CN204831865U - 一种主流烟气中气相物的捕集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种主流烟气中气相物的捕集装置，其包括顺序连接的用于夹持烟支(8)的烟支夹持器(1)、捕集器(2)、流量控制器(6)和抽吸泵(5)；所述捕集器(2)的外围设有保温层(3)，所述捕集器(2)的上方设有萃取装置(4)，该萃取装置(4)的用于取样的纤维头插入到所述捕集器(2)中；其中所述保温层(3)由外部温控单元(7)控温，以防止主流烟气冷凝。本实用新型的主流烟气中气相物的捕集装置，能对烟气中的气相物尤其是挥发性成分或特异性物质有针对性地进行捕集和萃取，并结合其他仪器进行分析，重复性较好，灵敏度高，操作简单，可以避免基体成分和溶剂的干扰，在烟气成分的检测方面具有一定的优势。

Description

一种主流烟气中气相物的捕集装置

技术领域

本实用新型涉及一种主流烟气中气相物的捕集装置。

背景技术

卷烟主流烟气粒相物与气相物中的许多化学成分对卷烟的香气、吃味以及对人体的健康有不同影响，文献报道卷烟主流烟气粒相成分主要贡献于卷烟的香气和吃味而气相成分则对卷烟的刺激性有影响，因此对卷烟烟气分析研究有重要意义。卷烟主流烟气气相中的大多数化合物沸点较低，易挥发，如果没有有效的捕集方式，很难对其进行分析研究。

主流烟气捕集常用捕集方法主要有5种：剑桥滤片、静电捕集器、冷阱捕集器、吸附剂捕集及溶液捕集。剑桥滤片是一种加有有机粘合剂的玻璃纤维滤片，剑桥滤片在烟气分析中最主要的用途是捕集烟气粒相物。对于一些极性比较强、易溶于水的气相成分来说，剑桥滤片的分离效果较差。对于卷烟粒相物的捕集，静电沉降是剑桥滤片的一种重要的替代捕集方法。静电沉降捕集的缺点主要在于其捕集条件过于剧烈，在静电捕集器中的高压放电和臭氧的形成可能会导致人为产物的生成。对于主流烟气成分的捕集，最理想的状态是所捕集化学成分的组成与实际烟气气溶胶的组成一致，并且二次反应一定要避免，冷阱捕集部分满足了以上要求。采用冷阱捕集不需要使用溶剂，也不需要高电压，并且低温降低了许多化学反应的速度，这些优点最大程度上降低了人为产物生成的可能性。固体吸附剂同时具有捕集和浓缩的作用，烟气成分被吸附剂捕集后通常采用热脱附或溶剂萃取的方法来进行进一步的处理。吸附剂捕集的主要缺点在于：1、目标化合物脱附不完全；2、捕集不完全；3、吸附剂不同批次间重复性较差；4、吸附容量难以评价。溶液捕集法是进行卷烟主流烟气特殊化合物分析时最常用的捕集方法。溶液捕集通常在捕集烟气气相物时使用，对于全烟气分析的应用相对较少。

本实用新型克服了现有方法的不足，采用单孔道抽吸泵对传统卷烟或电子烟等烟支进行抽吸，利用适宜的萃取方式对主流烟气气相物进行萃取，并结合其他仪器对其进行分离分析。实现了卷烟主流烟气中气相物的萃取捕集与分析。经文献检索，未见与本实用新型相同的公开报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使用方便的烟支主流烟气中气相物的捕集装置，以提高捕集效率，用于卷烟等烟支烟气成分的分析与评价。

本实用新型涉及一种主流烟气中气相物的捕集装置，其包括顺序连接的用于夹持烟支8的烟支夹持器1、捕集器2、流量控制器6和抽吸泵5；所述捕集器2的外围设有保温层3，所述捕集器2的上方设有萃取装置4，该萃取装置4的用于取样的纤维头插入到所述捕集器2中；其中所述保温层3由外部温控单元7控温，以防止主流烟气冷凝。其中所述烟支夹持器1可以是现有技术中已有的各种烟支夹持器，包括卷烟夹持器等。所述抽吸泵5同样为现有技术。其中所述主流烟气指的是抽吸烟支时从烟支吸端吸出的烟气，即产生的烟气中可被抽吸的那一部分。

在优选的实施方案中，所述烟支8包括传统卷烟、电子烟以及加热不燃烧型卷烟。

在优选的实施方案中，所述萃取装置4为固相微萃取装置或单液滴微萃取装置。其中在使用所述单液滴微萃取装置时，可以根据主流烟气中的目标物选择适宜的溶剂作为液滴，也可以采用自动化的单液滴微萃取装置，以保证取样的均匀性。

在优选的实施方案中，所述固相微萃取装置的纤维头上具有涂层厚度为100μm的聚二甲基硅氧烷(PDMS，100μm)涂层、涂层厚度为85μm的聚丙烯酸酯(PA，85μm)涂层、涂层厚度为60或65μm的聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯复合物(PDMS/DVB，60、65μm)涂层、涂层厚度为75或85μm的聚二甲基硅氧烷/羧乙基复合物(PDMS/CAR，75、85μm)涂层、涂层厚度为30或50μm的二乙烯基苯/羧乙基复合物(DVB/CAR，30、50μm)涂层或涂层厚度为30或50μm的二乙烯基苯/羧乙基/聚二甲基硅氧烷复合物(DVB/CAR/PDMS，30、50μm)涂层中的一种。

