造紙法再造煙葉熱解過(guò)程與煙氣組分調(diào)控技術(shù)研究.pdf

1、為改善造紙法再造煙葉刺激性大、雜氣重以及CO釋放量高等質(zhì)量缺陷，本文在系統(tǒng)分析造紙法再造煙葉理化特性的基礎(chǔ)上，較為深入的研究了造紙法再造煙葉及其主要組成部分（紙基）的熱解行為，并從紙基的化學(xué)成分調(diào)節(jié)和外源性磷氮化合物的添加兩個(gè)方面進(jìn)行再造煙葉熱解過(guò)程的調(diào)控，進(jìn)而調(diào)節(jié)再造煙葉煙氣組分，提升卷煙煙氣品質(zhì)。主要研究工作如下:
　　1.造紙法再造煙葉理化特性為充分了解造紙法再造煙葉質(zhì)量屬性，系統(tǒng)分析了煙草化學(xué)指標(biāo)、無(wú)機(jī)離子化合物以及纖維形

2、態(tài)等與熱解行為相關(guān)理化指標(biāo)，并比較研究了造紙法再造煙葉與膨脹梗絲、膨脹煙絲在燃燒速率、焦油以及CO釋放特性等方面的差異，發(fā)現(xiàn)造紙法再造煙葉的燃燒速率高、焦油量低，但CO釋放量明顯偏高，尤其是單口CO釋放量。為揭示其高CO釋放量的原因，比較研究了造紙法再造煙葉與紙基的主流煙氣成分差異，明確了紙基在造紙法再造煙葉質(zhì)量調(diào)控中的重要作用，并初步得出紙基是造紙法再造煙葉CO釋放量偏高的主要原因之一。
　　2.造紙法再造煙葉與紙基的熱降解行為

3、為了深入了解造紙法再造煙葉與紙基的熱解行為，通過(guò)TG/DSC-FTIR實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分析不同升溫速率條件下造紙法再造煙葉和紙基的熱解行為及熱解氣相產(chǎn)物形成過(guò)程。發(fā)現(xiàn)兩者CO形成過(guò)程類(lèi)似，均發(fā)生在兩個(gè)溫度范圍內(nèi)，但紙基CO釋放量明顯高于造紙法再造煙葉，并且隨著升溫速率的提高，兩者CO釋放量均顯著增加，進(jìn)一步證實(shí)了紙基CO釋放量高是造紙法再造煙葉CO釋放量偏高的主要原因。
　　3.果膠與蛋白質(zhì)的酶降解對(duì)紙基熱解過(guò)程及產(chǎn)物的影響鑒于蛋白質(zhì)和果

4、膠對(duì)卷煙感官品質(zhì)的不良影響，采用生物酶選擇性降解紙基中果膠和蛋白質(zhì)，并分別考察了蛋白質(zhì)和果膠的酶降解對(duì)紙基熱解行為的影響。發(fā)現(xiàn)果膠和蛋白質(zhì)含量降低均能顯著改變紙基的熱解過(guò)程和熱解產(chǎn)物（如CO、CO2、NH3、羰基化合物等）的釋放特性，說(shuō)明了果膠和蛋白質(zhì)對(duì)熱解氣相產(chǎn)物的形成具有一定調(diào)節(jié)作用。為更清晰地揭示果膠的熱解機(jī)理，首次利用SVUV-PIMS研究了果膠的熱解行為，發(fā)現(xiàn)果膠熱解主要有兩種反應(yīng)路徑:果膠高分子鏈端半乳糖醛酸單元的低溫分子內(nèi)

5、熱裂解反應(yīng);以α-(1→4)糖苷鍵斷裂為標(biāo)志的高溫?zé)峤夥磻?yīng)。在熱解產(chǎn)物分析的基礎(chǔ)上，理論推導(dǎo)了果膠熱解主要產(chǎn)物形成機(jī)理，并對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了理論解釋?zhuān)瑸楣z熱解產(chǎn)物的控制奠定了基礎(chǔ)。
　　4.外源氮磷類(lèi)添加劑調(diào)節(jié)再造煙葉的熱降解過(guò)程與煙氣組分利用磷酸氫二胺(DAP)、聚磷酸銨(APP)以及磷酸尿素(UP)等含磷氮化合物進(jìn)行造紙法再造煙葉熱解過(guò)程的外源性調(diào)控研究，并闡述其作用機(jī)制。發(fā)現(xiàn)含磷氮無(wú)機(jī)物均可提高殘?zhí)康臒嵫醴€(wěn)定性，并顯著降