CN107144450A - 一种适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器及其应用，包括带有烟支插入口的夹持器前端盖、设置在夹持器前端盖腔内的夹持唇及垫圈、设有吸附腔的夹持器后盖构成，夹持器后盖一端通过螺纹或卡扣方式与夹持器前端盖连接，另一端设有用于连接转盘式吸烟机抽吸通道的插接管；在吸附腔内通过两端设置的石英隔网封装有颗粒状吸附材料。本发明的优点在于：在转盘式吸烟机的每一个抽吸孔道上均插装有上述结构的设有吸附腔的烟支夹持器，实现转盘式吸烟机不同孔道烟气成分的分别捕集。由于在烟支夹持器后端加设有一个吸附腔，从而在“死体积”尽量小的前提下实现目标组分的有效捕集，有效解决了在转盘吸烟机上单支卷烟烟气分别捕集的技术问题。
Description
技术领域：
本发明涉及卷烟夹持器，具体为一种适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器及其应用。
背景技术：
目前，对卷烟烟气的一些化学成分准确定量可以通过剑桥滤片完成捕集。剑桥滤片仅能截留烟气粒相部分，烟气气相中仍有许多化合物受到研究者的关注，这些成分的捕集，往往需要通过吸附管实现。当需要采用固体吸附材料捕集时，需要采用单独的装置将吸附材料串联与吸烟机抽吸通道，造成管路“死体积”过大。目标成分在与固体材料充分接触之前，由于抽吸通道的影响将会部分散失或发生性质改变，导致定量不准确。
另一方面，目前存在一种带有吸附管的吸烟机捕集器，该捕集器是在剑桥滤片之后加装一个腔体，用于装填吸附材料，该类型捕集器在直线型吸烟机可以有效捕集主流烟气中的目标成分。但是，对于转盘型吸烟机，若将吸附管等捕集装置设在抽吸通道（无论是捕集器前端还是后端），则由于吸附管捕集容量的限制造成转盘吸烟机每轮抽吸一般只能抽吸1~2支孔道的卷烟，这对于20孔道的转盘行吸烟机而言是一种时间和成本的浪费。
发明内容：
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器，在夹持部分之后加设吸附腔，从而在“死体积”尽量小的前提下实现目标成分的有效捕集。另一方面，本发明设有吸附腔的烟支夹持器方便与转盘式吸烟机插接，使得转盘式吸烟机的所有孔道都可得以利用，大大提高了转盘式吸烟机的工作效率。且该夹持器易于操作，提高了烟气目标化学成分分析定量的准确性。
本发明的目的是通过以下结束方案来实现的：一种适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器，包括带有烟支插入口的夹持器前端盖、设置在夹持器前端盖腔内的夹持唇及垫圈、设有吸附腔的夹持器后盖构成，夹持器后盖一端通过螺纹或卡扣方式与夹持器前端盖连接，另一端设有用于连接转盘式吸烟机抽吸通道的插接管；在吸附腔内通过两端设置的石英隔网封装有颗粒状吸附材料，且夹持器前端盖、夹持器后盖、插接管呈同轴设置。
在本发明中，夹持器后盖与夹持器前端盖之间的气密通过设置在夹持器端盖腔内的O型环实现。
在插接管与转盘式吸烟机抽吸通道之间设置有密封环。
夹持器后盖与插接管呈一体式结构，可焊接在一起，也可铸造成型。
所述颗粒状吸附材料可为活性炭材料、磁性吸附材料或分子筛材料。
使用时，在转盘式吸烟机的每一个抽吸孔道上均插装本发明上述结构的设有吸附腔的烟支夹持器，实现转盘式吸烟机不同孔道烟气成分的分别捕集。插装时将烟支由前端盖直接插入至吸附腔的石英隔网处，即烟蒂末端紧贴于吸附材料，最大限度地减少烟气管路“死体积”。并且吸附腔内的吸附材料可根据需要随时进行更换，以适应不同烟气成分的吸附捕集需求。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过对烟支夹持器内部进行改造增加吸附腔，使得夹持器内可以装填合适的固体材料而完成目标化合物的有效捕集。该烟支夹持器减少了卷烟抽吸过程中“死体积”带来的影响，实现了转盘吸烟机不同孔道烟气成分的分别捕集，大大提高了分析效率，且本夹持器结构简单，拆装方便，使用便捷，有显著的实用价值。
