CN104266876A - 带内腔的转盘型吸烟机捕集装置及其分析测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有内腔的转盘型吸烟机捕集装置，包括，吸附块(1)、捕集器上盖(2)、捕集器下盖(3)、捕集器下盖内腔(4)、定位档塞(5)和剑桥滤片(6)，捕集器下盖(3)内部设置中空下盖内腔(4)，吸附块(1)位于下盖内腔(4)中。本装置操作简便，并且测定重复性好，有机溶剂消耗量少，样品测试结果与标准方法无显著差异，且能在室温下实现对挥发性有机化合物的捕集，适用于大批量样品的分析。

Description

带内腔的转盘型吸烟机捕集装置及其分析测试方法
技术领域
本发明涉及卷烟烟气分析检测技术领域，尤其是一种带有内腔的转盘型吸烟机捕集装及使用该捕集装置分析测试卷烟烟气的方法。
背景技术
随着吸烟与健康研究的深入开展，人们对卷烟烟气中的有害成分越来越关注。卷烟主流烟气中含有大量挥发性有机化合物。加拿大卫生部关注的检测名单列出的44种有害成分中，挥发性有机化合物有5种：1,3-丁二烯、异戊二烯、丙烯腈、苯和甲苯。1,3-丁二烯和异戊二烯的致癌性被IARC列为人体可能致癌物(2B)；苯为人体致癌物，其致癌性为“动物实验和人体实验数据充分”(Group1)；IARC把丙烯腈则列为“动物实验充分而人体实验数据有限”的致癌物。因此，卷烟烟气中的挥发性有机化合物的有效捕集和准确测定对吸烟与健康研究具有现实意义。目前，已有许多采用GC-MS测定卷烟烟气中挥发性有机化合物的报道，主要采用冷溶液吸收法(-70℃左右的甲醇)和吸附块法进行捕集。冷溶液吸收法采用两个串联的装有15mL冷甲醇的收集瓶捕集，操作繁琐。吸附块法，吸烟机抽吸通道“死体积”和压降较大，测试结果重现性较差。
发明内容
为克服现有的缺陷，本发明提出一种带内腔的转盘型吸烟机捕集装置，带有内腔的转盘型吸烟机捕集装置，包括，吸附块、捕集器上盖、捕集器下盖、捕集器下盖内腔、定位档塞和剑桥滤片，捕集器下盖内部设置中空下盖内腔，吸附块位于下盖内腔中。
捕集器上盖与捕集器下盖连接后，内部形成中空腔体。
捕集器上盖与捕集器下盖内部腔体的横截面设置有剑桥滤片。
捕集器下盖内腔为中空腔体，吸附块位于下盖内腔中，吸附块通过定位档塞连接剑桥滤片。
吸附块包括固体吸附材料、侧筛板，其中，吸附块中部为固体吸附材料，固体吸附材料上下两面设置筛板。
吸附块中吸附材料为活性炭材料、磁性吸附材料或分子筛材料，其粒径为40-80目；吸附材料上下两面的筛板为孔径40-60目的砂芯筛板。
由于本发明采用新型烟气捕集装置，与常规的吸收装置相比在捕集器下盖增加了装有固体吸附材料的内腔，烟气的逸出得到缓和，在捕集器中的停留时间延长，而且筛板之间的吸附材料对卷烟烟气中的挥发性有机化合物具有较好的吸附效果，可以使卷烟烟气气流与吸附剂接触充分，保证卷烟烟气中的相关成分得到有效吸收，满足卷烟烟气中挥发性有机化合物分析的要求。
附图说明
图1为带内腔的转盘型吸烟机捕集装置示意图。
图2为吸附块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种带内腔的转盘型吸烟机捕集装置进行详细描述。
图1示出带有内腔的转盘型吸烟机捕集装置，包括，吸附块1、捕集器上盖2、捕集器下盖3、捕集器下盖内腔4、定位档塞5和剑桥滤片6，捕集器下盖3内部设置中空下盖内腔4，吸附块1位于下盖内腔4中。
捕集器上盖2与捕集器下盖3连接后，内部形成中空腔体。
捕集器上盖2与捕集器下盖3内部腔体的横截面设置有剑桥滤片6。
捕集器下盖内腔4为中空腔体，吸附块1位于下盖内腔8中，吸附块1通过定位档塞5连接剑桥滤片6。
图2示出吸附块1包括固体吸附材料11、侧筛板12，其中，吸附块1中部为固体吸附材料11，固体吸附材料11上下两面设置筛板12。
吸附块1中吸附材料11为活性炭材料、磁性吸附材料或分子筛材料，其粒径为40-80目；吸附材料11上下两面的筛板12为孔径40-60目的砂芯筛板。
应用本发明带有内腔的转盘型吸烟机烟气捕集器分析测试卷烟烟气中的挥发性有机化合物的方法包括以下步骤：
步骤1，卷烟样品的处理，抽取卷烟样品，按照GB/T 16447标准规定条件进行样品平衡，挑选(平均质量±0.02)g与(平均吸阻±50)Pa的烟支用于样品测试。
步骤2，将转盘型吸烟机捕集装置安装在吸烟机上，每次抽吸1支；
步骤3，捕集完后取下捕集装置，将吸附块1转移至容器内进行萃取处理；
步骤4，将空白样品安装在转盘型吸烟机捕集装置中，每次抽吸1支，并重复步骤3，将获得的空白样品处理结果与卷烟样品处理结果进行对照，以分析卷烟烟气中的挥发性有机化合物。
根据本发明的分析测试方法的色谱/质谱(GC/MS)仪器条件：色谱柱为InertCap AQUATIC-2色谱柱(长度：60m，内径：0.25mm，膜厚：1.4μm)；程序升温程序为：初始温度为40℃，保持6.0min，20℃/min的升温速率升温至230℃，保持10min；载气为氦气，流速为1.5mL/min；进样口温度为180℃，进样体积为1.0μL，分流比为10:1；传输线温度230℃，离子源温度230℃，四极杆温度150℃；质谱离子化电压为70eV；扫描方式：全扫描和选择离子模式同时进行。
各化合物的定量及定性离子如下表1所示：
表1 各目标化合物的保留时间、定量及定性离子
本发明在用于烟气分析时的工作过程为：
卷烟烟支在抽吸过程中，卷烟烟气经过剑桥滤片进入捕集器下盖内腔体，腔内安装有孔径20-60μm上下两个筛板，两筛板之间装40-80目的活性炭作为吸附材料，烟气经过上筛板后分散为多股小气流，经活性碳材料缓冲，再由下筛板流出，在此过程中卷烟烟气中的目标化合物被有效吸收。
实施例1：
选取牌号A卷烟，按照GB/T 16447标准规定条件进行样品平衡，挑选(平均质量±0.02)g与(平均吸阻±50)Pa的烟支用于样品测试。将准备好的捕集器安装在吸烟机上，在ISO标准规定条件下进行抽吸，抽吸容量35mL，抽吸时间2s，抽吸频率60s。每次抽吸1支；捕集完后取下捕集器，将吸附材料和前后筛板转移至相应容器进行萃取处理；同样的过程制作空白样品。
表2 某牌号卷烟中挥发性有机化合物的测定结果-ISO
实施例2：
选取牌号B卷烟，按照GB/T 16447标准规定条件进行样品平衡，挑选(平均质量±0.02)g与(平均吸阻±50)Pa的烟支用于样品测试。将准备好的捕集器安装在吸烟机上，在加拿大深度抽吸(HCI)标准规定条件下进行抽吸，抽吸容量55.0mL，抽吸时间2s，抽吸频率30s。每次抽吸1支；捕集完后取下捕集器，将吸附材料和前后筛板转移至相应容器进行萃取处理；同样的过程制作空白样品。
表2 某牌号卷烟中挥发性有机化合物的测定结果-HCI
由于本发明采用新型烟气捕集装置，与常规的吸收装置相比在捕集器后盖增加了装有固体吸附材料的内腔，烟气的逸出得到缓和，在捕集器中的停留时间延长，而且筛板之间的吸附材料对卷烟烟气中的挥发性有机化合物具有较好的吸附效果，可以使卷烟烟气气流与吸附剂接触充分，保证卷烟烟气中的相关成分得到有效吸收，满足卷烟烟气中挥发性有机化合物分析的要求。5种挥发性有机化合物的检出限在0.03μg/cig-0.08μg/cig；回收率在97.6％-107.8％之间。本发明装置操作简便，并且测定重复性好，有机溶剂消耗量少，样品测试结果与标准方法无显著差异，且能在室温下实现对挥发性有机化合物的捕集，适用于大批量样品的分析。
最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (9)