在优选的实施方案中，所述抽吸泵5为单孔道抽吸泵。

该主流烟气中气相物的捕集装置的工作流程如下：将所述烟支8夹持在所述烟支夹持器1上并将其点燃或使之工作，通过所述抽吸泵5对所述烟支8进行抽吸，其中所述抽吸泵5可以根据不同的烟支类型选择不同的抽吸模式，包括设置抽吸口数、抽吸容量、抽吸时间及抽吸间隔时间、抽吸曲线等参数。在抽吸过程中，通过所述流量控制器6进行控制，使抽吸产生的主流烟气以适当的流量进入包有所述保温层3的所述捕集器2中，并同时控制所述外部温控单元7，使所述捕集器2外面的所述保温层3保持适宜温度，使之既能保证主流烟气温度的稳定，同时又能防止主流烟气冷凝在所述捕集器2内侧器壁上。在整个抽吸过程中，通过位于所述捕集器2上方的萃取装置4对主流烟气中的气相物进行捕集，在此过程中可以根据目标化合物的特性及烟支抽吸时间选择适宜的萃取时间；之后再将经该捕集装置捕集萃取后的主流烟气中的气相物进行解吸附并结合其他分析仪器对主流烟气中气相物成分进行分析。

本实用新型的主流烟气中气相物的捕集装置具有以下优点：1、捕集过程避免了人为产物的生成，同时可以对捕集到的烟气进行实时分析，避免发生二次反应。2、能对烟气中气相物尤其是挥发性成分或特异性物质有针对性的捕集和萃取，并结合其他仪器进行分析。3、能对卷烟主流烟气的挥发性香味成分轮廓进行描述，可用于卷烟全烟气中挥发性物质及有害物质的定量定性研究，为卷烟开发提供新的研究方法。4、本实用新型的捕集装置操作简单、重复性好，分析灵敏度高，可以一次性捕集主流烟气气相物中的多种物质，不需要任何前处理，且无需大量的有机溶剂，节约分析费用的同时减少了有机溶剂对环境及人体健康的危害，同时可以避免基体成分和溶剂的干扰，在烟气成分的检测方面具有一定的优势。

附图说明

图1为本实用新型的主流烟气中气相物的捕集装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中主流烟气中气相物成分的色谱图。

其中各附图标记具有以下含义：

1—烟支夹持器；2—捕集器；3—保温层；4—萃取装置；5—抽吸泵；6—流量控制器；7—外部温控单元；8—烟支。

具体实施方式

实施例1

采用如图1所示的主流烟气中气相物的捕集装置，其包括顺序连接的用于夹持传统卷烟烟支8的烟支夹持器1、捕集器2、流量控制器6和单孔道的抽吸泵5；所述捕集器2的外围设有保温层3，所述捕集器2的上方设有萃取装置4，该萃取装置4的用于取样的纤维头插入到所述捕集器2中；其中所述保温层3由外部温控单元7控温，以防止主流烟气冷凝。所述萃取装置4为固相微萃取装置。

取某品牌传统卷烟按照YC/T29-1996标准进行吸烟，即单口抽吸容量为35mL，抽吸时间为2s，抽吸间隔为38s，抽吸曲线为钟形曲线。

萃取方式：具有100μm聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)涂层的商用纤维头和固相微萃取手柄(美国Supelco公司)。

气相色谱/质谱方法：气相色谱条件：Elite-WAX毛细管色谱柱(60m×0.32mm×0.25μm)，进样口温度240℃，载气He(纯度为99.999％)，载气流速1mL/min，升温程序：不分流进样。质谱条件：电子轰击离子源(EI)，电子能量70eV，质量扫描范围m/z35～300，传输线温度230℃，离子源温度220℃，Nist2005和Wiley7质谱库。得到的总离子流色谱图用Nist2005和Wiley7谱库进行化合物检索和定性分析。得到的主流烟气中气相物成分的色谱图如图2所示，主流烟气中各成分及其相对含量见表1：

表1：某品牌传统卷烟主流烟气中气相物成分表

Claims (5)

1.一种主流烟气中气相物的捕集装置，其包括顺序连接的用于夹持烟支(8)的烟支夹持器(1)、捕集器(2)、流量控制器(6)和抽吸泵(5)；其特征在于：所述捕集器(2)的外围设有保温层(3)，所述捕集器(2)的上方设有萃取装置(4)，该萃取装置(4)的用于取样的纤维头插入到所述捕集器(2)中；其中所述保温层(3)由外部温控单元(7)控温，以防止主流烟气冷凝。

2.根据权利要求1所述的主流烟气中气相物的捕集装置，其特征在于：所述烟支(8)包括传统卷烟、电子烟以及加热不燃烧型卷烟。

3.根据权利要求1所述的主流烟气中气相物的捕集装置，其特征在于：所述萃取装置(4)为固相微萃取装置或单液滴微萃取装置。

4.根据权利要求3所述的主流烟气中气相物的捕集装置，其特征在于：所述固相微萃取装置的纤维头上具有涂层厚度为100μm的聚二甲基硅氧烷涂层、涂层厚度为85μm的聚丙烯酸酯涂层、涂层厚度为60或65μm的聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯复合物涂层、涂层厚度为75或85μm的聚二甲基硅氧烷/羧乙基复合物涂层、涂层厚度为30或50μm的二乙烯基苯/羧乙基复合物涂层或涂层厚度为30或50μm的二乙烯基苯/羧乙基/聚二甲基硅氧烷复合物涂层中的一种。

5.根据权利要求1所述的主流烟气中气相物的捕集装置，其特征在于：所述抽吸泵(5)为单孔道抽吸泵。