CN114259081B - 一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，在明确烟气pH与粒相物中挥发性酸的关系模型基础上，利用多孔材料对挥发性成分的控制释放作用，实现挥发性酸类成分向烟气中的定量转移，以此达到烟气pH值调控的目的，并能够实现烟气pH的定向精准调控；该方法避免了向烟丝中外加酸类等成分带来改变料香配方的风险，而是利用多孔材料控制其吸附的挥发酸向烟气的直接转移来实现烟气pH调控的目的；本发明提供的调控烟气pH的方法应用方式多样，效果显著、调控能力强，能有效降低烟气刺激性，改善烟气吸食品质。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟产品设计技术领域，更具体地说，是涉及一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法。
背景技术
卷烟烟气pH是反映卷烟整体质量的综合指标之一，烟气pH是卷烟主流粒相物中化学组成和化学平衡的综合表现形式，直接关系到卷烟抽吸时的劲头、刺激性等感官品质指标。调控烟气pH可以弱化卷烟烟气的噪感(口腔刺激、口腔残留、收敛、喉部刺激和鼻腔刺激等)、提升卷烟的感官舒适度，对进一步提高卷烟内在品质有重要的意义。
研究表明，挥发性/半挥发性的有机酸广泛存在于烟草中，是烟草中的重要化学组成之一，一般占烟叶干重的12％～16％，对烟草和卷烟的质量有着重要的影响。例如，国内研究较多的非挥发性酸(包括分子量较大的脂肪酸、脂环酸、芳香族酸、菇烯酸、二元酸、多元酸等)占烟叶干重的10％左右，它们能与生物碱结合成盐，调节质子化和游离态烟碱比例，从而极大地影响烟气的劲头和吃味；有些还是重要的烟草香精香料的常用成分，如苹果酸、柠檬酸、草酸等，它们虽然对烟气的香气没有明显的直接作用，但有些可以调节烟草的值，使吸味改进，变得醇和，还能增加烟气的浓度，因而间接影响烟气的香气，在烟气中起平衡作用，从其起到改善卷烟的感官品质的作用。
烟气中烟碱和酸类成分含量对pH有重要影响，如何通过卷烟配方调整或加工过程中料香设计调控卷烟烟气pH受到了烟草行业科研工作者的广泛关注。赖燕华等发现烟丝中的丁酸、异戊酸、乙酰丙酸、苹果酸、葡萄糖和精氨酸可以降低卷烟烟气pH值，烟碱和异亮氨酸可以增加卷烟烟气pH值(中国烟草学报,2018,24(05):7-13)；楚文娟等利用丝束规格、滤棒压降、滤嘴通风度的相互搭配，能够实现细支烟样品主流烟气pH值的改变(烟草科技,2019,52(02):47-55.)；广西中烟杨龙彦等提出了一种向烟丝中外加非挥发酸，来调控卷烟烟气pH的方法(CN109820242A)。
上述方法多通过烟丝原料中酸碱调整或滤嘴参数改变来影响卷烟烟气的pH值。然而，烟丝中外加酸类后将改变料香配方组成，并参与卷烟燃烧热解过程，难以控制的变量较多，调控结果偏差较大；另外，滤嘴参数调整后对抽吸条件影响较大，感官质量波动较大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，利用多孔材料对挥发性成分的控制释放作用，实现挥发性酸类成分向烟气中的定量转移，以此达到烟气pH值调控的目的；该方法避免了向烟丝中外加酸类等成分带来改变料香配方的风险，而是利用多孔材料控制其吸附的挥发酸向烟气的直接转移来实现烟气pH调控的目的；本发明提供的调控烟气pH的方法应用方式多样，调控能力强，能有效降低烟气刺激性，改善烟气吸食品质。
本发明提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，包括以下步骤：
a)利用吸烟机抽吸需要调控烟气pH的卷烟样品，捕集烟气粒相物，测定烟气pH值和粒相物中挥发性酸的含量；采用数理统计方法分析确定卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型；
b)利用多孔材料吸附挥发性酸，分析特定气体流速条件下多孔材料吸附挥发性酸的释放量及释放率；
c)明确卷烟样品pH值的调控方向及幅度，依据上述步骤a)中确定的卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型，以及步骤b)得到的多孔材料吸附挥发酸的释放特征，在不改变卷烟产品感官风格特征的基础上，确定用于pH值调控的多孔材料和吸附的挥发酸的种类及含量；
