol (55) radialmente através do carrossel entre uma porta de artigo para fumar (20) localizada à superfície interna (13) do carrossel e uma porta de análise (30) localizada à superfície externa (15) do carrossel, e pelo menos um módulo de análise de aerossol (100, 110) localizado radialmente para fora a partir da superfície externa (15) do carrossel e acoplável a uma porta de análise (30) de um aerossol gerado por um artigo para fumar acoplado a uma porta de artigo para fumar (20).

2. Sistema para fumar modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, um primeiro módulo de análise de aerossol (100) acoplável à primeira porta de análise, estando a primeira porta de análise associada a uma primeira porta de artigo para fumar por meio de um primeiro canal de fluxo de aerossol, e um segundo módulo de análise de aerossol (110) acoplável a uma segunda porta de análise, estando a segunda porta de análise associada a uma segunda porta de artigo para fumar por meio de um segundo canal de fluxo de aerossol, em que uma via de fluxo de aerossol entre a primeira porta de artigo para fumar e o primeiro módulo de análise (100) têm a mesma exten- são de uma via de fluxo de aerossol entre a segunda porta de artigo para fumar e o segundo módulo de análise (110).

3. Sistema para fumar modular, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de módulos de análise de aerossol (100, 110), cada qual dentre esta pluralidade de módulos de análise de aerossol (100, 110) sendo acoplável a uma porta de análise, uma via de fluxo de aerossol entre cada um dentre a pluralidade de portas de análise de aerossol e uma porta de análise acoplada tendo dimensões substancialmente idênticas.

4. Sistema para fumar modular, de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o sistema para fumar modular é capaz de operar em modo para fumar linear ou giratório, em que uma via de fluxo de aerossol tem extensão idêntica quando operada em ambos modo para fumar linear e giratório.

5. Sistema para fumar modular, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos dois tipos de diferentes de módulo de análise de aerossol (100, 110) para desempenhar pelo menos dois tipos diferentes de análise de aerossol.

6. Sistema para fumar modular, de acordo com a qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a superfície interna (13) do carrossel se encontra localizada dentro dos limites de uma primeira região (210) que é vedada da superfície externa (15) do carrossel, de modo tal que o aerossol secundário gerado pelo consumo de um artigo para fumar enquanto o mesmo encontra-se acoplado a uma porta de artigo para fumar é retido dentro dos limites da primeira região (210).

7. Sistema para fumar modular, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o aerossol secundário retido dentro dos limites da primeira região (210) é transferido a um módulo de análise de aerossol secundário (250) para ser analisado.

8. Sistema para fumar modular, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o carrossel compreende um primeiro anel (12) e um segundo anel (14), sendo que o primeiro anel (12) define a superfície interna (13) do carrossel e tem uma pluralidade de canais (51) que se estendem radialmente através do primeiro anel (12) entre a superfície interna (13) e uma superfície externa (18) do primeiro anel (12), e o segundo anel (14) define a superfície externa (15) do carrossel e tem uma pluralidade de canais (52) que se estendem radialmente através do segundo anel (14) entre uma superfície interna (19) do segundo anel (14) e a superfície externa (15), sendo a pluralidade de canais (51) definida através do primeiro anel (12) capaz de ser disposta em relação de sobreposição com a pluralidade de canais (52) definida através do segundo anel (14) de modo a definir os canais de fluxo de aerossol (55).

9. Sistema para fumar modular, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que tanto o primeiro anel (12) quanto o segundo anel (14) são de tal modo estáticos que cada porta de artigo para fumar (20) localizada à superfície interna (13) do carrossel está associada a uma porta de análise (30) correspondente localizada na superfície externa (15) do carrossel.

10. Sistema para fumar modular, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro anel (12) é giratório com relação ao segundo anel (14) de modo que cada porta de artigo de para fumar (20) localizada na superfície interna (13) do carrossel pode ser associada a qualquer uma dentre a pluralidade de portas de análise (30) localizadas na superfície externa (15) do carrossel.

11. Sistema para fumar modular, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um módulo selecionado a partir da lista que compreende, um módulo de transmissão (150), um módulo de cartucho (370), um módulo de carregamento de produto (310), um módulo de ignição de produto (320), um módulo de ejeção de produto (330), um módulo de coleta de resíduo (350), um módulo de fornecimento de utilidades, um módulo de fluxo lateral (340), um módulo de configuração, um módulo de banco de dados (510), um módulo de transferência de dados (520), um módulo de automação (410), um módulo GUI (440), um módulo de segurança da máquina, um módulo de pega e posicionamento (300), um módulo de manipulação de dispositivo (360), um módulo de bombeamento (120) e um módulo de diluição.

12. Método para analisar um aerossol gerado por um artigo para fumar caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de, localização de uma extremidade da bocal do artigo para fumar em uma porta de artigo para fumar (20) localizada em uma superfície interna (13) de um carrossel anular em uma máquina para fumar, de tal modo que o artigo para fumar se estende radialmente para dentro a partir do carrossel, aspiração de um aerossol gerado pelo artigo para fumar através de um canal que se estende radialmente (55) definido através do carrossel e para o interior de um primeiro módulo de análise (100) localizado em uma superfície externa (15) do carrossel, girando a superfície interna (13) do carrossel com relação à superfície externa (15) do carrossel, e aspiração de um aerossol gerado pelo artigo para fumar através de um canal que se estende radialmente (55) definido através do carrossel e para o interior de um segundo módulo de análise (110) localizado na superfície externa (15) do carrossel, o segundo módulo de análise (110) desempenhando uma análise diferente daquela do primeiro módulo de análise (100).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ser desempenhado em um aparelho de acordo com a reivindicação 10.

14. Método para análise simultânea de aerossol gerado por uma pluralidade de artigos para fumar, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de localizar uma extremidade do bocal de cada um dentre uma pluralidade de artigos para fumar em uma dentre uma pluralidade de portas de artigo para fumar (20) em uma superfície interna (13) de um carrossel anular em uma máquina para fumar, de modo que cada um dentre uma pluralidade de artigos para fumar estende-se radialmente para dentro a partir do carrossel, e aspirar um aerossol gerado por cada um dentre uma pluralidade de artigos para fumar ao longo de uma via de fluxo de aerossol e para dentro de um dentre uma pluralidade correspondente de módulos de análise (100, 110) localizada em uma superfície externa (15) do carrossel, a via de fluxo de aerossol entre cada um dentre uma pluralidade de artigos para fumar e seu módulo de análise correspondente (100, 110) tendo dimensões idênticas.

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