亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：：烟草有氧裂解分析方法及进样系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种烟草裂解分析方法，特别涉及一种烟草有氧裂解的分析方法以及实现该方法的进样系统。
背景技术：
：在卷烟产品设计和生产加工过程中，为了提高产品的品质，需要研究烟叶在模拟卷烟燃烧条件下的热裂解行为，从而寻找烟叶化学成分与烟气组分之间的关系，进而探索烟气致香物质、有害成分形成机理，为卷烟增香，降焦减害研究提供理论依据。现有的CDS热丝型裂解器能够采用程序升温，结构简单，可以方便地连接在色谱气化室前，性能可靠，使用广泛，被烟草行业大量采用。但由于普通毛细色谱柱在升温过程中不能接触含氧气氛，因此不经过改造，现有的裂解_气质联用系统不能够进行在线有氧裂解研究。目前行业内有两种技术可以实现有氧裂解一种是在热丝型裂解器(如⑶S5000系列)上配备捕集阱来实现某种形式的有氧裂解。另一种是将SPME(固相微萃取头)与裂解系统结合，实现有氧裂解(参考文献StudyofPyrolysatesofFlueCuredTobaccoLeavesandStemsChinese,Yangffeizu,XIEGang,JournalofChromatography,Vol.24No.6，606610)。但从上述两种方法的技术原理来看，均是通过裂解_吸附_脱附这样一个过程来实现有氧裂解的，其本质都是首先在有氧氛围下离线裂解，通过某种吸附填料收集裂解产物，最后在惰性气氛下脱附进入GC(气象色谱仪)的进样口来实现有氧裂解。上述两种方法的共同缺点是(1)裂解气线速度小，不能模拟卷烟燃烧的真实环境；(2)不能实现在线连续裂解-进样方式；(3)吸附剂的吸附具有选择性，因此对某些裂解产物不能实现有效的吸附，进而会影响到裂解的分析结果。因此上述两种技术都不能够很好地模拟真实卷烟燃烧条件。
发明内容针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种模拟卷烟真实燃烧条件下对烟草及烟用材料进行有氧裂解分析的方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案—种烟草有氧裂解分析方法，其包括如下步骤首先将烟草样品放置在裂解器的裂解池内进行裂解，同时向裂解池内通入含有O2和N2的混合气体进行吹扫，吹扫气将烟草样品裂解产物带入一冷阱内，所述冷阱温度保持在-80°C至-60°C之间，烟草样品裂解产物被冷阱冷凝并捕集，多余气体分流，待烟草样品裂解完成后向冷阱内通入惰性气体，同时使冷阱升温，冷阱捕集的烟草样品裂解产物由惰性气体带入GC系统进行分析。优选的，所述混合气体按体积百分比含9%的O2和91%的N2。优选的，所述混合气体的流量为276ml/min。优选的，冷阱升温步骤为首先在-60°C保持5分钟，然后以12°C/s升温至260°C再保持5分钟。优选的，在烟草样品裂解过程中，裂解器的升温步骤为先在始温300°C保持5s，然后以30°C/s的速度升温至900°C再保持5s。优选的，在烟草样品裂解时，裂解器的裂解室内的温度为250°C。优选的，所述惰性气体为He气。优选的，所述惰性气体将烟草样品裂解产物带入GC系统的流量线速度为30cm/min0上述方案具有如下有益效果该烟草有氧裂解分析方法在烟草样品进行裂解时，通过向裂解池内通入含有O2的混合气体作为吹扫气进行吹扫，使烟草样品可以直接在有氧的环境下进行裂解，从而可以尽最大可能地模拟真实卷烟燃烧条件和工况，与惰性气氛无氧裂解相比，其实验数据结果更加真实可信。烟草样品裂解产物被吹扫气带入处于低温状态下的冷阱中，烟草样品裂解产物在低温状态下冷凝并被捕集，这种冷凝捕集的方法不存在选择性问题，可使烟草样品裂解产物被全部的捕集到。这样当冷阱升温后，烟草样品裂解的全部产物即可随着惰性气体进入到GC系统内进行分析，从而保证分析数据的准确性，而且采用这种方法进样连续，过渡平滑，操作步骤少，可保证数据良好的重复性。本发明还公开了一种实现上述烟草有氧裂解分析方法的进样系统，其采用如下技术方案一种烟草有氧裂解进样系统，其包括一裂解器和惰性气体入口，所述裂解器内设有裂解室和裂解池，所述裂解室内设有一个八通阀，所述八通阀的第二阀口与所述裂解池的进气口连通，所述八通阀的第七阀口与所述裂解池的出气口连通，所述八通阀的第八阀口排空，还包括一混合气体入口，所述混合气体入口、惰性气体入口通过一四通阀与所述八通阀连接，所述四通阀的第一阀口与所述八通阀的第三阀口连通，所述四通阀的第二阀口与所述混合气体入口连通，所述四通阀的第三阀口与所述八通阀的第一阀口连通，所述四通阀的第四阀口与所述惰性气体入口连通，所述八通阀的第五阀口与一冷阱连通，所述冷阱与GC色谱系统连接。