d)制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品，将其施加于滤嘴中，利用抽吸时挥发酸向烟气中的转移，实现调控烟气pH值。
优选的，步骤a)中所述利用吸烟机抽吸采用转盘式吸烟机或直线式吸烟机抽吸20～60支卷烟样品。
优选的，步骤a)中所述捕集烟气粒相物采用萃取液提取剑桥滤片成分。
优选的，步骤a)中所述测定烟气pH值的仪器为精密pH计，测定粒相物中挥发性酸的含量的方法为气质联用法。
优选的，步骤a)中测定的挥发性酸包括甲酸、乙酸、丙酸、呋喃酸、苯甲酸、苯乙酸、戊酸、异戊酸、α-甲基丁酸、β-甲基戊酸、羟基乙酸、甲基戊酸和乳酸中的三种以上。
优选的，步骤a)中所述数理统计方法包括相关性分析、灰色关联分析、遗传算法分析和神经网络分析中的一种或多种。
优选的，步骤b)中所述多孔材料为多孔炭材料、活性炭颗粒、介孔分子筛、金属有机框架材料、大孔树脂或植物组织颗粒。
优选的，步骤b)中所述特定气体流速条件为17.5mL/s。
优选的，步骤d)中所述制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品的方法为静态吸附法。
优选的，步骤d)中所述施加的方式为分段复合式。
本发明提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，包括以下步骤：a)利用吸烟机抽吸需要调控烟气pH的卷烟样品，捕集烟气粒相物，测定烟气pH值和粒相物中挥发性酸的含量；采用数理统计方法分析确定卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型；b)利用多孔材料吸附挥发性酸，分析特定气体流速条件下多孔材料吸附挥发性酸的释放量及释放率；c)明确卷烟样品pH值的调控方向及幅度，依据上述步骤a)中确定的卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型，以及步骤b)得到的多孔材料吸附挥发酸的释放特征，在不改变卷烟产品感官风格特征的基础上，确定用于pH值调控的多孔材料和吸附的挥发酸的种类及含量；d)制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品，将其施加于滤嘴中，利用抽吸时挥发酸向烟气中的转移，实现调控烟气pH值。与现有技术相比，本发明在明确烟气pH与粒相物中挥发性酸的关系模型基础上，利用多孔材料对挥发性成分的控制释放作用，实现挥发性酸类成分向烟气中的定量转移，以此达到烟气pH值调控的目的，并能够实现烟气pH的定向精准调控；该方法避免了向烟丝中外加酸类等成分带来改变料香配方的风险，而是利用多孔材料控制其吸附的挥发酸向烟气的直接转移来实现烟气pH调控的目的；本发明提供的调控烟气pH的方法应用方式多样，效果显著、调控能力强，能有效降低烟气刺激性，改善烟气吸食品质。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，包括以下步骤：
a)利用吸烟机抽吸需要调控烟气pH的卷烟样品，捕集烟气粒相物，测定烟气pH值和粒相物中挥发性酸的含量；采用数理统计方法分析确定卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型；
b)利用多孔材料吸附挥发性酸，分析特定气体流速条件下多孔材料吸附挥发性酸的释放量及释放率；
c)明确卷烟样品pH值的调控方向及幅度，依据上述步骤a)中确定的卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型，以及步骤b)得到的多孔材料吸附挥发酸的释放特征，在不改变卷烟产品感官风格特征的基础上，确定用于pH值调控的多孔材料和吸附的挥发酸的种类及含量；
d)制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品，将其施加于滤嘴中，利用抽吸时挥发酸向烟气中的转移，实现调控烟气pH值。
本发明首先利用吸烟机抽吸需要调控烟气pH的卷烟样品，捕集烟气粒相物，测定烟气pH值和粒相物中挥发性酸的含量；采用数理统计方法分析确定卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型。
