1、不同烟支长度对加热卷烟烟气主要成分逐口释放量的影响吴金凤1，张 燕2，高峄涵3，齐延鹏1，卢乐华3，汪长国1*，肖克毅1(1重庆中烟工业有限责任公司技术中心，重庆400060;2云南省烟草质量监督检测站，云南昆明 650106;3上海新型烟草制品研究院，上海 201315)摘要为了研究不同烟支长度对加热卷烟烟气主要成分逐口释放量的影响，以烟支长度分别为 60、66 和 72 mm 的样品为研究对象，设置相同的加热曲线参数进行抽吸，测定了加热卷烟逐口动态吸阻和主流烟气气溶胶捕集量(ACM)以及烟碱、甘油、水分的逐口释放量，分析了单支逐口烟气释放量均值及相对标准偏差(SD)，并研究了其对主流烟气中
2、烟碱、甘油和水分转移率以及单位质量烟草释放量的影响。结果表明:随着烟支长度的增加，烟支同口序逐口抽吸动态吸阻增大;逐口烟气主要成分释放稳定性递增，烟气中的 ACM、烟碱和水分释放量递增，烟支长度66 mm 卷烟的甘油释放量最低，烟支长度72 mm 卷烟最高。随着烟支长度的增加，烟碱和水分在卷烟烟气中的转移率下降，烟支长度 66 mm 卷烟的甘油转移率最低。当烟草段长度为3042 mm 时，不同烟支长度加热卷烟逐口烟气中ACM、烟碱、甘油及水分释放趋势基本一致。关键词加热卷烟;烟支长度;烟草段;逐口释放中图分类号TS41+1文献标识码A文章编号05176611(2023)07020004doi:
3、103969/jissn05176611202307046开放科学(资源服务)标识码(OSID):Effects of Different od Length on the Puff-by-puff elease Amount of Main Smoke Components from Heated CigarettesWU Jin-feng1，ZHANG Yan2，GAO Yi-han3et al(1Technology Center，China Tobacco Chongqing Industrial Co，Ltd，Chongqing400060;2Yunnan Tobacco Quali
4、ty Supervision and Inspection Station，Kunming，Yunnan 650106;3 Shanghai New Tobacco Product esearchInstitute，Shanghai 201315)AbstractIn order to investigate the effects of different rod length on the puff-by-puff release amount of main smoke components from heatedcigarettes，the heated cigarette sampl
5、es with the rod length of 60，66 and 72 mm were used as research objectives，the same heating curve pa-rameters were set for smoking The puff-by-puff dynamic suction resistance，aerosol collection mass(ACM)and the puff-by-puff release amountof nicotine，glycerin and water in the mainstream smoke of heat
6、ed cigarettes were measured，and the average values and SD of puff-by-puffrelease amount per smoke were analyzed And the effects of different rod length on the transfer rate of nicotine，glycerin，water and tobacco re-lease per unit mass in mainstream smoke were also studied The results showed that the
7、 dynamic suction resistance of the heated cigarettes in-creased with the increase of rod length With the increase of rod length，the puff-by-puff release s stability of main smoke components in-creased，ACM，the release amount of nicotine and water in the smoke increased The release amount of glycerin
8、in the heated cigarettes withthe rod length of 66 mm was the lowest，and that in the heated cigarettes with the rod length of 72 mm was the highest The transfer rates ofnicotine and water in the smoke of the heated cigarettes decreased with the increase of rod length，the transfer rate of glycerin in
