CN105167205A - 一种适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，其特征在于：包括带有密封盖的反应容器及设在反应容器中的热电偶，在密封盖上插装有用于注入反应原料的注射器，热电偶一端通过连接线与数据采集记录仪及计算机相连，反应容器由聚四氟乙烯内胆及不锈钢外壳构成，内胆即为实施液-液化学反应或固-液化学反应的加热性能测试腔。通过本装置可将待检测的用于卷烟化学反应加热的两种反应物中的一种先置于反应容器内，再注入另一种反应物进行反应放热，通过热电偶探测反应温度，并传输给数据采集记录仪及计算机，就可测定出反应所达到的温度，以评价反应原料的加热效果。本发明的优点在于：误差小、检测准确性高。

Description

一种适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置

技术领域

本发明涉及化学反应加热温度测试技术，具体是一种适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置。

背景技术

随着人们生活方式和消费观念的转变，同时受到烟草控制、社会舆论等因素的影响，传统卷烟的发展受到越来越多的制约。同时，在烟草燃烧的条件下，进一步大幅度降低卷烟焦油和有害成分释放量，难度很大。因此，改变烟草燃吸的传统消费方式，发展新型卷烟，持续满足广大消费者需求，是从根本上突破我国烟草行业持续发展瓶颈的重要途径，是我国烟草行业立足行业发展大局、面向未来长远发展的重大战略部署。

新型卷烟的特征在于加热烟草而非燃烧烟草，它避免了烟草燃烧的高温裂解，从而使其主流烟气中有害成分的释放量大大降低。按照加热原理的不同，新型卷烟可分为电加热型、理化反应加热型（化学反应和物理结晶等）、碳加热型、其它热源型（如气、固、液态等燃料加热型）等。

理化反应加热可分为物理反应加热和化学反应加热等。其中物理反应加热主要利用晶体的结晶过程产生热量，而化学反应加热主要是通过水合反应、中和反应和氧化反应等化学反应过程产生热量。美国雷诺烟草控股公司早在1990年就公开了一种包括烟草、过滤器元件和加热源的吸烟制品。该加热源包含当与水接触时能够进行放热反应的材料，例如CaO等金属氧化物和无水的金属硫酸盐。水与该加热源的组分之间的接触加热烟草并使其挥发（US4955399）。该公司在2003年又公开了一种新型卷烟，包含烟草和化学加热源。该加热源包括镁或铁等金属以及化学溶液（氯化钾和硝酸盐的溶液），可使温度缓慢上升至125oC-150oC（US7290549）。而斯泰格莫德有限公司公开了一种新型卷烟制品，化学加热源分为两种，一种是高锰酸钾与铁，另一种是铁、硫化钠、碳和氧化钙混合物。这两种加热源都可通过与氧气反应提供热量（CN101925309）。湖北中烟也设计了一种新型卷烟，热源为与空气反应能够放热的Fe等金属单质发热材料（CN103190708）。

目前，绝大多数专利公开的都是新型卷烟制品，包括加热源和卷烟构造。同时，也有部分专利公开了基于化学反应加热的新型卷烟抽吸装置（CN201410025663）。但是，对于围绕新型卷烟设计的化学反应的加热性能的测量装置并没有文献报道。虽然在新型卷烟制品的相关专利中报道了加热源启动时所能提供的温度，但是，这些专利并没有提供加热源加热性能测量的任何信息，根本无法确定如何获得加热源启动时所能提供的温度。而在化学反应加热型新型卷烟的开发过程中，作为核心部件之一的化学反应加热源，其加热效果必须得到有效的测量，才能筛选得到适用于新型卷烟的化学反应。因为只有在确定加热源加热温度的基础上，再结合不同温度下各种新型烟草组分的释放情况，我们才能有效地设计化学反应加热型新型卷烟。

发明内容

本发明的目的正是基于上述现有技术状况而提供一种检测适用于卷烟化学反应的加热性能的装置。利用本装置可检测化学反应的加热性能，可实时检测液体-液体之间和固体-液体之间反应时温度变化情况，以此获得加热源加热性能的有效数据，为设计化学反应加热型新型卷烟提供依据。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，包括带有密封盖的反应容器以及设置在反应容器中的2-3根热电偶，在密封盖上插装有用于向反应容器中注入反应原料的注射器，热电偶一端穿过密封盖通过连接线与数据采集记录仪及计算机相连，反应容器由聚四氟乙烯内胆及不锈钢外壳构成，内胆即为实施液-液化学反应或固-液化学反应的加热性能测试腔。

