Применение технологии газовой адсорбции в табачной промышленности

Современная табачная промышленность использует в процессе производства большое количество передовых технологий. Например, физическая структура табака, такая как удельная поверхность и истинная плотность, анализируется с помощью приборов для адсорбции газа, чтобы обеспечить техническую поддержку для оптимизации параметров процесса.

 

 

Анализатор адсорбции газа в табачной промышленности

. Табак обычно относится к табачным изделиям, которые нарезаются на куски, зерна, хлопья, кончики или другие формы, затем добавляются к вспомогательным материалам, ферментируются, хранятся и готовы к продаже для курения без скручивания. также известный как измельченный табак. Физические увлажняющие свойства табака являются важными факторами, влияющими на его прочность, горючесть, аромат и комфорт курения. Когда потеря влаги в табаке быстрая, а содержание влаги низкое, легко вызвать растрескивание табака в процессе производства, а также сухость и раздражение во время курения сигарет. Установлено, что различия в свойствах физического влагоудержания табака существуют не только между разными сортами, но и между разными частями и сортами одного и того же сорта табака. Вообще говоря, для одного и того же сорта табака смачивающие свойства верхнего и среднего табака лучше, а нижнего табака хуже; чем выше сорт, тем лучше увлажняющие свойства табака.

 

Под физическим сохранением влаги табака понимают способность табачных листьев регулировать ингибирование потери влаги, когда табак подвергается воздействию условий низкой влажности. Равновесное содержание влаги — это общий показатель, используемый в табачной промышленности для оценки физических увлажняющих свойств табака. Физические увлажняющие свойства табака во многом зависят от его физической структуры.  По физической структуре табак в основном представляет собой пористый материал, содержащий большое количество капилляров, а структура пор не только влияет на количество воды, конденсирующейся внутри табака, но также влияет на диффузионные характеристики воды внутри табака; удельная поверхность, истинная плотность, емкость пор и распределение пор по размерам табака являются важными показателями его физической структуры. Поры имеют большую удельную площадь поверхности и могут сильно поглощать воду из воздуха.   Кроме того, некоторые исследователи определили кривую поглощения влаги табаком на основе распределения его пор по размерам; все вышеперечисленное обеспечивает теоретическую основу для всестороннего понимания свойств табака по удержанию влаги.

 

Кроме того, измерение истинной плотности может предоставить основные физические данные, необходимые для анализа свойств тепломассообмена и характеристик потока частиц табачных материалов, а также обеспечить техническую поддержку для оптимизации параметров процесса.

 

Адсорбция газов — один из важнейших методов характеристики физических свойств поверхностей материалов. Используя статический объемный анализатор удельной поверхности и размера пор серии CIQTEK V-sorb X800,  можно получить удельную площадь поверхности, объем пор и распределение пор по размерам материала на основе анализа физической адсорбции; таким образом, адсорбция и диффузия воды табачного материала, а также физические свойства смачиваемости могут быть оценены на фундаментальной основе. Кроме того,  анализатор истинной плотности CIQTEK  может характеризовать истинную плотность материала, что, в свою очередь, можно использовать для улучшения процесса выращивания и переработки табака.

 

Таким образом, можно видеть, что удельная поверхность и распределение пор по размерам, а также истинная плотность играют решающую роль в выборе типов табака, производственном процессе и конечных физических и сенсорных увлажняющих свойствах.

 

Применение газоадсорбционного анализатора табачных отходов

 

В процессе производства и переработки табака образуется большое количество табачных отходов, таких как табачная солома, заплесневелый табак и табачный остаточный продукт, среди которых основным отходом является табачная солома. Однако большая часть табачных отходов в настоящее время утилизируется путем выбрасывания, непосредственного захоронения или простого сжигания, что приводит не только к неэффективному использованию ресурсов, но и к серьезным проблемам загрязнения окружающей среды. Если будет реализована эффективная утилизация этих табачных отходов, это принесет огромные экономические выгоды и хорошие экологические выгоды.

 

  Листья табака, изображение из Интернета

 

Установлено, что применение табачных отходов в области пористых материалов (в основном пористой биомассы и пористых углеродных материалов) в основном включает в себя два аспекта: применение самих табачных материалов и исследования в области углеродных материалов в качестве сырья. Среди них дериватизация углеродных материалов и их применение в области электрохимии (суперконденсаторы) являются двумя важными путями дорогостоящей утилизации табачных отходов в будущем. Основные направления применения следующие.