附图说明
图1为本发明夹持器与转盘式吸烟机插接配合的结构剖视图。
图2为夹持器前端盖与夹持器后盖待配合的结构剖视图。
图3为本发明夹持器与转盘式吸烟机连接状态俯视图。
图中：1、夹持器前端盖；2、夹持唇；3、夹持器后盖，3.1、吸附腔，3.2、吸附材料，3.3、石英隔网，3.4、插接管；4、垫圈，5、O型环，6、转盘式吸烟机，7、密封环，8、烟支。
具体实施方式
本发明以下结合附图做进一步描述：
如图1、2、3所示：一种适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器，包括带有烟支插入口的夹持器前端盖1、设置在夹持器前端盖腔内的夹持唇2及垫圈4、设有吸附腔3.1的夹持器后盖3构成，夹持器后盖一端通过螺纹或卡扣方式与夹持器前端盖1连接，另一端设有用于连接转盘式吸烟机6抽吸通道的插接管3.4；在吸附腔3.1内通过两端设置的石英隔网3.3封装有颗粒状吸附材料3.2，且夹持器前端盖1、夹持器后盖3、插接管3.4呈同轴设置。
在发明中，夹持器后盖3与夹持器前端盖1之间的气密通过设置在夹持器端盖腔内的O型环5实现。
在插接管3.4与转盘式吸烟机抽吸通道之间设置有密封环7。
夹持器后盖3与插接管3.4呈一体式结构，可焊接在一起，也可铸造成型。
本烟支夹持器最大限度地减少了烟蒂末端到固体捕集材料间的“死体积”，相比于现有的内含空腔的捕集器提高了转盘式吸烟机孔道利用效率，提高了目标成分的捕集效率，保证了分析结果的准确性。
本发明带有吸附管的卷烟夹持器的应用包括以下步骤：
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，利用转盘式吸烟机抽吸卷烟（参见图3），每个孔道（卷烟夹持器）抽吸一支卷烟，且每个夹持器可以抽吸不同的卷烟样品；
步骤3，捕集完后取下夹持器，将吸附材料转移至容器内进行萃取处理；
步骤4，在卷烟烟支不点燃的情况下重复步骤3，制备空白样品，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目标化合物。
在抽吸过程中，烟气经过前石英隔网后分散为多股小气流，经活性碳材料缓冲，再由后石英隔网流出，在此过程中卷烟烟气中的相关成分被有效吸收。
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InertCapAQUATIC-2色谱柱（长度：60 m，内径：0.25 mm，膜厚：1.4 μm）；程序升温程序为：初始温度为40℃，保持6.0 min，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1.0 μL，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70 eV；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
| 化合物 | 保留时间 | 定量离子 | 定性离子 |
| D6-苯（内标） | 11.55 | 84 | 83 |
| 1，3-丁二烯 | 4.84 | 54 | 53 |
| 苯 | 11.60 | 78 | 77 |
| 甲苯 | 13.38 | 91 | 92 |
液相色谱条件：色谱柱Acclaim® Explosive E2 250mm×4.6mm 120Å ，色谱柱填料粒度5µm（美国Dionex公司）；流动相A为乙腈/水（50/50, v/v）,含10 mM乙酸铵，流动相B为乙腈/水（80/20, v/v），所采用的流动相梯度为100%A，保持5.0 min，之后在50 min内线性变化为100%B，并保持10.0 min。流动相流速为0.8 mL/min；色谱柱温度为30℃；进样体积为5µL。