在本发明中，所述利用吸烟机抽吸优选采用转盘式吸烟机或直线式吸烟机抽吸20～60支卷烟样品，更优选为采用转盘式吸烟机抽吸40支卷烟样品。
在本发明中，所述捕集烟气粒相物优选采用萃取液提取剑桥滤片成分。
在本发明中，所述测定烟气pH值的仪器优选为精密pH计，测定粒相物中挥发性酸的含量的方法优选为气质联用法，采用本领域技术人员熟知的分析仪器实现。
在本发明中，测定的挥发性酸优选包括甲酸、乙酸、丙酸、呋喃酸、苯甲酸、苯乙酸、戊酸、异戊酸、α-甲基丁酸、β-甲基戊酸、羟基乙酸、甲基戊酸和乳酸中的三种以上。
在本发明中，用于明确烟气pH与粒相物中挥发性酸的关系模型的数理统计方法优选包括相关性分析、灰色关联分析、遗传算法分析和神经网络分析中的一种或多种。在本发明优选的实施例中，采用灰色关联分析确定烟气pH值和各挥发性酸中关联度较大的挥发性酸种类，且基于多元回归分析建立的pH值和上述关联度较大的挥发性酸种类的关系模型。
之后，本发明利用多孔材料吸附挥发性酸，分析特定气体流速条件下多孔材料吸附挥发性酸的释放量及释放率，即多孔材料吸附挥发酸的释放特征。
在本发明中，所述多孔材料优选为多孔炭材料、活性炭颗粒、介孔分子筛、金属有机框架材料、大孔树脂或植物组织颗粒。本发明对所述多孔材料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可；其中，所述大孔树脂多孔材料可为等非极性或弱极性大孔吸附树脂、弱碱型阴离子交换树脂等，主体结构为聚苯乙烯共聚物等高聚物，粒径优选为1～3mm。在本发明中，所述多孔材料的内表面积优选为400～1000m2/g，平均孔径优选为2～50nm。
在本发明优选的实施例中，采用上述多孔材料采用静态吸附法分别负载挥发性酸，挥发性酸的种类即是上述步骤a)中筛选的关联度较大的挥发性酸种类。
在本发明中，所述特定气体流速条件优选为17.5mL/s。
然后，本发明明确卷烟样品pH值的调控方向及幅度，依据上述步骤a)中确定的卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型，以及步骤b)得到的多孔材料吸附挥发酸的释放特征，在不改变卷烟产品感官风格特征的基础上，确定用于pH值调控的多孔材料和吸附的挥发酸的种类及含量。
本发明以不改变卷烟产品感官风格特征为原则，确定多孔材料和吸附的挥发酸的种类及含量。
最后，制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品，将其施加于滤嘴中，利用抽吸时挥发酸向烟气中的转移，实现调控烟气pH值。
在本发明中，所述制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品的方法优选为静态吸附法。
在本发明中，所述施加的方式优选为分段复合式。
本发明提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，有益效果在于：
(1)利用多孔材料对挥发性酸类的缓控释作用调控烟气pH值，避免了向烟丝中外加酸类等成分带来改变料香配方的风险，在卷烟产品中的适用性强；
(2)本发明提供的调控烟气pH的方法应用方式多样，调控能力强，能有效降低烟气刺激性，改善烟气吸食品质。
本发明提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，包括以下步骤：a)利用吸烟机抽吸需要调控烟气pH的卷烟样品，捕集烟气粒相物，测定烟气pH值和粒相物中挥发性酸的含量；采用数理统计方法分析确定卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型；b)利用多孔材料吸附挥发性酸，分析特定气体流速条件下多孔材料吸附挥发性酸的释放量及释放率；c)明确卷烟样品pH值的调控方向及幅度，依据上述步骤a)中确定的卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型，以及步骤b)得到的多孔材料吸附挥发酸的释放特征，在不改变卷烟产品感官风格特征的基础上，确定用于pH值调控的多孔材料和吸附的挥发酸的种类及含量；d)制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品，将其施加于滤嘴中，利用抽吸时挥发酸向烟气中的转移，实现调控烟气pH值。与现有技术相比，本发明在明确烟气pH与粒相物中挥发性酸的关系模型基础上，利用多孔材料对挥发性成分的控制释放作用，实现挥发性酸类成分向烟气中的定量转移，以此达到烟气pH值调控的目的，并能够实现烟气pH的定向精准调控；该方法避免了向烟丝中外加酸类等成分带来改变料香配方的风险，而是利用多孔材料控制其吸附的挥发酸向烟气的直接转移来实现烟气pH调控的目的；本发明提供的调控烟气pH的方法应用方式多样，效果显著、调控能力强，能有效降低烟气刺激性，改善烟气吸食品质。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
