煙草和煙草制品的常規(guī)化學分析課件

煙草和煙草制品的

常規(guī)化學分析劉惠民研究員煙草和煙草制品的

常規(guī)化學分析劉惠民研究員1第一部分煙草常規(guī)化學分析第二部分卷煙主流煙氣分析第一部分煙草常規(guī)化學分析2煙草常規(guī)化學分析抽樣樣品制備水分的測定連續(xù)流動法原理水溶性糖的測定總植物堿的測定總氮的測定蛋白質(zhì)的測定氯的測定淀粉的測定總揮發(fā)堿的測定氨的測定硝酸根的測定pH的測定灰分的測定鉀的測定煙草常規(guī)化學分析抽樣氯的測定3卷煙主流煙氣分析概述卷煙煙氣的形成煙氣氣溶膠分析用煙氣的產(chǎn)生與收集人為產(chǎn)物卷煙抽樣調(diào)節(jié)與測試的大氣環(huán)境常規(guī)分析用吸煙機總粒相物和焦油的測定總粒相物中煙堿的測定總粒相物中水分的測定卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測定《卷煙》國家標準第五部分卷煙主流煙氣分析概述總粒相物和焦油的測定4煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣GB/T19616-2004，ISO4874:2000：煙草成批原料取樣的一般原則定義

特征，characteristic：煙草的物理學、力學、尺寸、化學、生物學、植物學或感官等方面的性質(zhì)。

批，batch：在一個或多個特性被認為一致的條件下產(chǎn)生的一定數(shù)量的煙草。

小樣，increment：從一個取樣單位一次取出的一定數(shù)量的煙草。

實驗室樣品，laboratorysample：用于實驗室檢驗或測試的樣品，其代表總樣。

試樣，testsample：從實驗室樣品中隨機抽取的用于測試的樣品，其代表總樣。

試料，testportion：用以進行檢驗或觀測所取的一定量的試樣。煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣GB/T19616-2004，IS5煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣取樣單位的選擇：隨機取樣法選擇取樣單位，周期性系統(tǒng)取樣法選擇取樣單位小樣的抽取和單樣的組成

組成：3把扎把煙葉；50片煙葉（未扎把煙葉）；500g煙草原料（香料煙、打葉或去梗葉片、煙梗、碎葉、廢料或再造煙葉）

小樣數(shù)：每個取樣單位最少三個。

單樣大?。簡螛邮怯蓮耐蝗訂挝恢谐槿〉娜啃咏M成，取決于：煙草類型；取樣單位的大??；測定項目的類型和數(shù)量。煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣取樣單位的選擇：隨機取樣法選擇取樣6煙草常規(guī)化學分析：卷煙抽樣GB/T5606.1－2005卷煙抽樣（參考ISO8243）一條（10盒、200支）為單位每樣五條隨機抽樣煙草常規(guī)化學分析：卷煙抽樣GB/T5606.1－20057煙草常規(guī)化學分析：樣品制備煙葉：從實驗室樣品中隨機抽取一部分煙葉，用軟毛刷刷去細土和沙粒，抽去主脈。卷煙：剝?nèi)ゾ頍熂埡蜑V材。在40℃以下烘干，直至可用手指捻碎。研磨，過40目篩網(wǎng)。研磨過程中不應明顯發(fā)熱。裝入廣口瓶，充分混合均勻，密閉保存（最好為旋塞瓶）。煙草常規(guī)化學分析：樣品制備煙葉：從實驗室樣品中隨機抽取一部分8煙草常規(guī)化學分析：水分的測定水分的存在形式

游離水：煙草表面物理吸附水、毛細管凝結水、膠體鹽類的潮解水等，以分子間作用力結合在一起。結合水：晶體晶胞中的水，大分子內(nèi)部結合水，以近似于化學鍵結合。

水分的測定方法

烘箱法、共沸蒸餾法、卡爾·費休法、氣相色譜法、電導法等。煙草常規(guī)化學分析：水分的測定水分的存在形式9煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法

1、烘箱法的理想適用條件水分的排除應很完全，或排除某種形態(tài)的水很完全；水是唯一的揮發(fā)物質(zhì)，樣品中不含有其它易揮發(fā)物質(zhì)；樣品中各種組分具有熱穩(wěn)定性，即不含有易潮解、易氧化的物質(zhì)。煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法10煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法

2、兩種具體的操作方法：在一定條件下烘至恒重，即連續(xù)兩次加熱冷卻（在硅膠干燥器中）后重量的變化在一定范圍內(nèi)即認為達到了恒重；在一定條件下連續(xù)烘干一定時間，即認為達到了恒重。煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法11煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法

3、具體的測定條件2～3g試樣（每275cm2放置一個樣品盒，只使用一層擱板），在（100±1）℃，烘干2h（新鮮空氣入口開1/5，空氣排氣口開1/3）。4、注意事項樣品盒從烘箱中取出放入硅膠干燥器中冷卻到室溫后，應馬上稱重，否則煙末樣品會重新吸收水分，造成結果偏低。

煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法12煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理連續(xù)流動分析是容量分析的自動化，依靠不同直徑的蠕動泵泵管實現(xiàn)試劑和樣品的定量加入。通過在流路中引入氣泡分隔液段，避免樣品之間的拖帶（carryover)。

進樣器滲析混合檢測器計算機試劑煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理連13煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理

連續(xù)流動分析經(jīng)常采用滲析膜去除基質(zhì)中的干擾物質(zhì)。連續(xù)流動分析適合于快速化學反應體系，慢速反應體系需采用流動注射分析。

煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理14煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定連續(xù)流動法測定水溶性糖方法總覽新試銅靈法－糖類物質(zhì)鐵氰化鉀法－總還原物質(zhì)（CORESTANo.37）對羥基苯甲酸酰肼法－糖類物質(zhì)（YC/T159，CORESTANo.38）對羥基苯甲酸酰肼法要點強堿性，加熱（＞85℃），5min萃取溶劑的選擇Ca2+的作用煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定連續(xù)流動法測定水溶性糖方法總15煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定16煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再現(xiàn)性限白肋煙0.60.40.6香料煙14.51.63.3烤煙20.01.04.7煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再17煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORESTANo.35）方法原理總植物堿（以煙堿計）與對氨基苯磺酸和氯化氰反應，氯化氰由氰化鉀和氯胺T在線反應產(chǎn)生。460nm比色測定。pH＝7，反應時間4～5min。方法演變過程與紫外分光光度法測定結果的差異注意事項氯胺T與氰化鉀的加入次序煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORE18煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORESTANo.35）煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORE19煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORESTANo.35）煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再現(xiàn)性限香料煙1.170.050.19烤煙2.900.080.41白肋煙3.970.120.55煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再現(xiàn)性限香料煙1.170.070.21烤煙2.900.110.67白肋煙3.970.130.975%醋酸萃取水萃取煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORE20煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定克氏定氮法（Kjeldahlmethod)有機化合物中所含的氮在濃硫酸和催化劑的作用下，經(jīng)過強熱消化分解，氮被轉化為氨（經(jīng)標準酸吸收后用標準堿返滴定，從而測定出總氮）。不同催化劑的消化回收率（Se，HgO，Cu2+)連續(xù)流動法原理堿性條件下（pH=12.8～13.1），氨與次氯酸鈉反應形成氯化胺，在亞硝基鐵氰化鈉催化下，氯化胺與水楊酸鈉反應產(chǎn)生一靛藍色化合物，在660nm比色測定。煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定克氏定氮法（Kjeldahlm21煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定22煙草常規(guī)化學分析：蛋白質(zhì)的測定方法原理用醋酸沉淀蛋白質(zhì)，除去水溶性含氮物質(zhì)，克氏定氮法測定蛋白氮，蛋白氮乘以6.25即為蛋白質(zhì)含量沉淀蛋白質(zhì)的條件pH＝4（0.5％醋酸），煮沸煙草常規(guī)化學分析：蛋白質(zhì)的測定方法原理23煙草常規(guī)化學分析：氯的測定方法原理Cl-置換出Hg（SCN）2中的SCN-離子，SCN-離子與Fe3+生成紅色的FeSCN2+絡合物，吸收波長為480nm，比色測定。注意事項Cl-濃度低時吸光度與濃度基本呈線性，濃度高時由于絡合物配位數(shù)改變而使曲線發(fā)生彎曲，標準曲線應采用折線。煙草常規(guī)化學分析：氯的測定方法原理24煙草常規(guī)化學分析：氯的測定煙草常規(guī)化學分析：氯的測定25煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定方法原理用75％甲醇－飽和氯化鈉提取色素，40％高氯酸提取淀粉，與碘發(fā)生顯色反應，570nm比色測定。色素提取標準溶液配制：20直鏈＋80％支鏈煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定方法原理26煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定27煙草常規(guī)化學分析：總揮發(fā)堿的測定總揮發(fā)堿所包含的物質(zhì)煙堿、氨及氨類衍生物和易于水解的酰胺水解出的氨，其中煙堿占大部分。方法原理用緩沖溶液將煙草樣品調(diào)整pH為8，水蒸汽蒸餾將揮發(fā)堿類蒸出，用過量標準酸吸收，然后用堿返滴定，得出以氨計的揮發(fā)堿類總量。在此蒸餾條件下，次要植物堿基本上不被蒸出。煙草常規(guī)化學分析：總揮發(fā)堿的測定總揮發(fā)堿所包含的物質(zhì)28煙草常規(guī)化學分析：氨的測定方法原理用水萃取煙草中的氨，采用前述總氮測定方法測定。煙草常規(guī)化學分析：氨的測定方法原理29煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定方法原理在堿性和銅催化劑存在條件下，硫酸肼將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，與對氨基苯磺酰胺在酸性條件下發(fā)生重氮反應，重氮化產(chǎn)物與N-(1-萘基)-乙二胺發(fā)生偶合反應，生成紫紅色偶氮顏料，520nm比色測定。注意事項硫酸肼濃度煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定方法原理30煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定31煙草常規(guī)化學分析：pH的測定方法原理將煙末樣品制成10%（w/v）的水懸浮液，pH電極測定。煙草常規(guī)化學分析：pH的測定方法原理32煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定灰分是煙草緩慢燃燒后的剩余物。通常的煙草燃吸不能做到“完全”、“無損”?！巴耆敝笩煵萑紵笸耆D變成無機鹽和氧化物，沒有未燃燒的有機物、碳等存在，且元素要轉變成完全氧化的穩(wěn)定化合物。“無損”指除碳，氫，氧，氮四種元素外，其它任何元素不得有逸散損失。煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定灰分是煙草緩慢燃燒后33煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定稱取煙草樣品1g于已恒重的坩堝中,加95%乙醇2ml潤濕樣品,斜放坩堝蓋,放在可調(diào)式電爐上,緩慢升溫,初步灰化樣品,直到不再產(chǎn)生煙霧為止。冷卻，加10%的硝酸銨5滴，蓋好坩堝蓋（留有一定開口），置于馬弗爐內(nèi)，500℃灼燒2h。取出，干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重，再灼燒30min,冷卻至室溫后稱重，直至恒重（連續(xù)兩次稱重之差不超過0.0002g）。

煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定稱取煙草樣品1g于已34煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定灰化方法（1)干法灰化；（2)濕法灰化。

濕法灰化：準確稱取2g樣品，放入長頸瓶中，加入10ml硝酸，小火加熱消化分解30min。稍冷，加入5ml高氯酸，再小火加熱分解。當溶液達到無色或接近無色，出現(xiàn)白煙時，即可認為分解完全。停止加熱，冷卻。將燒瓶中的溶液轉入容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定灰化方法（1)干法灰化；（2)濕法35煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定火焰光度法

原子吸收法煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定火焰光度法36主流煙氣分析：概述十九世紀中期，在德國首先開展對卷煙煙氣成份性質(zhì)的研究。化學工作者尋找到的煙氣成份有NH3、H2S、HCN等，進行了半定量分析。二十世紀五十年代，隨著濾嘴卷煙的出現(xiàn)，煙氣分析研究開始活躍。最早的可控式吸煙機出現(xiàn)于二十世紀三十年代的德國和美國，由Pfyl和Bradford等人發(fā)明。但由于吸煙機參數(shù)設置各不相同，分析結果差異很大。主流煙氣分析：概述十九世紀中期，在德國首先開展對卷煙煙氣成份37主流煙氣分析：概述當時認為，成功的煙氣分析方法應：