1.带内腔的转盘型吸烟机捕集装置，包括，吸附块(1)、捕集器上盖(2)、捕集器下盖(3)、捕集器下盖内腔(4)、定位档塞(5)和剑桥滤片(6)，其特征在于，捕集器下盖(3)内部设置中空下盖内腔(4)，吸附块(1)位于下盖内腔(4)中。
2.根据权利要求1所述的带内腔的转盘型吸烟机捕集装置，其特征在于，捕集器上盖(2)与捕集器下盖(3)连接后，内部形成中空腔体。
3.根据权利要求2所述的带内腔的转盘型吸烟机捕集装置，其特征在于，捕集器上盖(2)与捕集器下盖(3)内部腔体的横截面设置有剑桥滤片(6)。
4.根据权利要求1和3所述的带内腔的转盘型吸烟机捕集装置，其特征在于，捕集器下盖内腔(4)为中空腔体，吸附块(1)位于下盖内腔(8)中，吸附块(1)通过定位档塞(5)连接剑桥滤片(6)。
5.根据权利要求4所述的吸附块(1)，其特征在于，吸附块(1)包括固体吸附材料(11)、侧筛板(12)，其中，吸附块(1)中部为固体吸附材料(11)，固体吸附材料(11)上下两面设置筛板(12)。
6.根据权利要求4和5所述的吸附块(1)，其特征在于，吸附块(1)中吸附材料(11)为活性炭材料、磁性吸附材料或分子筛材料，其粒径为40-80目；吸附材料(11)上下两面的筛板(12)为孔径40-60目的砂芯筛板。
7.通过权利要求1所述的带内腔的转盘型吸烟机捕集装置分析测试方法，包括以下步骤，
步骤1，按照GB/T 16447标准规定条件进行样品平衡，挑选(平均质量±0.02)g与(平均吸阻±50)Pa的烟支用于样品测试：
步骤2，将所述转盘型吸烟机捕集装置安装在吸烟机上，每次抽吸1支；
步骤3，捕集完后取下所述转盘型吸烟机捕集装置，将所述吸附块转移至容器内进行萃取处理；
步骤4，将空白样品安装在所述转盘型吸烟机捕集装置中，每次抽吸1支，并重复步骤3，将获得的空白样品处理结果与卷烟样品处理结果进行对照，以分析卷烟烟气中的挥发性有机化合物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，将所述捕集装置安装在吸烟机上，在ISO标准规定条件下进行抽吸，抽吸容量35mL，抽吸时间2s，抽吸频率60s，每次抽吸1支。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，将捕集装置安装在吸烟机上，在加拿大深度抽吸(HCI)标准规定条件下进行抽吸，抽吸容量55mL，抽吸时间2s，抽吸频率30s，每次抽吸1支。
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