每根热电偶设在反应容器中的高度不同，以反应不同位置的温度变化。热电偶通过螺纹连接方式固定安装在密封盖上。

所述注射器的数量为两个，便于对两种液态原料进行注入。注射器规格可为10~100ml。注射器通过密封盖上加工的直孔插装在密封盖上并通过橡胶密封圈密封。

多根热电偶连接同一数据采集记录仪，数据采集记录仪同时采集记录多根热电偶所测得的温度，并将所得信息通过数据线传输给计算机，计算机通过处理生成对应的温度—时间变化趋势图。

待检测卷烟化学反应的两种反应物可均为液体，形成液-液化学反应，其中任意一种反应液先置于反应容器中，另一种反应液由注射器注入。也可将两种液体同时注入。两种反应物也可为一液体，一固体，形成固-液化学反应，其中固体反应物先置于反应容器中，另一种反应液由注射器注入。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明围绕化学加热型新型卷烟，针对化学反应的加热性能建立了一套温度测量装置，实时跟踪检测化学反应发生过程中液体温度的变化情况，可以将反应从开始到结束整个过程中液体温度的变化情况进行实时检测。因为对新型卷烟的加热源而言，温度变化的整体信息是非常重要的，关键参数包括加热源所能达到的最高温度，以及在特定温度范围所能持续的时间。另外，本发明提供的温度测量装置同时采用多根热电偶对反应容器中的不同深度进行检测，避免反应刚开始时由于液-液或固-液混合不均匀所造成的测量误差，大大提高检测的准确性。

2.本发明提供的温度测量装置，适用于测量液-固和液-液化学反应的加热性能，装置适用范围较广。并采用热电极含有保护套管的热电偶，与酸碱等有害介质充分隔离，同时反应容器内含聚四氟乙烯内胆，因此测量装置同样适用于强腐蚀性的液体。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图中：1、反应容器，2、密封盖，3、热电偶，4、注射器，5、数据采集记录仪，6、计算机。

具体实施方式

本发明以下结合附图、实施例做进一步描述：

如图1所示：一种适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，包括带有密封盖2的反应容器1以及设置在反应容器中的三根热电偶3，在密封盖2上插装有用于向反应容器中注入反应原料的注射器4，热电偶3一端穿过密封盖通过连接线与数据采集记录仪5及计算机6相连，反应容器1由聚四氟乙烯内胆及不锈钢外壳构成，内胆即为实施液-液化学反应或固-液化学反应的加热性能测试腔。

热电偶3通过螺纹连接方式固定安装在密封盖2上，每根热电偶设在反应容器中的高度不同，以反应不同位置的温度变化。

注射器4通过密封盖2上加工的直孔插装在密封盖上并通过橡胶密封圈密封。

实施例1

在测量液-液化学反应的加热性能时，首先将一定体积的两种反应液中的任一一种液体先放置于反应容器的聚四氟乙烯内胆中，盖上盖子并旋紧。然后，将3根热电偶3通过螺纹固定到反应容器中，三个热电偶的电极在反应容器中处于不同的深度，便于在三个不同深度测试反应时液体的温度变化情况。然后将热电偶的数据延长线与数据采集记录仪连接，并开启数据采集记录仪和计算机，数据采集开始，以保证反应从一开始就进行数据采集。最后，通过注射器将另一种反应液注入反应容器内，并快速拔出注射器，反应开始，三根热电偶实时将代表反应容器中不同深度的液体温度的信号传输给数据采集记录仪，数据采集记录仪4对数据进行收集和记录，并将信息传递到计算机，在计算机上生成相应的温度—时间变化趋势图，直到反应结束为止，停止数据记录。

实施例2

在测量固-液化学反应的加热性能时，首先将一定重量的固体反应物先放置于反应容器的聚四氟乙烯内胆中，再注入另一种液体反应物，其它步骤均同实施例1。

Claims (5)

1.一种适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，其特征在于：包括带有密封盖的反应容器以及设置在反应容器中的2-3根热电偶，在密封盖上插装有用于向反应容器中注入反应原料的注射器，热电偶一端穿过密封盖通过连接线与数据采集记录仪及计算机相连，反应容器由聚四氟乙烯内胆及不锈钢外壳构成，内胆即为实施液-液化学反应或固-液化学反应的加热性能测试腔。

2.根据权利要求1所述的适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，其特征在于：每根热电偶设在反应容器中的高度不同，以反应不同位置的温度变化。

3.根据权利要求1所述的适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，其特征在于：所述注射器的数量为两个，便于对两种液态原料进行注入。

4.根据权利要求1所述的适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，其特征在于：所述的注射器规格为10~100ml。

5.根据权利要求1或2所述的适用于检测卷烟化学反应原料加热性能的装置，其特征在于：热电偶通过螺纹连接方式固定安装在密封盖上。