本实施例提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控X品牌卷烟烟气pH的方法，具体步骤如下：
(1)准备需要调控烟气pH的X品牌卷烟样品40支，在温度为22℃、相对湿度为60％的条件下进行烟支平衡48小时后，利用转盘式吸烟机抽吸卷烟，通过剑桥滤片捕集烟气粒相物，震荡前处理提取后，利用精密pH计测定烟气pH值和气质联用法测定粒相物中的挥发性有机酸含量，包括丙酸、苯甲酸、戊酸、异戊酸、α-甲基丁酸。
(2)通过灰色关联分析确定烟气pH值和苯甲酸、戊酸、异戊酸的关联度较大，且基于多元回归分析建立的pH值和苯甲酸、戊酸、异戊酸的关系模型为M1；模型表达式为：Y＝5.980-1.875*10-4x1-1.025*10-4x2-1.583*10-4x3，式中Y为烟气pH测定值，x1、x2和x3分别为烟气中苯甲酸、戊酸、异戊酸的含量(单位为：微克/支)。
(3)以生物质活性炭为多孔材料，采用静态吸附法分别负载挥发性酸，吸附温度为30℃，挥发性酸的种类即是在上述步骤(2)中筛选的关联度较大的苯甲酸、戊酸、异戊酸，在气流量为17.5mL/s的恒流速气流管中吹扫吸附酸的活性炭，吹扫温度为35℃，计算三类挥发性酸的释放量及释放率。
(4)X品牌卷烟的粒相物pH值为5.980，需适当降低0.150左右，以降低刺激性和提升醇和感，根据关系模型M1确定以生物质活性炭为多孔吸附材料时，挥发性酸选择苯甲酸和异戊酸较为合适，其吸附量分别为250mg/g和320mg/g，生物质活性炭用量为10mg为宜。
(5)利用生物质活性炭分别采用静态吸附法负载单一的苯甲酸或异戊酸，将活性炭以加入滤嘴中部10mg，抽吸卷烟并测定烟气pH值，采用单一的苯甲酸和异戊酸时，pH值降低量分别为0.145和0.151，基本能够实现pH值的定向精准调控。
实施例2
本实施例提供了一种利用MOF多孔材料吸附的挥发酸调控X品牌卷烟烟气pH的方法，具体步骤如下：
(1)准备需要调控烟气pH的X品牌卷烟样品40支，在温度为22℃、相对湿度为60％的条件下进行烟支平衡48小时后，利用转盘式吸烟机抽吸卷烟，通过剑桥滤片捕集烟气粒相物，震荡前处理提取后，利用精密pH计测定烟气pH值和气质联用法测定粒相物中的挥发性有机酸含量，包括丙酸、苯甲酸、戊酸、异戊酸、α-甲基丁酸。
(2)通过灰色关联分析确定烟气pH值和苯甲酸、戊酸、异戊酸的关联度较大，且基于多元回归分析建立的pH值和苯甲酸、戊酸、异戊酸的关系模型为M1；模型表达式为：Y＝5.980-1.875*10-4x1-1.025*10-4x2-1.583*10-4x3，式中Y为烟气pH测定值，x1、x2和x3分别为烟气中苯甲酸、戊酸、异戊酸的含量(单位为：微克/支)。
(3)以MOF多孔材料为吸附材料，采用静态吸附法分别负载挥发性酸，吸附温度为30℃，挥发性酸的种类即是在上述步骤(2)中筛选的关联度较大的苯甲酸、戊酸、异戊酸，在气流量为17.5mL/s的恒流速气流管中吹扫吸附酸的MOF，吹扫温度为35℃，计算三类挥发性酸的释放量及释放率。
(4)X品牌卷烟的粒相物pH值为5.980，需适当降低0.150左右，以降低刺激性和提升醇和感，根据关系模型M1确定以MOF为多孔吸附材料时，挥发性酸选择苯甲酸和异戊酸的调控范围大，效果明显，这两种挥发性酸在MOF中的吸附量分别为150mg/g和220mg/g，MOF总用量为15mg为宜。
(5)利用MOF分别采用静态吸附法负载单一的苯甲酸或异戊酸，将吸附了苯甲酸和异戊酸的MOF混合后加入滤嘴中部，其中吸附苯甲酸的MOF用量为10mg，吸附异戊酸的MOF用量为5mg，抽吸卷烟并测定烟气pH值，pH值降低量为0.155，基本能够实现pH值的定向精准调控。
实施例3
本实施例提供了一种利用多孔分子筛材料吸附的挥发酸调控V品牌卷烟烟气pH的方法，具体步骤如下：