1、分析結果能夠再現(xiàn)；2、對抽吸方法、被抽吸的卷煙、抽吸環(huán)境均應有一定的要求；3、分析結果能夠體現(xiàn)人們的抽煙情況。主流煙氣分析：概述當時認為，成功的煙氣分析方法應：38主流煙氣分析：概述卷煙煙氣的產(chǎn)生，是各種復雜的化學、物理、生理、環(huán)境因素的連續(xù)與交疊過程。無論在什么時刻，作為多相多組分的卷煙煙氣，都難以代表一個穩(wěn)定的狀態(tài)。主流煙氣分析：概述卷煙煙氣的產(chǎn)生，是各種復雜的化學、物理、生39主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒錐溫度在800℃左右，內(nèi)部缺氧富氫；熱解/蒸餾區(qū)溫度在200~600℃。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒錐溫度在800℃左右，內(nèi)部40主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒產(chǎn)生的新化合物主要產(chǎn)生于燃燒區(qū)和熱解蒸餾區(qū)，通過基團反應和離子反應進行（卷煙亦可稱為一個微型化工廠）。煙支內(nèi)氣流速度約50cm/s。燃燒錐內(nèi)氣流速度約400cm/s。燃燒錐內(nèi)氣體和蒸汽停留時間小于1ms。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒產(chǎn)生的新化合物主要產(chǎn)生于燃燒41主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣體攜帶燃燒區(qū)產(chǎn)生的熱量進入熱解/蒸餾區(qū)，使煙絲中的揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)，氣體溫度迅速降低。揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)蒸汽達到飽和甚至過飽和狀態(tài)，產(chǎn)生凝結，形成細小的液滴。凝結發(fā)生于煙絲表面和空氣懸浮狀態(tài)。懸浮狀態(tài)凝結核有：碳物質(zhì)、無機灰分、簡單的分子離子。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣體攜帶燃燒區(qū)產(chǎn)生的熱量進入熱解42主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣流沿煙支運動過程中，隨著凝結的進行液滴逐步增長，由于熱擴散導致相互碰撞也使液滴增長。較大的液滴由于慣性大碰撞在煙絲表面而保留在煙絲上，具有適宜粒度的液滴通過濾嘴進入人的口腔，理論推導粒度應在0.1~1μm。在卷煙的逐口抽吸過程中，煙氣濃度逐步增加，但相對組成沒有大的變化。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣流沿煙支運動過程中，隨著凝結的43主流煙氣分析：煙氣氣溶膠在卷煙主流煙氣中，來源于大氣的氣體占總重量的82%，非大氣來源的氣體占總重量的13.5%（其中水和二氧化碳占90%），粒相物質(zhì)占總重量的4.5%（其中水16%）。因此，以重量計，在卷煙主流煙氣中，來源于煙草的粒相物質(zhì)占3.6%，氣相物質(zhì)占1.3%，二者總和為4.9%。（據(jù)二十世紀六十年代無嘴卷煙的研究結果）主流煙氣分析：煙氣氣溶膠在卷煙主流煙氣中，來源于大氣的氣體占44主流煙氣分析：煙氣氣溶膠煙氣氣溶膠的粒數(shù)濃度大致為1×1010/ml。由于熱擴散作用，如此高的粒數(shù)濃度1s之后即可減少到四分之一。不同測試方法得到的結果表明，煙氣氣溶膠顆粒大小呈近似的對數(shù)正態(tài)分布，平均直徑在0.3~0.5μm。主流煙氣分析：煙氣氣溶膠煙氣氣溶膠的粒數(shù)濃度大致為1×10145主流煙氣分析：煙氣氣溶膠研究表明，小顆粒（0.1~0.5μm）之間存在著化學差異，大顆粒則無差異。小的顆粒似乎主要是通過凝結產(chǎn)生的，可能是碳核對疏水性物質(zhì)有特殊的親和勢，而無機灰分對親水性和吸濕性物質(zhì)有特殊的親和勢。大顆粒由于熱擴散的隨機性而使化學成份一致化。主流煙氣分析：煙氣氣溶膠研究表明，小顆粒（0.1~0.5μm46主流煙氣分析：煙氣氣溶膠不同研究者對液滴帶電荷的研究結果有一定的差異。陳化2min煙氣的測定結果表明：40％~50%的顆粒帶1~10個單位電荷，其余帶10個以上單位的電荷。陳化60~90s煙氣結果表明，0.2μm的顆粒：55%不帶電荷，44%帶1個電荷，1%帶2個電荷；0.35μm的顆粒：30%不帶電荷，60%帶1個電荷，9%帶2個電荷，0.3%帶多個電荷。煙氣整體上電中性。主流煙氣分析：煙氣氣溶膠不同研究者對液滴帶電荷的研究結果有一47主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集機器抽吸卷煙的結果必須具有重現(xiàn)性，必須代表吸煙者的抽吸。Staub和Furrer認為，抽吸容量、抽吸持續(xù)時間和抽吸頻率為重要參數(shù)，提出分別為35ml、1.6s和30s。Waltz和Hausermann提出抽吸容量、抽吸持續(xù)時間和抽吸頻率為重要參數(shù)，提出分別為35ml、2s和60s，并被廣泛接受。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集機器抽吸卷煙的結果必須具48主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Waltz和Hausermann認為，以下因素也非常重要：

1、煙支必須挑選；2、煙支必須在室溫下調(diào)節(jié)到恒定的相對濕度；3、煙支必須被抽吸到標準的煙蒂長度；4、吸煙機應具有小的死體積；5、捕集器應具有小的死體積。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Waltz和Hauser49主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Seehofer和Wennberg的研究表明，抽吸曲線影響主流煙氣的產(chǎn)生量和組成。由于煙氣的復雜性，設計一個完善的煙氣捕集裝置是非常困難的。理想的捕集裝置應能：1、效率高；2、結構簡單；3、容易清理；4、有重現(xiàn)性；5、可靠性高；6、壓降??；7、體積小；8、不形成人為產(chǎn)物；9、定量收集。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Seehofer和Wen50主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集劍橋濾片捕集器劍橋濾片即玻璃纖維濾片，一般分44mm和92mm兩種規(guī)格。一般認為，44mm濾片載荷量為200mg，92mm濾片為500mg。有以下優(yōu)點：

1、標準抽吸條件下可保留99.7%的煙堿；2、在室溫下能有效地保留粒相煙氣；3、容易制成過濾效率均勻的濾片；4、需要使用者的處理最少；5、價格便宜；6、尚未證明有人為產(chǎn)物形成。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集劍橋濾片捕集器51主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集靜電沉積捕集器

由一個中心正電極圍以圓柱形負電極組成，電壓高達25kv。能與劍橋濾片取得相同的粒相物捕集效果，焦油量分析結果基本相同。與劍橋濾片相比，靜電沉積捕集器有以下優(yōu)點：

1、收集效率與流量的關系較?。?、收集效率與載荷量的關系較小；3、重復性和重現(xiàn)性較好。缺點：收集管因放電產(chǎn)生臭氧，可能形成人為產(chǎn)物。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集靜電沉積捕集器52主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集噴射撞擊捕集器

煙氣氣溶膠在高速下通過微孔使其撞擊在距離很近的一塊平面，粒相物被保留在平面上。噴射撞擊捕集器可用于中等和低揮發(fā)性物質(zhì)的定量分析。噴射撞擊捕集器的優(yōu)點是能產(chǎn)生大量的容易配成溶液的粒相物，有效分離氣相和粒相，缺點是易造成堵塞，需精確控制流量和壓力。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集噴射撞擊捕集器53主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集冷阱捕集器

冷阱捕集器最著名的是Elmenhorst設計的，裝置簡單，清洗方便，采用干冰和甲醇混合物冷卻，可收集500支卷煙的煙氣。冷阱捕集器亦可用于捕集通過劍橋濾片的可冷凝氣體。