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，卷烟烟气从烟蒂末端逸出后，首先进入到吸附腔，在此过程中卷烟烟气被有效吸收。
接下来，通过实施例来例示性地说明采用本发明的带有吸附腔的卷烟夹持器分析卷烟主流烟气中1,3-丁二烯、苯、甲苯、甲醛、乙醛和丙烯醛等WHO关注优先级有害成分的方法。
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。将准备好的夹持器安装在吸烟机上，在ISO标准规定条件下进行抽吸，抽吸容量35.0mL，抽吸时间2s，抽吸频率60s。每次抽吸1支；抽吸捕集完成取下夹持器，将吸附腔中的吸附材料取出、并转移至相应容器进行萃取、衍生等样品前处理；同样的过程制作空白样品，并将空白样品的处理结果与A卷烟的处理结果进行对照。
表2 A牌号卷烟中目标化合物的测定结果-ISO
| 化合物 | 1,3-丁二烯 | 苯 | 甲苯 | 甲醛 | 乙醛 | 丙烯醛 |
| 含量（µg/cig） | 11.5 | 17.8 | 24.6 | 8.1 | 216.1 | 14.8 |
| RSD（%）n=5 | 4.4 | 4.8 | 3.3 | 7.2 | 2.4 | 3.6 |
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。将准备好的夹持器安装在吸烟机上，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；抽吸捕集完成取下夹持器，将吸附材料取出、并转移至相应容器进行萃取、衍生等样品前处理；同样的过程制作空白样品，并将空白样品的处理结果与B卷烟的处理结果进行对照。
表3 B牌号卷烟中目标化合物的测定结果-深度抽吸
| 化合物 | 1,3-丁二烯 | 苯 | 甲苯 | 甲醛 | 乙醛 | 丙烯醛 |
| 含量（µg/cig） | 109.6 | 142.2 | 187.4 | 49.8 | 1241.3 | 94.5 |
| RSD（%）n=5 | 3.6 | 5.7 | 3.9 | 4.8 | 3.7 | 4.2 |
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卷烟烟气中目标化合物的捕集，适用于大批量样品的分析。在利用本发明装置进行卷烟抽吸时，每个孔道（卷烟夹持器）抽吸1支卷烟，可以实现每个夹持器可以抽吸不同的卷烟样品，大大提高了样品分析检测的效率。
Claims (6)
1.一种适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器，其特征在于：包括带有烟支插入口的夹持器前端盖、设置在夹持器前端盖腔内的夹持唇及垫圈、设有吸附腔的夹持器后盖构成，夹持器后盖一端通过螺纹或卡扣方式与夹持器前端盖连接，另一端设有用于连接转盘式吸烟机抽吸通道的插接管；在吸附腔内通过两端设置的石英隔网封装有颗粒状吸附材料，且夹持器前端盖、夹持器后盖、插接管呈同轴设置。
2.根据权利要求1所述的设有吸附腔的烟支夹持器，其特征在于：夹持器后盖与夹持器前端盖之间的气密通过设置在夹持器端盖腔内的O型环实现。
3.根据权利要求1所述的设有吸附腔的烟支夹持器，其特征在于：在插接管与转盘式吸烟机抽吸通道之间设置有密封环。
4.根据权利要求1所述的设有吸附腔的烟支夹持器，其特征在于：夹持器后盖与插接管呈一体式结构。
5.根据权利要求1所述的设有吸附腔的烟支夹持器，其特征在于：所述颗粒状吸附材料可为活性炭材料、磁性吸附材料或分子筛材料。
6.一种如权利要求1所述的适用于转盘式吸烟机的设有吸附腔的烟支夹持器在烟气捕集上的应用，在转盘式吸烟机的每一个抽吸孔道上均插装有上述结构的设有吸附腔的烟支夹持器，实现转盘式吸烟机不同孔道烟气成分的分别捕集。
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