 

1.  Биоугольный материал : получен методом прямой карбонизации. Поровые каналы преимущественно микропористые и макропористые, со слаборазвитыми порами и относительно низкой удельной поверхностью (<400 м ² /г). Его обычно используют в качестве кондиционера почвы не только для увеличения содержания органических веществ или питательных веществ (C, N, P, K) в почве, но также для увлажнения почвы, улучшения поверхностного элементного состава (соотношение  H/C, O/C), и удельная поверхность биоугля являются двумя важными факторами, влияющими на его гигроскопичность .

 

2.  Пористые углеродные материалы . Углеродные материалы, полученные методом активации (в том числе методом самоактивации), имеют хорошо развитые поры и преимущественно микропористые. В основном он используется для адсорбции органических красителей или тяжелых металлов в сточных водах. Что касается адсорбции тяжелых металлов, то адсорбционные свойства биоугля в основном используются для снижения биодоступности тяжелых металлов в почве растениями табака и, таким образом, уменьшения накопления элементов тяжелых металлов в растениях.

 

3.  Пористые углеродные материалы на основе табачных стеблей : с использованием табачных стеблей и других отходов полученные пористые углеродные материалы имеют высокую удельную поверхность и характеристики многоуровневой пористой структуры, которые показывают отличные характеристики в области адсорбции газов и суперконденсаторов.

 

 

CIQTEK Высокопроизводительный микропористый анализатор

 

Высокопроизводительный микропористый анализатор серии CIQTEK UltraSorb X800 с методом статического объема предназначен для определения характеристик поверхности микропористых материалов. Оборудование основано на трубах из нержавеющей стали, с революционной конструкцией пробоотборной трубки VCR с металлической поверхностью и уплотнением для повышения общей герметизации процесса потока газа в трубопроводе, с преимуществами длительного удержания вакуума, сверхнизкой степени парциального давления, постоянного контроль температуры и несколько флюсов. Он способен проводить испытания на адсорбцию газа на пористых углеродных материалах и анализировать такие параметры, как удельная поверхность по БЭТ, емкость микропор и распределение пор по размерам материалов, что, в свою очередь, может дать фундаментальную оценку адсорбционных и каталитических характеристик материала. материалы.

 

  Высокопроизводительный микропористый анализатор CIQTEK UltraSorb X800

 

Ниже приведены примеры определения характеристик пористых углеродных материалов с использованием высокопроизводительных микропористых анализаторов серии CIQTEK UltraSorb X800.

Из рис. 1 видно, что удельная поверхность БЭТ для пористых углеродных материалов составляет 1870 м ² /г. Для микропористых материалов адсорбция азота ближе к монослойной адсорбции при насыщении, а удельная поверхность по Ленгмюру обычно оценивается как 2105 м ² /г.
Изотерма адсорбции-десорбции N ₂  на рисунке 2 представляет собой изотерму класса I, что указывает на более обильную микропористую структуру.
В сочетании с анализом диаграммы распределения пор по размерам HK - распределение пор по размерам на рисунке 3 показывает более концентрированное распределение размера одной микропоры около 0,66 нм, что указывает на то, что наиболее поддающийся учету размер пор составляет 0,66 нм.

 

   Рисунок 1. Результаты испытаний БЭТ пористых углеродных материалов

 

Рисунок 2. Изотерма адсорбции-десорбции N ₂  пористого углеродного материала.

 

 

Рисунок 3. Распределение размеров микропор HK пористого углеродного материала.

 

 

Применение технологии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в табачной промышленности

 

Кроме того, свободные радикалы являются одним из наиболее важных вредных веществ в сигаретном дыме, прямо или косвенно поражая клеточные компоненты, приводя к окислению тканей и клеток человека, повреждая липиды и белки клеточных мембран и вызывая такие заболевания, как рак. Технология ЭПР является единственной технологией, которая может напрямую обнаруживать и анализировать свободные радикалы, а в сочетании с технологией улавливания свободных радикалов она может идентифицировать типы вредных свободных радикалов в сигаретном дыме, добиться прорыва в методах исследования и далее идентифицировать их структуры. которые могут направлять и разрабатывать соответствующие технологии удаления свободных радикалов.

 

Спектрометр CIQTEK ЭПР (ЭПР)