冷阱捕集器有以下優(yōu)點：1、在沉積中不使用溶劑；2、不使用高壓電流；3、低溫降低了化學反應的速度。這些均降低了形成人為產(chǎn)物的可能性。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集冷阱捕集器54主流煙氣分析：人為產(chǎn)物在收集后的煙氣中，粒相和氣相均有反應在進行，存在著人為產(chǎn)物。在煙氣存放過程中，甲基環(huán)戊二烯與丙烯醛或丁烯醛發(fā)生Diels-Alder反應，形成降冰片烯的衍生物。氧化氮化合物：煙氣中NO和NO2相對含量的報道相互矛盾，研究表明煙氣陳化過程中部分NO轉化成了NO2。主流煙氣分析：人為產(chǎn)物在收集后的煙氣中，粒相和氣相均有反應在55主流煙氣分析：人為產(chǎn)物煙氣陳化過程中，氧化氮類可與甲醇和兒茶酚等發(fā)生反應。采用冷阱捕集器時，溶劑丙酮會與氨和乙醛發(fā)生反應。用水收集主流煙氣時，羰基化合物與氫氰酸會形成氰醇類化合物。主流煙氣分析：人為產(chǎn)物煙氣陳化過程中，氧化氮類可與甲醇和兒茶56主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境調(diào)節(jié)大氣

溫度：（22±1）℃，相對濕度：（60±2）％注：大氣壓力應限制在（96±10）kPa測試大氣

溫度：（22±1）℃，相對濕度：（60±2）％主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測57主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境平衡的檢查

1、試樣質(zhì)量的相對變化3h內(nèi)不大于0.2%；2、當試樣放在與其體積相當?shù)拿荛]容器內(nèi)，該容器中的相對濕度與調(diào)節(jié)大氣的相對濕度相同。由于某種原因，平衡后不馬上分析的樣品要放回原包裝，或體積相當?shù)拿荛]容器內(nèi)。若保留三個月以上，則應在（－16±2）℃冷凍保存直至使用。主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測58主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機1、幾個定義限制性抽吸，自由性抽吸壓降，吸阻抽吸容量：逸離卷煙煙蒂末端并通過捕集器的氣體體積抽吸孔道，抽吸通道補償性能主流煙氣：抽吸過程中逸離卷煙煙蒂末端的所有煙氣側流煙氣：抽吸過程中從卷煙煙蒂末端以外逸離的所有煙氣主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析59主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機2、標準條件吸煙機壓降：盡可能小，且不超過300Pa抽吸持續(xù)時間：2.0s，標準偏差不大于0.05s抽吸容量：配1kPa壓降裝置后，35ml，標準偏差不大于0.15ml。在每口持續(xù)時間內(nèi)，從煙蒂末端逸離的氣體不少于抽吸容量的95%抽吸流量圖：用未燃煙支測試，應為鐘形。最大值在0.8～1.2s，上升與下降部分的拐點均不多于一點，最大氣流量25~30ml/s，所有點上均無反向氣流。主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析60主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機2、標準條件限制性抽吸方式卷煙夾持器：應從煙蒂末端包覆（9±0.5）mm，應確保卷煙與其之間的漏氣量不超過抽吸容量的0.5%卷煙位置：煙蒂末端低于另一端時不超過100，高于另一端時不超過50，不應影響其它煙支的燃燒煙灰盤：卷煙水平面下20~60mm主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析61主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機3、技術要求補償性能：未配壓降裝置時調(diào)整為35ml的抽吸容量，配上3kPa的壓降裝置后，抽吸容量的降低量不應超過1.5ml總死體積：盡可能小，且不應超過100ml卷煙夾持器：迷宮環(huán)式，真空式；燃燒錐相距至少50mm主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析62主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機3、技術要求玻璃纖維濾片：至少應截留具有140mm/s線速度的、直徑大于或等于0.3μm的鄰苯二甲酸二辛酯氣溶膠99.9%，在此氣流速度下濾片系統(tǒng)壓降不應超過900Pa，聚丙烯酸酯粘合劑含量不應超過5%(m/m)。濾片系統(tǒng)吸煙結束后壓降的增加不超過250Pa。主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析63主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機4、氣流速度氣流速度測量點

a型吸煙機：以煙蒂末端為零點，沿卷煙軸線朝向卷煙點燃端74mmb型吸煙機：從煙蒂長度標記處沿卷煙軸線朝向卷煙點燃端40mm氣流速度標準值：200mm/s±30mm/s，b型吸煙機每孔道應為200mm/s±50mm/s主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析64主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物和焦油的測定1、幾個定義總粒相物：捕集于煙氣捕集器中的主流煙氣部分焦油2、分析步驟準備工作：煙支調(diào)節(jié)，煙蒂長度（23mm，濾嘴長＋8mm，外包紙長＋3mm）主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物65主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物和焦油的測定2、分析步驟總粒相物收集與測定：抽吸煙支數(shù)量（40），捕集器準備（調(diào)節(jié)12h），抽吸煙支，稱重取出濾片（兩塊四分之一濾片擦拭），加入萃取劑（44mm濾片20ml，92mm濾片50ml）煙堿和水分測定抽吸方案主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物66主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物和焦油的測定平均釋放量，mg重現(xiàn)性限，mg再現(xiàn)性限，mg0.820.400.601.610.520.743.310.520.907.700.881.5112.611.061.7017.401.191.84主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物67主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中煙堿的測定萃取劑異丙醇＋正十七碳烷（0.5g/l）（＋乙醇）20ml（44mm濾片，萃取瓶<150ml），50ml（92mm濾片，萃取瓶<250ml）振蕩萃取＞20min色譜柱玻璃柱，長1.5～2m，內(nèi)徑2mm固定相酸洗硅烷化擔體（80～100目）涂漬10％Carbowax20M＋2％KOH主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中68主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中煙堿的測定色譜條件柱箱溫度：170℃（等溫）進樣口溫度：250℃檢測器溫度：250℃載氣：N2或He，30ml/min進樣量：2μl運行時間：6～8min主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中69主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中煙堿的測定平均釋放量，mg重現(xiàn)性限，mg再現(xiàn)性限，mg0.0910.0400.0690.1790.0460.0690.3260.0500.0760.6730.0770.1090.8350.0790.1421.4120.1070.195主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中70主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中煙堿的測定備擇方法色譜柱也可采用去活不銹鋼柱或鎳柱；內(nèi)標物也可采用喹哪啶固定相也可采用：2%Versamid900＋1%KOH；7%Carbowax20M＋3%聚二苯醚（六環(huán)）＋2%KOH；低擔載量Carbowax20M主流煙氣分析：YC/T156（ISO10315）

總粒相物中71主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相物中水分的測定萃取劑異丙醇＋乙醇（5ml/l）（＋正十七碳烷0.5g/l）20ml（44mm濾片，萃取瓶<150ml），50ml（92mm濾片，萃取瓶<250ml）振蕩萃?。?0min色譜柱玻璃柱，長1.5～2m，內(nèi)徑2mm固定相PorapakQ（80～100目）主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相72主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相物中水分的測定色譜條件柱箱溫度：170℃（等溫）進樣口溫度：250℃檢測器溫度：250℃載氣：He，30ml/min進樣量：2μl運行時間：4min主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相73主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相物中水分的測定平均釋放量，mg重現(xiàn)性限，mg再現(xiàn)性限，mg0.0830.1540.2410.1530.2280.3530.3380.2720.3810.9620.4070.7341.5950.5610.9353.1870.9081.680主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相74主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相物中水分的測定備擇方法色譜柱也可采用去活不銹鋼柱或鎳柱；內(nèi)標物也可采用喹哪啶固定相也可采用：PorapakQS或Chromosorb102主流煙氣分析：YC/T157（ISO10362-1）