(1)准备需要调控烟气pH的V品牌卷烟样品40支，在温度为22℃、相对湿度为60％的条件下进行烟支平衡48小时后，利用转盘式吸烟机抽吸卷烟，通过剑桥滤片捕集烟气粒相物，震荡前处理提取后，利用精密pH计测定烟气pH值和气质联用法测定粒相物中的挥发性有机酸含量，包括甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、戊酸、葵酸和丁酸。
(2)通过灰色关联分析确定V品牌卷烟烟气pH值和烟气中的甲酸、乙酸、丙酸和异戊酸的关联度较大，且基于多元回归分析建立的pH值和甲酸、乙酸、丙酸和异戊酸的关系模型为M2，模型表达式为：Y＝6.259-4.875*10-4x1-3.025*10-4x2-2.657*10-4x3-1.373*10-4x4，式中Y为烟气pH测定值，x1、x2、x3和x4分别为烟气中甲酸、乙酸、丙酸和异戊酸的含量(单位为：微克/支)。
(3)以介孔分子筛SBA-15为多孔材料，采用静态吸附法分别负载挥发性酸，吸附温度为30℃，挥发性酸的种类即是在上述步骤(2)中筛选的关联度较大的甲酸、乙酸、丙酸和异戊酸，在气流量为17.5mL/s的恒流速气流管中吹扫吸附酸的介孔分子筛SBA-15，吹扫温度为35℃，计算四种挥发性酸的释放量及释放率。
(4)在步骤(1)中测得V品牌卷烟的粒相物pH值为6.259，需适当降低0.350左右，以降低刺激性和提升醇和感，根据关系模型M2确定以介孔分子筛SBA-15为多孔吸附材料时，挥发性酸选择甲酸、乙酸、丙酸的调控范围大，这三种挥发性酸在介孔分子筛SBA-15中的吸附量分别为80mg/g、64mg/g和48mg/g，介孔分子筛SBA-15用量为20mg为宜。
(5)利用介孔分子筛SBA-15分别采用静态吸附法负载单一的甲酸、乙酸或丙酸，将吸附了甲酸、乙酸和丙酸的介孔分子筛SBA-15分别加入滤嘴中部各5mg，共计15mg，抽吸卷烟并测定烟气pH值，pH值降低量为0.325，基本能够实现pH值的定向精准调控。
实施例4
本实施例提供了一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控Y品牌卷烟烟气pH的方法，具体步骤如下：
(1)准备需要调控烟气pH的Y品牌卷烟样品20支，在温度为22℃、相对湿度为60％的条件下进行烟支平衡48小时后，利用转盘式吸烟机抽吸卷烟，通过剑桥滤片捕集烟气粒相物，震荡前处理提取后，利用精密pH计测定烟气pH值和气质联用法测定粒相物中的挥发性有机酸含量，包括羟基乙酸、甲基戊酸、乳酸。
(2)通过灰色关联分析确定烟气pH值和羟基乙酸、甲基戊酸、乳酸的关联度较大，且基于多元回归分析建立的pH值和羟基乙酸、甲基戊酸、乳酸的关系模型为M3；模型表达式为：Y＝6.050-3.862*10-3w1-3.037*10-3w2-2.273*10-3w3，式中Y为烟气pH测定值，w1、w2和w3分别为烟气中羟基乙酸、甲基戊酸、乳酸的含量(单位为：微克/支)。
(3)以市售椰壳活性炭颗粒(内表面积为750m2/g，平均孔径为32nm)为多孔材料，采用静态吸附法分别负载挥发性酸，吸附温度为35℃，挥发性酸的种类即是在上述步骤(2)中筛选的关联度较大的羟基乙酸、甲基戊酸、乳酸，在气流量为17.5mL/s的恒流速气流管中吹扫吸附酸的市售椰壳活性炭颗粒，吹扫温度为35℃，计算三类挥发性酸的释放量及释放率。
(4)Y品牌卷烟的粒相物pH值为6.050，需适当降低0.125左右，以降低刺激性和提升醇和感，根据关系模型M3确定以市售椰壳活性炭颗粒为多孔吸附材料时，挥发性酸选择羟基乙酸和乳酸较为合适，其吸附量分别为35mg/g和65mg/g，市售椰壳活性炭颗粒用量为15mg为宜。
(5)利用市售椰壳活性炭颗粒分别采用静态吸附法负载单一的羟基乙酸和乳酸，将市售椰壳活性炭颗粒以加入滤嘴中部15mg，抽吸卷烟并测定烟气pH值，采用单一的羟基乙酸和乳酸时，pH值降低量分别为0.125和0.119，基本能够实现pH值的定向精准调控。
实施例5
本实施例提供了一种利用粒径为1.5mm、主体结构为聚苯乙烯共聚物的大孔树脂多孔材料吸附的挥发酸调控Z品牌卷烟烟气pH的方法，具体步骤如下：
(1)准备需要调控烟气pH的Z品牌卷烟样品40支，在温度为22℃、相对湿度为60％的条件下进行烟支平衡48小时后，利用转盘式吸烟机抽吸卷烟，通过剑桥滤片捕集烟气粒相物，震荡前处理提取后，利用精密pH计测定烟气pH值和气质联用法测定粒相物中的挥发性有机酸含量，包括呋喃酸、苯甲酸、α-甲基丁酸和苯乙酸。