优选的，所述混合气体入口、惰性气体入口与所述四通阀连接的管道上均设有稳压阀和节流阀。该烟草有氧裂解进样系统通过在原来的裂解器上添加一个四通阀和一个冷阱。四通阀可实现有氧混合气体和惰性气体的转换，从而保证烟草样品在线有氧裂解和惰性气体的及时供气，保证进样连续、过渡平滑。该系统还具有改造、维护成本低，可靠性高的优点。图1为烟草有氧裂解进样系统在烟草进行有氧裂解时的结构示意图。图2为烟草有氧裂解进样系统在烟草有氧裂解完成后通入惰性气体时的结构示意图。图3为烟草样品裂解质谱总离子流图。具体实施例方式下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。本发明公开了一种烟草有氧裂解进样系统，其机构如图1所示，包括裂解器、一混合气体入口3和一个惰性气体入口4，裂解器内设有裂解室5和裂解池7，裂解室5内设有一八通阀2。混合气体入口3、惰性气体入口4通过一四通阀1与八通阀2连接。其中四通阀1的第一阀口11与八通阀2的第三阀口23连通，四通阀1的第二阀口12与混合气体入口3连通，四通阀1的第三阀口13与八通阀2的第一阀口21连通，四通阀1的第四阀口14与惰性气体入口4连通。八通阀2的第二阀口22与裂解池7的进气口71连通，八通阀2的第七阀口27与裂解池的出气口72连通，八通阀2的第五阀口25与一冷阱6连通，八通阀2的第八阀口28排空。在混合气体入口3和四通阀1连接的管路上分别设有一稳压阀31和一节流阀32，惰性气体入口4与四通阀1连接的管路上分别设有一稳压阀41和一节流阀42，冷阱6与GC色谱系统8连接。上述稳压阀、节流阀可精确地控制混合气体、惰性气体的流量和压力，以便于以恒压压差进样的方式实现在线裂解-色谱联用分析。下面结合上述烟草有氧裂解进样系统对本发明公开的一种烟草有氧裂解分析方法进行详细介绍。1.主要仪器和材料所用GC系统为美国安捷伦公司的6890/5973GC-MS气相色谱/质谱联用仪，所用裂解器为CDS公司2000系列的裂解器，所用的烟草样品为红塔区黄官B2F。其中6890/5973GC-MS气相色谱/质谱联用仪配备的GerstelCIS4液氮冷冻进样口可作为冷阱使用。2.该方法具体步骤如下称取烤烟(1士0.05)mg烟叶样品，放入裂解石英管，两头塞上一定量的石英棉，将装有待测样品的石英管放入裂解器螺旋形钼丝圈之中。同时打开气相色谱/质谱联用仪，使作为冷阱的液氮冷冻进样口控制在-80°C至-60°C之间，然后打开裂解器开始裂解烟草样品。在烟草样品裂解过程中，裂解器的升温步骤为先在始温300°C保持5s，然后以30°C/s的速度升温至900°C再保持5s，裂解室5的温度为250°C。在烟草样品开始裂解的同时，如图1所示，使四通阀1的第一阀口11与第二阀口12连通，第三阀口13与第四阀口14连通，使八通阀2的第一阀口21与第八阀口28连通、第二阀口22与第三阀口23连通、第四阀口24与第五阀口25连通、第六阀口26与第七阀口27连通，这样由混合气体入口3通入的混合气体即可作为吹扫气通入到裂解池7的进气口71内对烟草裂解产物进行吹扫。混合气体按体积百分比含9%的O2和91%的N2，混合气体的流量为276ml/min，上述参数刚好可以模拟烟草在燃烧时的状态值。这样可使烟草样品可以直接在有氧的环境下进行裂解，从而可以尽最大可能地模拟真实卷烟燃烧条件和工况，与惰性气氛无氧裂解相比，其实验数据结果更加真实可信。如图1所示，混合气体吹扫气携带着烟草样品裂解产物从出气口72排出，并最终通过八通阀2的第五阀口25进入到冷阱6内，此时冷阱6的温度控制在-80°C至-60°C之间，在低温作用下烟草样品裂解产物将冷凝从而被冷阱捕集，多余气体分流向外排出，采用这种冷凝捕集的方法不存在对某些裂解产物有选择性问题，可使烟草样品裂解产物被全部的捕集到。这样当冷阱升温后，烟草样品裂解的全部产物即可随着惰性气体进入到GC系统内进行分析，从而保证分析数据的准确性。根据预先设定的时间(一般为40秒)待烟草样品裂解完成后，如图2所示，使四通阀1的第二阀口12与第三阀口13连通，第一阀口11与第四阀口14连通，使八通阀2的第一阀口21与第二阀口28连通、第三阀口23与第四阀口24连通、第五阀口25与第六阀口26连通、第7阀口27与第八阀口28连通。