總粒相75主流煙氣分析：YC/T30（ISO8454)

氣相中一氧化碳的測定－非散射紅外法儀器：非散射紅外分析儀標準氣體：1％、3％、5％CO（v/v，氮氣充填，鋁制氣瓶）清除抽吸：5口平均釋放量，mg重現(xiàn)性限，mg再現(xiàn)性限，mg3.450.471.183.560.421.039.890.852.2213.801.093.00主流煙氣分析：YC/T30（ISO8454)

氣相中一氧化碳76主流煙氣分析：《卷煙》國家標準GB5606.5－2005卷煙第5部分主流煙氣主流煙氣分析：《卷煙》國家標準GB5606.5－200577深度抽吸（IntenseSmoking）1、擬議中的機器抽吸卷煙方法與現(xiàn)行ISO/FTC方法對比方法抽吸容量ml抽吸頻率s抽吸持續(xù)時間s通風孔堵塞率％A5530250B6030250C45502100ISO356020深度抽吸（IntenseSmoking）1、擬議中的機器抽78深度抽吸（IntenseSmoking）深度抽吸（IntenseSmoking）79深度抽吸（IntenseSmoking）深度抽吸（IntenseSmoking）80深度抽吸（IntenseSmoking）

深度抽吸（IntenseSmoking）81深度抽吸（IntenseSmoking）

深度抽吸（IntenseSmoking）82深度抽吸（IntenseSmoking）深度抽吸（IntenseSmoking）83深度抽吸（IntenseSmoking）深度抽吸（IntenseSmoking）84謝謝！Thanksforyourattention！謝謝！Thanksforyourattention！85煙草和煙草制品的

常規(guī)化學分析劉惠民研究員煙草和煙草制品的

常規(guī)化學分析劉惠民研究員86第一部分煙草常規(guī)化學分析第二部分卷煙主流煙氣分析第一部分煙草常規(guī)化學分析87煙草常規(guī)化學分析抽樣樣品制備水分的測定連續(xù)流動法原理水溶性糖的測定總植物堿的測定總氮的測定蛋白質(zhì)的測定氯的測定淀粉的測定總揮發(fā)堿的測定氨的測定硝酸根的測定pH的測定灰分的測定鉀的測定煙草常規(guī)化學分析抽樣氯的測定88卷煙主流煙氣分析概述卷煙煙氣的形成煙氣氣溶膠分析用煙氣的產(chǎn)生與收集人為產(chǎn)物卷煙抽樣調(diào)節(jié)與測試的大氣環(huán)境常規(guī)分析用吸煙機總粒相物和焦油的測定總粒相物中煙堿的測定總粒相物中水分的測定卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測定《卷煙》國家標準第五部分卷煙主流煙氣分析概述總粒相物和焦油的測定89煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣GB/T19616-2004，ISO4874:2000：煙草成批原料取樣的一般原則定義

特征，characteristic：煙草的物理學、力學、尺寸、化學、生物學、植物學或感官等方面的性質(zhì)。

批，batch：在一個或多個特性被認為一致的條件下產(chǎn)生的一定數(shù)量的煙草。

小樣，increment：從一個取樣單位一次取出的一定數(shù)量的煙草。

實驗室樣品，laboratorysample：用于實驗室檢驗或測試的樣品，其代表總樣。

試樣，testsample：從實驗室樣品中隨機抽取的用于測試的樣品，其代表總樣。

試料，testportion：用以進行檢驗或觀測所取的一定量的試樣。煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣GB/T19616-2004，IS90煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣取樣單位的選擇：隨機取樣法選擇取樣單位，周期性系統(tǒng)取樣法選擇取樣單位小樣的抽取和單樣的組成

組成：3把扎把煙葉；50片煙葉（未扎把煙葉）；500g煙草原料（香料煙、打葉或去梗葉片、煙梗、碎葉、廢料或再造煙葉）

小樣數(shù)：每個取樣單位最少三個。

單樣大小：單樣是由從同一取樣單位中抽取的全部小樣組成，取決于：煙草類型；取樣單位的大??；測定項目的類型和數(shù)量。煙草常規(guī)化學分析：煙草抽樣取樣單位的選擇：隨機取樣法選擇取樣91煙草常規(guī)化學分析：卷煙抽樣GB/T5606.1－2005卷煙抽樣（參考ISO8243）一條（10盒、200支）為單位每樣五條隨機抽樣煙草常規(guī)化學分析：卷煙抽樣GB/T5606.1－200592煙草常規(guī)化學分析：樣品制備煙葉：從實驗室樣品中隨機抽取一部分煙葉，用軟毛刷刷去細土和沙粒，抽去主脈。卷煙：剝?nèi)ゾ頍熂埡蜑V材。在40℃以下烘干，直至可用手指捻碎。研磨，過40目篩網(wǎng)。研磨過程中不應明顯發(fā)熱。裝入廣口瓶，充分混合均勻，密閉保存（最好為旋塞瓶）。煙草常規(guī)化學分析：樣品制備煙葉：從實驗室樣品中隨機抽取一部分93煙草常規(guī)化學分析：水分的測定水分的存在形式

游離水：煙草表面物理吸附水、毛細管凝結水、膠體鹽類的潮解水等，以分子間作用力結合在一起。結合水：晶體晶胞中的水，大分子內(nèi)部結合水，以近似于化學鍵結合。

水分的測定方法

烘箱法、共沸蒸餾法、卡爾·費休法、氣相色譜法、電導法等。煙草常規(guī)化學分析：水分的測定水分的存在形式94煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法

1、烘箱法的理想適用條件水分的排除應很完全，或排除某種形態(tài)的水很完全；水是唯一的揮發(fā)物質(zhì)，樣品中不含有其它易揮發(fā)物質(zhì)；樣品中各種組分具有熱穩(wěn)定性，即不含有易潮解、易氧化的物質(zhì)。煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法95煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法

2、兩種具體的操作方法：在一定條件下烘至恒重，即連續(xù)兩次加熱冷卻（在硅膠干燥器中）后重量的變化在一定范圍內(nèi)即認為達到了恒重；在一定條件下連續(xù)烘干一定時間，即認為達到了恒重。煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法96煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法

3、具體的測定條件2～3g試樣（每275cm2放置一個樣品盒，只使用一層擱板），在（100±1）℃，烘干2h（新鮮空氣入口開1/5，空氣排氣口開1/3）。4、注意事項樣品盒從烘箱中取出放入硅膠干燥器中冷卻到室溫后，應馬上稱重，否則煙末樣品會重新吸收水分，造成結果偏低。

煙草常規(guī)化學分析：水分測定烘箱法97煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理連續(xù)流動分析是容量分析的自動化，依靠不同直徑的蠕動泵泵管實現(xiàn)試劑和樣品的定量加入。通過在流路中引入氣泡分隔液段，避免樣品之間的拖帶（carryover)。

進樣器滲析混合檢測器計算機試劑煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理連98煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理