9、the heatedcigarettes with the rod length of 66 mm was the lowest In the tobacco part length range of 3042 mm，the puff-by-puff release trends of ACM，nicotine，glycerin and water in the main smoke of the heated cigarettes with different rod length were basically similarKey wordsHeated cigarettes;od len
10、gth;Tobacco part;Puff-by-puff release基金项目国家烟草专卖局科技重点研发项目(110202102047);重庆中烟工业有限责任公司 2020 年科研项目(HX202001)。作者简介吴金凤(1982)，女，重庆人，工程师，博士，从事新型烟草制品研究。*通信作者，研究员，硕士，从事烟草、烟气化学和生物技术应用研究。收稿日期20220519;修回日期20220621加热卷烟是新型烟草制品的重要类型。与传统卷烟点燃抽吸不同，加热卷烟利用外部热源加热烟草材料释放烟气。受加热温度、烟芯材料、嘴棒结构等因素的影响，加热卷烟逐口烟气释放及其稳定性一直是加热卷烟研究的重点和
11、难点。国内很多学者以加热卷烟为研究对象，采用剑桥滤片捕集的方法研究了抽吸模式1、环境湿度2、加热温度34、滤棒结构5 对烟气释放的影响。王珂清等6、何红梅等7 对不同品牌中心加热卷烟烟气逐口释放行为特征进行了分析。龚淑果等8 以加热卷烟 iQOS 和 GLO 为研究对象，考察了加热卷烟烟气中主要成分逐口释放量的变化。王乐等910 以iQOS 电加热卷烟加热器具和配套烟支为试验对象，研究了电加热卷烟烟芯段温度分布和烟气关键成分逐口变化，建立了电加热卷烟烟芯材料关键成分传热传质数学模型。目前，烟支规格对烟气释放的影响主要在传统卷烟领域1115，对加热卷烟逐口烟气释放的影响研究鲜有报道。加热卷烟烟草
12、段长度的设计对于加热卷烟制造降本增效具有重要意义。笔者以细支周向加热卷烟为研究对象，考察不同烟支长度对加热卷烟烟气逐口释放的影响，分析逐口释放量变化趋势，旨在为加热卷烟的烟支长度设计及优化提供理论指导。1材料与方法11材料、试剂和仪器111试验材料。圆周 17 mm，烟支长度分别为 60、66 和72 mm的 3 种加热卷烟，由重庆中烟工业有限责任公司生产制样，嘴棒长度30 mm，嘴棒打孔位置距离唇端15 mm。剑桥滤片(44 mm，美国 GE 公司)。112主要试剂。异丙醇(色谱纯，CI Labscan);1，2丙二醇和丙三醇，纯度995%;1，4丁二醇，纯度99%，购自SigmaAldri
13、ch 公司;烟碱(上海安谱科技有限公司)。113主要仪器。周向电加热烟具(自制);ACCS100 加热不燃烧卷烟裁切仪(合肥众沃仪器技术有限公司);X500E 新型烟草专用吸烟机(上海帕夫曼自动化仪器有限公司);56X 综合测试台(法国 SODIM 公司);7890B 气相色谱仪(配备 FID和 TCD 检测器，美国 Agilent 公司)。12方法121样品制备。为保持烟支前后密度一致，采用全紧头平安徽农业科学，JAnhui AgricSci 2023，51(7):200203，230准器卷制加热卷烟样品，在平均质量003 g 的范围内挑选烟支样品，利用离线裁切仪将同款烟支分别裁切成 60、
14、66 和 72mm 3 个规格，分别编号为 HTP1、HTP2 和 HTP3。122烟具设计。3 个长度规格的加热卷烟均采用加热腔长度 42 mm 的周向两段式电加热烟具。为避免前几口烟气温度过高，减缓后几口烟气释放量的衰减，第 1 段和第 2 段加热区域分段比例应不大于 1 1。加热腔分段区域及两段式加热温度曲线见图 1。全尺寸加热腔体适配 72 mm 烟支，在适配长度 60 和 66 mm 烟支时，分别使用长度 12 和 6 mm 的纸质空管置于加热腔下部，缩短加热腔长度，满足 3 种不同规格的烟支在相同加热曲线下抽吸。第 1 段预热温度245，预热时间 42 s;第 1 段加热温度 23
15、5，保温 70 s，112 s时停止对第 1 段加热的同时第 2 段加热段达到预设温度 235，并保温 100 s。图 1加热烟具加热腔体分段及其加热曲线Fig1The heating chamber segment of the heating tobacco device and its heating curve123逐口动态吸阻测定。使用单通道吸阻仪测定逐口动态吸阻16，将加热卷烟放入烟具，烟支在烟具中未加热时测定的吸阻为初始吸阻，烟支在烟具中达到预热温度后打开单通道吸阻仪开始抽吸，抽吸口数为 7 口，抽吸容量 55 mL，每次抽吸持续 2 s，抽吸间隔 30 s，记录烟支实时动态吸阻
16、。每组样品随机选取 5 个样品进行测试，取平均值。124化学成分测定。加热卷烟原料及烟气主要化学指标分析包括烟碱、甘油、水分和烟气气溶胶捕集量(aerosol col-lection mass，ACM)。采用 COESTA 推荐的 62 号、60 号、57号方法1719 测定加热卷烟原料中的烟碱、甘油、水分含量。按照 ISO 20778 的方法20 确定烟气抽吸参数:抽吸容量55 mL，抽吸时间 2 s，抽吸间隔 30 s，采用钟形流量图。使用COESTA 推荐的 84 号方法21 测定烟气中烟碱、甘油和水分含量，烟具触发时长2 s，预热等待时长 42 s，抽吸口数 7 口。125数据处理。使用 SPSS 软件对测定数据进行统计分析。3 种烟支长度加热卷烟烟草原料中烟碱、甘油和水分在气溶胶中的转移率按以下公式计算:T=m1/m0100%(1)式中，m0为单支烟草原料中烟碱、甘油或水分的含量，单位为 mg/支;m1为气溶胶中烟碱、甘油或水分的含量，单位为mg/支。2结果与分析21不同烟支长度对加热卷烟逐口动态吸阻的影响考察了 3 种加热卷烟在加热抽吸状态下的动态吸阻，结果见图 2。从图