此时混合气体入口3通入的混合气体通过裂解池7后由八通阀2的第八阀口28向外排空，裂解池7内的残存的烟草样品裂解产物可随混合气体排出，以便于裂解器的下次使用。而由惰性气体入口4进入的惰性气体将通过八通阀2的第五阀口25进入到冷阱6内，惰性气体作为载气将冷阱6内烟草样品裂解产物带入GC系统进行分析，惰性气体为He气，惰性气体流量线速度为30cm/min。当冷阱6内通入惰性气体后，冷阱6升温，其升温步骤为首先在-60°C保持5分钟，然后以12°C/s升温至260°C再保持5分钟。随着冷阱6内温度的升高，被捕集的烟草样品裂解产物脱离冷阱随惰性气体进入到GC系统8内，GC系统8对烟草样品裂解产物进行分析。该烟草有氧裂解分析方法的进样系统通过在原来的裂解器上添加一个四通阀实现了有氧混合气体和惰性气体的平稳转换，保证了烟草样品在线有氧裂解和惰性气体载气的及时供气，保证进样连续、过渡平滑，该系统还具有改造、维护成本低，可靠性高的优点。GC色谱系统采用美国安捷伦公司的6890/5973GC-MS气相色谱/质谱联用仪，在对烟草样品裂解产物进行分析时，其具体实验参数如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通过上述气相色谱/质谱联用仪分析检测到的烟叶裂解产物如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>5024.842-甲基苯并呋喃004265-25-2935125.97DDMP000000-00-0935226.321,2-Butadiene,3-phenyl-000000-00-0945326.50Phenol,3-ethyl-三乙基酚000620-17-7785427.00Benzene,l-ethyl-2,3-dimethyl-000933-98-2865527.22U-Diazaspiro[44]nonen-3-carboxylicacid,000000_00_0646,6,9,9-tetramethyl-,ethylester5627.41Ethanone,l-(3-methylphenyl)-000585-74-0355727.57邻苯二酚000120-80-9945827.64萘000091-20-3945928.192,3-二氢-苯并呋喃000000-00-0626128.54HMF000067-47-0946229.80IH-Indene,1,3-dimethyl-002177-48-2966330.03Naphthalene,l,2-dihydro-3-methyl-002717-44-4556431.045-乙酰氧基甲基-2-呋喃醛010551-58-3766531.20Naphthalene,1-methyl-(CAS)000090-12-0956631.464-乙烯基-2-甲氧基苯酚007786-61-0896731.772-甲基萘000091-57-6956832.76尼古丁000054-11-5946934.99Pyridine,3-(3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-yl)-000532-12-7507035.256,11-Dimethyl-2,6,10-dodecatrien-1-ol000000-00-0507135.552,6,10-Trimethyl-2,6,10-dodecatriene000000-00-0597235.93l-(3-methylbutyl)-2,3,5-trimethylbenzene000000-00-095。，，，l,6-Anhydro-.beta.-D-glucopyranose…。^，，，·<7336.36,6t^j000498-07-764(Ievoglucosan)7436.51烟碱烯000487-19-4957537.88.alpha.-D-Glucopyranose,pentaacetate004163-61-5147638.052,3，-联吡啶000581-50-0787739.11巨豆三烯酮000000-00-0557842.231-Heptene,2-isohexyl-6-methyl-033717-93-0877944.77新植二烯000000-00-0998046.58金合欢醇_000000-00-058共鉴定80种化合物，其中15种酮类化合物，7种含氮杂环化合物，15种烃类化合物，13种苯及其衍生物，2种酸类化合物，4种酯类化合物，3种醇类化合物，4种醛类化合物，6种酚类化合物，11种其他化合物，烟草样品裂解质谱总离子流图如图3所示。