連續(xù)流動分析經(jīng)常采用滲析膜去除基質(zhì)中的干擾物質(zhì)。連續(xù)流動分析適合于快速化學反應體系，慢速反應體系需采用流動注射分析。

煙草常規(guī)化學分析：

連續(xù)流動法原理99煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定連續(xù)流動法測定水溶性糖方法總覽新試銅靈法－糖類物質(zhì)鐵氰化鉀法－總還原物質(zhì)（CORESTANo.37）對羥基苯甲酸酰肼法－糖類物質(zhì)（YC/T159，CORESTANo.38）對羥基苯甲酸酰肼法要點強堿性，加熱（＞85℃），5min萃取溶劑的選擇Ca2+的作用煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定連續(xù)流動法測定水溶性糖方法總100煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定101煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再現(xiàn)性限白肋煙0.60.40.6香料煙14.51.63.3烤煙20.01.04.7煙草常規(guī)化學分析：水溶性糖的測定煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再102煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORESTANo.35）方法原理總植物堿（以煙堿計）與對氨基苯磺酸和氯化氰反應，氯化氰由氰化鉀和氯胺T在線反應產(chǎn)生。460nm比色測定。pH＝7，反應時間4～5min。方法演變過程與紫外分光光度法測定結果的差異注意事項氯胺T與氰化鉀的加入次序煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORE103煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORESTANo.35）煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORE104煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORESTANo.35）煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再現(xiàn)性限香料煙1.170.050.19烤煙2.900.080.41白肋煙3.970.120.55煙草類型平均值，％重現(xiàn)性限再現(xiàn)性限香料煙1.170.070.21烤煙2.900.110.67白肋煙3.970.130.975%醋酸萃取水萃取煙草常規(guī)化學分析：總植物堿的測定

（YC/T160，CORE105煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定克氏定氮法（Kjeldahlmethod)有機化合物中所含的氮在濃硫酸和催化劑的作用下，經(jīng)過強熱消化分解，氮被轉化為氨（經(jīng)標準酸吸收后用標準堿返滴定，從而測定出總氮）。不同催化劑的消化回收率（Se，HgO，Cu2+)連續(xù)流動法原理堿性條件下（pH=12.8～13.1），氨與次氯酸鈉反應形成氯化胺，在亞硝基鐵氰化鈉催化下，氯化胺與水楊酸鈉反應產(chǎn)生一靛藍色化合物，在660nm比色測定。煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定克氏定氮法（Kjeldahlm106煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定煙草常規(guī)化學分析：總氮的測定107煙草常規(guī)化學分析：蛋白質(zhì)的測定方法原理用醋酸沉淀蛋白質(zhì)，除去水溶性含氮物質(zhì)，克氏定氮法測定蛋白氮，蛋白氮乘以6.25即為蛋白質(zhì)含量沉淀蛋白質(zhì)的條件pH＝4（0.5％醋酸），煮沸煙草常規(guī)化學分析：蛋白質(zhì)的測定方法原理108煙草常規(guī)化學分析：氯的測定方法原理Cl-置換出Hg（SCN）2中的SCN-離子，SCN-離子與Fe3+生成紅色的FeSCN2+絡合物，吸收波長為480nm，比色測定。注意事項Cl-濃度低時吸光度與濃度基本呈線性，濃度高時由于絡合物配位數(shù)改變而使曲線發(fā)生彎曲，標準曲線應采用折線。煙草常規(guī)化學分析：氯的測定方法原理109煙草常規(guī)化學分析：氯的測定煙草常規(guī)化學分析：氯的測定110煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定方法原理用75％甲醇－飽和氯化鈉提取色素，40％高氯酸提取淀粉，與碘發(fā)生顯色反應，570nm比色測定。色素提取標準溶液配制：20直鏈＋80％支鏈煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定方法原理111煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定煙草常規(guī)化學分析：淀粉的測定112煙草常規(guī)化學分析：總揮發(fā)堿的測定總揮發(fā)堿所包含的物質(zhì)煙堿、氨及氨類衍生物和易于水解的酰胺水解出的氨，其中煙堿占大部分。方法原理用緩沖溶液將煙草樣品調(diào)整pH為8，水蒸汽蒸餾將揮發(fā)堿類蒸出，用過量標準酸吸收，然后用堿返滴定，得出以氨計的揮發(fā)堿類總量。在此蒸餾條件下，次要植物堿基本上不被蒸出。煙草常規(guī)化學分析：總揮發(fā)堿的測定總揮發(fā)堿所包含的物質(zhì)113煙草常規(guī)化學分析：氨的測定方法原理用水萃取煙草中的氨，采用前述總氮測定方法測定。煙草常規(guī)化學分析：氨的測定方法原理114煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定方法原理在堿性和銅催化劑存在條件下，硫酸肼將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，與對氨基苯磺酰胺在酸性條件下發(fā)生重氮反應，重氮化產(chǎn)物與N-(1-萘基)-乙二胺發(fā)生偶合反應，生成紫紅色偶氮顏料，520nm比色測定。注意事項硫酸肼濃度煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定方法原理115煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定煙草常規(guī)化學分析：硝酸根的測定116煙草常規(guī)化學分析：pH的測定方法原理將煙末樣品制成10%（w/v）的水懸浮液，pH電極測定。煙草常規(guī)化學分析：pH的測定方法原理117煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定灰分是煙草緩慢燃燒后的剩余物。通常的煙草燃吸不能做到“完全”、“無損”?！巴耆敝笩煵萑紵笸耆D變成無機鹽和氧化物，沒有未燃燒的有機物、碳等存在，且元素要轉變成完全氧化的穩(wěn)定化合物。“無損”指除碳，氫，氧，氮四種元素外，其它任何元素不得有逸散損失。煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定灰分是煙草緩慢燃燒后118煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定稱取煙草樣品1g于已恒重的坩堝中,加95%乙醇2ml潤濕樣品,斜放坩堝蓋,放在可調(diào)式電爐上,緩慢升溫,初步灰化樣品,直到不再產(chǎn)生煙霧為止。冷卻，加10%的硝酸銨5滴，蓋好坩堝蓋（留有一定開口），置于馬弗爐內(nèi)，500℃灼燒2h。取出，干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重，再灼燒30min,冷卻至室溫后稱重，直至恒重（連續(xù)兩次稱重之差不超過0.0002g）。

煙草常規(guī)化學分析：灰分的測定稱取煙草樣品1g于已119煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定灰化方法（1)干法灰化；（2)濕法灰化。

濕法灰化：準確稱取2g樣品，放入長頸瓶中，加入10ml硝酸，小火加熱消化分解30min。稍冷，加入5ml高氯酸，再小火加熱分解。當溶液達到無色或接近無色，出現(xiàn)白煙時，即可認為分解完全。停止加熱，冷卻。將燒瓶中的溶液轉入容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定灰化方法（1)干法灰化；（2)濕法120煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定火焰光度法