(2)通过灰色关联分析确定烟气pH值和呋喃酸、苯甲酸、α-甲基丁酸的关联度较大，且基于多元回归分析建立的pH值和呋喃酸、苯甲酸、α-甲基丁酸的关系模型为M4；模型表达式为：Y＝6.180-2.875*10-4x1-1.635*10-4x2-1.213*10-4x3，式中Y为烟气pH测定值，x1、x2和x3分别为烟气中苯甲酸、α-甲基丁酸、呋喃酸的含量(单位为：微克/支)。
(3)以上述大孔树脂为多孔材料，采用静态吸附法分别负载挥发性酸，吸附温度为30℃，挥发性酸的种类即是在上述步骤(2)中筛选的关联度较大的苯甲酸、α-甲基丁酸、呋喃酸，在气流量为17.5mL/s的恒流速气流管中吹扫吸附酸的大孔树脂，吹扫温度为35℃，计算三类挥发性酸的释放量及释放率。
(4)Z品牌卷烟的粒相物pH值为6.180，需适当降低0.190左右，以降低刺激性和提升醇和感，根据关系模型M4确定以大孔树脂为多孔吸附材料时，挥发性酸选择苯甲酸和α-甲基丁酸的调控范围大，效果明显，这两种挥发性酸在大孔树脂中的吸附量分别为170mg/g和120mg/g，大孔树脂用量为50mg为宜。
(5)利用大孔树脂分别采用静态吸附法负载单一的苯甲酸和α-甲基丁酸，将大孔树脂以加入滤嘴中部50mg，抽吸卷烟并测定烟气pH值，采用单一的苯甲酸和α-甲基丁酸时，pH值降低量分别为0.185和0.175，基本能够实现pH值的定向精准调控。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，包括以下步骤：
a)利用吸烟机抽吸需要调控烟气pH的卷烟样品，捕集烟气粒相物，测定烟气pH值和粒相物中挥发性酸的含量；采用数理统计方法分析确定卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型；测定的挥发性酸包括甲酸、乙酸、丙酸、呋喃酸、苯甲酸、苯乙酸、戊酸、异戊酸、α-甲基丁酸、β-甲基戊酸、羟基乙酸、甲基戊酸和乳酸中的三种以上；
b)利用多孔材料吸附挥发性酸，分析特定气体流速条件下多孔材料吸附挥发性酸的释放量及释放率；所述多孔材料为多孔炭材料、活性炭颗粒、介孔分子筛、金属有机框架材料、大孔树脂或植物组织颗粒；所述特定气体流速条件为17.5mL/s；
c)明确卷烟样品pH值的调控方向及幅度，依据上述步骤a)中确定的卷烟样品pH值与各挥发性酸的关系模型，以及步骤b)得到的多孔材料吸附挥发酸的释放特征，在不改变卷烟产品感官风格特征的基础上，确定用于pH值调控的多孔材料和吸附的挥发酸的种类及含量；
d)制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品，将其施加于滤嘴中，利用抽吸时挥发酸向烟气中的转移，实现调控烟气pH值。
2.根据权利要求1所述的利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，其特征在于，步骤a)中所述利用吸烟机抽吸采用转盘式吸烟机或直线式吸烟机抽吸20～60支卷烟样品。
3.根据权利要求1所述的利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，其特征在于，步骤a)中所述捕集烟气粒相物采用萃取液提取剑桥滤片成分。
4.根据权利要求1所述的利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，其特征在于，步骤a)中所述测定烟气pH值的仪器为精密pH计，测定粒相物中挥发性酸的含量的方法为气质联用法。
5.根据权利要求1所述的利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，其特征在于，步骤a)中所述数理统计方法包括相关性分析、灰色关联分析、遗传算法分析和神经网络分析中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，其特征在于，步骤d)中所述制备步骤c)中确定的多孔材料吸附的挥发酸样品的方法为静态吸附法。
7.根据权利要求1所述的利用多孔材料吸附的挥发酸调控烟气pH的方法，其特征在于，步骤d)中所述施加的方式为分段复合式。
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