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卷煙煙氣的形成

作者: 來源: 發布日期:2015-01-13 點擊:
 
卷煙是一種特殊的消費品,其消費形式是通過燃吸來享受其煙氣。卷煙的燃燒是一個非常復雜的物理、化學變化過程。
煙支燃燒有兩種形式:一種是抽吸時的燃燒,稱為燃吸;另一種是抽吸間隙的燃燒,稱為陰燃(亦稱為靜燃)。抽吸時從卷煙的濾嘴端吸出的煙氣稱為主流煙氣(main-stream smoke,簡稱ms),抽吸間隙從燃燒端釋放出來和透過卷煙紙擴散直接進入環境的煙氣稱為側流煙氣(sidestream smoke,簡稱ss)。
煙支燃燒時,燃燒的一端呈錐體狀。抽吸時,大部分空氣從燃燒錐與卷煙紙相接處進入,而錐體的中部則形成一個致密的碳化體,氣流不容易通過,錐體中心含氧量很低,以至于燃燒受到限制,造成不完全燃燒。燃燒的煙支根據其溫度變化和化學反應不同,可劃分成三個不同的區域,即燃燒區、熱解蒸餾區和冷凝過濾區。
燃燒區溫度高達825—850,生成的產物主要是氣相物質,如二氧化碳、一氧化碳、水、氫、甲烷等低級烴類化合物和一些自由基,其中一部分產物穿過燃燒的碳擴散到側流煙氣中。
來自燃燒區的熱氣流提供能源,導致了熱解蒸餾區的復雜化學變化。煙絲中的許多物質在此進行劇烈復雜的化學反應,煙氣中的絕大多數化合物都是在這里形成的。同時,在熱氣流的作用下,煙絲中的揮發性物質揮發進入煙氣流。熱解蒸餾區進行的化學反應大多是吸熱反應,煙氣流在此被迅速冷卻,該區熱氣流的溫度從800℃降至100℃。
從熱解蒸餾區到煙支末端的冷凝過濾區,煙氣的溫度由100○c降至室溫。低揮發性成分隨著溫度的急劇下降而達到飽和甚至過飽和,以碳質燃燒時形成的微小碳粒、有機物的微小碎片、灰分、離子化的分子組成的離子為冷凝核,冷凝形成氣溶膠。這些低揮發性成分除了遇到煙絲后凝聚到煙絲上以外,在氣流流動過程中凝結成更大的顆粒。
 

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