原子吸收法煙草常規(guī)化學分析：鉀的測定火焰光度法121主流煙氣分析：概述十九世紀中期，在德國首先開展對卷煙煙氣成份性質(zhì)的研究。化學工作者尋找到的煙氣成份有NH3、H2S、HCN等，進行了半定量分析。二十世紀五十年代，隨著濾嘴卷煙的出現(xiàn)，煙氣分析研究開始活躍。最早的可控式吸煙機出現(xiàn)于二十世紀三十年代的德國和美國，由Pfyl和Bradford等人發(fā)明。但由于吸煙機參數(shù)設置各不相同，分析結果差異很大。主流煙氣分析：概述十九世紀中期，在德國首先開展對卷煙煙氣成份122主流煙氣分析：概述當時認為，成功的煙氣分析方法應：

1、分析結果能夠再現(xiàn)；2、對抽吸方法、被抽吸的卷煙、抽吸環(huán)境均應有一定的要求；3、分析結果能夠體現(xiàn)人們的抽煙情況。主流煙氣分析：概述當時認為，成功的煙氣分析方法應：123主流煙氣分析：概述卷煙煙氣的產(chǎn)生，是各種復雜的化學、物理、生理、環(huán)境因素的連續(xù)與交疊過程。無論在什么時刻，作為多相多組分的卷煙煙氣，都難以代表一個穩(wěn)定的狀態(tài)。主流煙氣分析：概述卷煙煙氣的產(chǎn)生，是各種復雜的化學、物理、生124主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒錐溫度在800℃左右，內(nèi)部缺氧富氫；熱解/蒸餾區(qū)溫度在200~600℃。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒錐溫度在800℃左右，內(nèi)部125主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒產(chǎn)生的新化合物主要產(chǎn)生于燃燒區(qū)和熱解蒸餾區(qū)，通過基團反應和離子反應進行（卷煙亦可稱為一個微型化工廠）。煙支內(nèi)氣流速度約50cm/s。燃燒錐內(nèi)氣流速度約400cm/s。燃燒錐內(nèi)氣體和蒸汽停留時間小于1ms。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成燃燒產(chǎn)生的新化合物主要產(chǎn)生于燃燒126主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣體攜帶燃燒區(qū)產(chǎn)生的熱量進入熱解/蒸餾區(qū)，使煙絲中的揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)，氣體溫度迅速降低。揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)蒸汽達到飽和甚至過飽和狀態(tài)，產(chǎn)生凝結，形成細小的液滴。凝結發(fā)生于煙絲表面和空氣懸浮狀態(tài)。懸浮狀態(tài)凝結核有：碳物質(zhì)、無機灰分、簡單的分子離子。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣體攜帶燃燒區(qū)產(chǎn)生的熱量進入熱解127主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣流沿煙支運動過程中，隨著凝結的進行液滴逐步增長，由于熱擴散導致相互碰撞也使液滴增長。較大的液滴由于慣性大碰撞在煙絲表面而保留在煙絲上，具有適宜粒度的液滴通過濾嘴進入人的口腔，理論推導粒度應在0.1~1μm。在卷煙的逐口抽吸過程中，煙氣濃度逐步增加，但相對組成沒有大的變化。主流煙氣分析：卷煙煙氣的形成氣流沿煙支運動過程中，隨著凝結的128主流煙氣分析：煙氣氣溶膠在卷煙主流煙氣中，來源于大氣的氣體占總重量的82%，非大氣來源的氣體占總重量的13.5%（其中水和二氧化碳占90%），粒相物質(zhì)占總重量的4.5%（其中水16%）。因此，以重量計，在卷煙主流煙氣中，來源于煙草的粒相物質(zhì)占3.6%，氣相物質(zhì)占1.3%，二者總和為4.9%。（據(jù)二十世紀六十年代無嘴卷煙的研究結果）主流煙氣分析：煙氣氣溶膠在卷煙主流煙氣中，來源于大氣的氣體占129主流煙氣分析：煙氣氣溶膠煙氣氣溶膠的粒數(shù)濃度大致為1×1010/ml。由于熱擴散作用，如此高的粒數(shù)濃度1s之后即可減少到四分之一。不同測試方法得到的結果表明，煙氣氣溶膠顆粒大小呈近似的對數(shù)正態(tài)分布，平均直徑在0.3~0.5μm。主流煙氣分析：煙氣氣溶膠煙氣氣溶膠的粒數(shù)濃度大致為1×101130主流煙氣分析：煙氣氣溶膠研究表明，小顆粒（0.1~0.5μm）之間存在著化學差異，大顆粒則無差異。小的顆粒似乎主要是通過凝結產(chǎn)生的，可能是碳核對疏水性物質(zhì)有特殊的親和勢，而無機灰分對親水性和吸濕性物質(zhì)有特殊的親和勢。大顆粒由于熱擴散的隨機性而使化學成份一致化。主流煙氣分析：煙氣氣溶膠研究表明，小顆粒（0.1~0.5μm131主流煙氣分析：煙氣氣溶膠不同研究者對液滴帶電荷的研究結果有一定的差異。陳化2min煙氣的測定結果表明：40％~50%的顆粒帶1~10個單位電荷，其余帶10個以上單位的電荷。陳化60~90s煙氣結果表明，0.2μm的顆粒：55%不帶電荷，44%帶1個電荷，1%帶2個電荷；0.35μm的顆粒：30%不帶電荷，60%帶1個電荷，9%帶2個電荷，0.3%帶多個電荷。煙氣整體上電中性。主流煙氣分析：煙氣氣溶膠不同研究者對液滴帶電荷的研究結果有一132主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集機器抽吸卷煙的結果必須具有重現(xiàn)性，必須代表吸煙者的抽吸。Staub和Furrer認為，抽吸容量、抽吸持續(xù)時間和抽吸頻率為重要參數(shù)，提出分別為35ml、1.6s和30s。Waltz和Hausermann提出抽吸容量、抽吸持續(xù)時間和抽吸頻率為重要參數(shù)，提出分別為35ml、2s和60s，并被廣泛接受。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集機器抽吸卷煙的結果必須具133主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Waltz和Hausermann認為，以下因素也非常重要：

1、煙支必須挑選；2、煙支必須在室溫下調(diào)節(jié)到恒定的相對濕度；3、煙支必須被抽吸到標準的煙蒂長度；4、吸煙機應具有小的死體積；5、捕集器應具有小的死體積。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Waltz和Hauser134主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Seehofer和Wennberg的研究表明，抽吸曲線影響主流煙氣的產(chǎn)生量和組成。由于煙氣的復雜性，設計一個完善的煙氣捕集裝置是非常困難的。理想的捕集裝置應能：1、效率高；2、結構簡單；3、容易清理；4、有重現(xiàn)性；5、可靠性高；6、壓降??；7、體積??；8、不形成人為產(chǎn)物；9、定量收集。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集Seehofer和Wen135主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集劍橋濾片捕集器劍橋濾片即玻璃纖維濾片，一般分44mm和92mm兩種規(guī)格。一般認為，44mm濾片載荷量為200mg，92mm濾片為500mg。有以下優(yōu)點：