为验证数据的重复性，将上述操作步骤重复5次，所得谱图选取4种不同沸点的具有代表性物质进行积分，所得四种裂解产物峰面积值如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>从上表可知该方法所结果中的几种裂解产物锋面积5次进样RSD%均小于5%，证明该系统所得数据具有良好的重复性。以上对本发明实施例所提供的烟草有氧裂解分析方法及进样系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。权利要求一种烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，其包括如下步骤首先将烟草样品放置在裂解器的裂解池内进行裂解，同时向裂解池内通入含有O2和N2的混合气体进行吹扫，吹扫气将烟草样品裂解产物带入一冷阱内，所述冷阱温度保持在-80℃至-60℃之间，烟草样品裂解产物被冷阱冷凝并捕集，多余气体分流，待烟草样品裂解完成后向冷阱内通入惰性气体，同时使冷阱升温，冷阱捕集的烟草样品裂解产物由惰性气体带入GC系统进行分析。2.根据权利要求1所述的烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，所述混合气体按体积百分比含9%的O2和91%的N2。3.根据权利要求1所述的烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，所述混合气体的流量为276ml/min。4.根据权利要求1所述的烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，冷阱升温步骤为首先在-60°C保持5分钟，然后以12°C/s升温至260°C再保持5分钟。5.根据权利要求1所述的烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，在烟草样品裂解过程中，裂解器的升温步骤为先在始温300°C保持5s，然后以30°C/s的速度升温至900°C再保持5s06.根据权利要求1所述的烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，在烟草样品裂解时，裂解器的裂解室内的温度为250°C。7.根据权利要求1所述的烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，所述惰性气体为He气。8.根据权利要求1所述的烟草有氧裂解分析方法，其特征在于，所述惰性气体将烟草样品裂解产物带入GC系统的流量线速度为30cm/min。9.一种烟草有氧裂解进样系统，其包括一裂解器和惰性气体入口，所述裂解器内设有裂解室和裂解池，所述裂解室内设有一个八通阀，所述八通阀的第二阀口与所述裂解池的进气口连通，所述八通阀的第七阀口与所述裂解池的出气口连通，所述八通阀的第八阀口排空，其特征在于还包括一混合气体入口，所述混合气体入口、惰性气体入口通过一四通阀与所述八通阀连接，所述四通阀的第一阀口与所述八通阀的第三阀口连通，所述四通阀的第二阀口与所述混合气体入口连通，所述四通阀的第三阀口与所述八通阀的第一阀口连通，所述四通阀的第四阀口与所述惰性气体入口连通，所述八通阀的第五阀口与一冷阱连通，所述冷阱与GC色谱系统连接。10.根据权利要求9所述的烟草有氧裂解进样系统，其特征在于所述混合气体入口、惰性气体入口与所述四通阀连接的管道上均设有稳压阀和节流阀。全文摘要本发明公开了一种烟草有氧裂解分析方法，其包括如下步骤首先将烟草样品放置在裂解器的裂解池内进行裂解，同时向裂解池内通入含有O2和N2的混合气体进行吹扫，吹扫气将烟草样品裂解产物带入一冷阱内，所述冷阱温度保持在-80℃至-60℃之间，烟草样品裂解产物被冷阱冷凝并捕集，多余气体分流，待烟草样品裂解完成后向冷阱内通入惰性气体，同时使冷阱升温，冷阱捕集的烟草样品裂解产物由惰性气体带入GC系统进行分析。该方法使烟草样品可以直接在有氧的环境下进行裂解，从而可以尽最大可能地模拟真实卷烟燃烧条件和工况，与惰性气氛无氧裂解相比，其实验数据结果更加真实可信。文档编号G01N1/44GK101806685SQ20101015351公开日2010年8月18日申请日期2010年4月22日优先权日2010年4月22日发明者刘百战,吴达,王晔申请人:上海烟草(集团)公司