1、標準抽吸條件下可保留99.7%的煙堿；2、在室溫下能有效地保留粒相煙氣；3、容易制成過濾效率均勻的濾片；4、需要使用者的處理最少；5、價格便宜；6、尚未證明有人為產(chǎn)物形成。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集劍橋濾片捕集器136主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集靜電沉積捕集器

由一個中心正電極圍以圓柱形負電極組成，電壓高達25kv。能與劍橋濾片取得相同的粒相物捕集效果，焦油量分析結果基本相同。與劍橋濾片相比，靜電沉積捕集器有以下優(yōu)點：

1、收集效率與流量的關系較?。?、收集效率與載荷量的關系較??；3、重復性和重現(xiàn)性較好。缺點：收集管因放電產(chǎn)生臭氧，可能形成人為產(chǎn)物。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集靜電沉積捕集器137主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集噴射撞擊捕集器

煙氣氣溶膠在高速下通過微孔使其撞擊在距離很近的一塊平面，粒相物被保留在平面上。噴射撞擊捕集器可用于中等和低揮發(fā)性物質(zhì)的定量分析。噴射撞擊捕集器的優(yōu)點是能產(chǎn)生大量的容易配成溶液的粒相物，有效分離氣相和粒相，缺點是易造成堵塞，需精確控制流量和壓力。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集噴射撞擊捕集器138主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集冷阱捕集器

冷阱捕集器最著名的是Elmenhorst設計的，裝置簡單，清洗方便，采用干冰和甲醇混合物冷卻，可收集500支卷煙的煙氣。冷阱捕集器亦可用于捕集通過劍橋濾片的可冷凝氣體。

冷阱捕集器有以下優(yōu)點：1、在沉積中不使用溶劑；2、不使用高壓電流；3、低溫降低了化學反應的速度。這些均降低了形成人為產(chǎn)物的可能性。主流煙氣分析：分析用煙氣的產(chǎn)生與收集冷阱捕集器139主流煙氣分析：人為產(chǎn)物在收集后的煙氣中，粒相和氣相均有反應在進行，存在著人為產(chǎn)物。在煙氣存放過程中，甲基環(huán)戊二烯與丙烯醛或丁烯醛發(fā)生Diels-Alder反應，形成降冰片烯的衍生物。氧化氮化合物：煙氣中NO和NO2相對含量的報道相互矛盾，研究表明煙氣陳化過程中部分NO轉化成了NO2。主流煙氣分析：人為產(chǎn)物在收集后的煙氣中，粒相和氣相均有反應在140主流煙氣分析：人為產(chǎn)物煙氣陳化過程中，氧化氮類可與甲醇和兒茶酚等發(fā)生反應。采用冷阱捕集器時，溶劑丙酮會與氨和乙醛發(fā)生反應。用水收集主流煙氣時，羰基化合物與氫氰酸會形成氰醇類化合物。主流煙氣分析：人為產(chǎn)物煙氣陳化過程中，氧化氮類可與甲醇和兒茶141主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境調(diào)節(jié)大氣

溫度：（22±1）℃，相對濕度：（60±2）％注：大氣壓力應限制在（96±10）kPa測試大氣

溫度：（22±1）℃，相對濕度：（60±2）％主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測142主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境平衡的檢查

1、試樣質(zhì)量的相對變化3h內(nèi)不大于0.2%；2、當試樣放在與其體積相當?shù)拿荛]容器內(nèi)，該容器中的相對濕度與調(diào)節(jié)大氣的相對濕度相同。由于某種原因，平衡后不馬上分析的樣品要放回原包裝，或體積相當?shù)拿荛]容器內(nèi)。若保留三個月以上，則應在（－16±2）℃冷凍保存直至使用。主流煙氣分析：CB/T16447（ISO3402)

調(diào)節(jié)和測143主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機1、幾個定義限制性抽吸，自由性抽吸壓降，吸阻抽吸容量：逸離卷煙煙蒂末端并通過捕集器的氣體體積抽吸孔道，抽吸通道補償性能主流煙氣：抽吸過程中逸離卷煙煙蒂末端的所有煙氣側流煙氣：抽吸過程中從卷煙煙蒂末端以外逸離的所有煙氣主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析144主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機2、標準條件吸煙機壓降：盡可能小，且不超過300Pa抽吸持續(xù)時間：2.0s，標準偏差不大于0.05s抽吸容量：配1kPa壓降裝置后，35ml，標準偏差不大于0.15ml。在每口持續(xù)時間內(nèi)，從煙蒂末端逸離的氣體不少于抽吸容量的95%抽吸流量圖：用未燃煙支測試，應為鐘形。最大值在0.8～1.2s，上升與下降部分的拐點均不多于一點，最大氣流量25~30ml/s，所有點上均無反向氣流。主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析145主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機2、標準條件限制性抽吸方式卷煙夾持器：應從煙蒂末端包覆（9±0.5）mm，應確保卷煙與其之間的漏氣量不超過抽吸容量的0.5%卷煙位置：煙蒂末端低于另一端時不超過100，高于另一端時不超過50，不應影響其它煙支的燃燒煙灰盤：卷煙水平面下20~60mm主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析146主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機3、技術要求補償性能：未配壓降裝置時調(diào)整為35ml的抽吸容量，配上3kPa的壓降裝置后，抽吸容量的降低量不應超過1.5ml總死體積：盡可能小，且不應超過100ml卷煙夾持器：迷宮環(huán)式，真空式；燃燒錐相距至少50mm主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析147主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機3、技術要求玻璃纖維濾片：至少應截留具有140mm/s線速度的、直徑大于或等于0.3μm的鄰苯二甲酸二辛酯氣溶膠99.9%，在此氣流速度下濾片系統(tǒng)壓降不應超過900Pa，聚丙烯酸酯粘合劑含量不應超過5%(m/m)。濾片系統(tǒng)吸煙結束后壓降的增加不超過250Pa。主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析148主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析用吸煙機4、氣流速度氣流速度測量點

a型吸煙機：以煙蒂末端為零點，沿卷煙軸線朝向卷煙點燃端74mmb型吸煙機：從煙蒂長度標記處沿卷煙軸線朝向卷煙點燃端40mm氣流速度標準值：200mm/s±30mm/s，b型吸煙機每孔道應為200mm/s±50mm/s主流煙氣分析：GB/T16450(ISO3308)

常規(guī)分析149主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物和焦油的測定1、幾個定義總粒相物：捕集于煙氣捕集器中的主流煙氣部分焦油2、分析步驟準備工作：煙支調(diào)節(jié)，煙蒂長度（23mm，濾嘴長＋8mm，外包紙長＋3mm）主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物150主流煙氣分析：GB/T19609（ISO4387）

總粒相物和焦油的測定2、分析步驟總粒相物收集與測定：抽吸煙支數(shù)量（40），捕集器準備（調(diào)節(jié)12h），抽吸煙支，稱重取出濾片（兩塊四分之一濾片擦拭），加入萃取劑（44mm濾片20ml，92mm濾片