1、2016 年 6 月 第 49 卷 第 6 期 烟 草 科 技 Tobacco Science Smoking regimen;Total particulate matter （TPM ） ; Delivery 收 稿 日 期 ：2015-07-24 修 回 日 期 ：2016-02-06 作 者 简 介 ： 金 吉 琼 （1987 ） ， 女 ， 硕 士 ， 工 程 师 ， 主 要 从 事 卷 烟 烟 气 分 析 及 电 子 烟 抽 吸 方 法 的 研 究 。E-mail: tongji_cailiao163. com ； * 通讯作者 ： 顾文博， E-mail: 引 文 格 式 ：
2、金 吉 琼 ， 张 怡 春 ， 张 元 杰 ， 等. 电 子 烟 抽 吸 模 式 和 参 数 对 烟 气 总 粒 相 物 传 输 量 的 影 响 J . 烟 草 科 技 ， 2016 ， 49 （6 ） ： 65-70. （JIN Jiqiong, ZHANG Yichun, ZHANG Yuanjie, et al. Effects of smoking regimen and parameter on e-cigarette TPM delivery of its aerosol J . Tobacco Science & Technology ， 2016 ， 49 （6 ） ： 65-
3、70. ）DOI: 10.16135/j. issn1002-0861.20160610 电 子 烟 1 （Electroniccigarette ， 简 称E-cig ） 是 一 种 烟 碱 传 输 装 置 （Electronic nicotine delivery system ， 简 称ENDS ） ， 主 要 由 电 池 、 雾 化 器 和 烟 弹 等 元 器 件 组 成 。 电 子 烟 通 过 人 为 抽 吸 产 生 的 气 流 触 发 电 子 烟 的 电 池 供 电 ， 加 热 电 子 烟 烟 弹 内 的 烟 液 产 生 气 溶 胶 ， 以 仿 真 模 拟 传 统 卷 烟 的 抽
4、吸 行 为 2-3 。 由 于 电 子 烟 在 抽 吸 过 程 中 不 燃 烧 烟 丝 ， 也 没 有 燃 烧 过 程 ， 有 害 成 分 的 释 放 量 低 于 传 统 卷 烟 4-5 ， 因2016 年 烟 草 科 技 此 已 成 为 新 型 烟 草 制 品 的 主 流 产 品 之 一 。 传 统 卷 烟 烟 气 释 放 量 和 抽 吸 模 式 的 相 关 研 究 开 展 较 早 ， 研 究 认 为 抽 吸 参 数 将 显 著 影 响 烟 气 的 释 放 量 6-8 。 目 前 国 际 烟 草 权 威 机 构 还 未 公 布 电 子 烟 的 标 准 抽 吸 模 式 ， 且 抽 吸 参 数
5、是 否 影 响 电 子 烟 烟 气 传 输 效 率 的 相 关 研 究 也 较 少 9-10 。Taylor 11 研 究 表 明ISO 和 加 拿 大 深 度 抽 吸 （HCI ） 两 种 抽 吸 模 式 下 ， 电 子 烟 烟 气 中 烟 碱 和 总 粒 相 物 （TPM ） 的 变 化 量 远 小 于 传 统 卷 烟 的 检 测 结 果 。 由 于 市 售 电 子 烟 品 牌 众 多 ， 其 内 部 结 构 、 电 池 强 度 和 烟 液 成 分 都 不 尽 相 同 ， 因 此 亟 待 建 立 科 学 统 一 的 电 子 烟 抽 吸 标 准 ， 以 有 效 质 控 和 评 价 电 子 烟
6、 相 关 产 品 。 因 此 ， 基 于 电 子 烟 的 工 作 原 理 ， 探 索 了 抽 吸 模 式 、 抽 吸 持 续 时 间 和 抽 吸 口 数 对 电 子 烟 烟 气 传 输 量 的 影 响 ， 揭 示 了 影 响 电 子 烟 传 输 量 的 关 键 因 素 ， 旨 在 为 电 子 烟 的 产 品 设 计 和 质 控 方 法 提 供 参 考 。 1 材 料 与 方 法 1.1 材 料 、 试 剂 和 仪 器 选 用A 、 B 、 C 3 种 电 子 烟 样 品 （ 表1 ） ， A 、 C 为 国 内 产 品 ， B 为 国 外 产 品 。 所 有 样 品 在 检 测 前 都 经 吸
7、 阻 分 选 ， 保 证 实 验 样 品 的 吸 阻 值 一 致 ， 确 保 检 测 数 据 的 稳 定 性 。 所 有 可 续 充 电 池 在 实 验 前 确 保 充 电 已 满 。 异 丙 醇 （ 色 谱 纯 ， 美 国Sigma-Aldrich 公 司 ） ； 反 式 茴 香 脑 （ 内 标 ， 98.5% ， 日 本TCI 公 司 ） 。 SM450 直 线 型20 通 道 吸 烟 机 （ 英 国Cerulean 公 司 ） ； 热 电 偶 温 度 传 感 器 （ 自 制 ） ； DX208 温 度 显 示 仪 （ 日 本 理 化RKC 公 司 ） ； XP205 电 子 天 平 （
8、感 量 0.00001g ， 瑞 士Mettler 公 司 ） ； D63 吸 阻 分 选 仪 （ 法 国Sodim 公 司 ） ； 7890A 气 相 色 谱 仪 （ 美 国Agilent 公 司 ） ； 44mm 剑 桥 滤 片 （ 德 国GE 公 司 ） 。 1.2 方 法 1.2.1 电 子 烟 主 流 烟 气 粒 相 物 的 捕 集 电 子 烟 的 抽 吸 环 境 条 件 参 考ISO3402 12 的 方 法 ， 实 验 测 试 环 境 的 温 度 和 相 对 湿 度 分 别 控 制 为 （222 ） 、 （605 ） % ， 大 气 压 为 （9610 ）kPa 。 参 考ISO
9、3308 13 及HCI 14 规 定 的 条 件 抽 吸 电 子 烟 样 品A ， 参 考ISO 4387 15 的 方 法 采 用 单 片 剑 桥 滤 片 捕 集 电 子 烟 共 抽 吸 10 口 所 释 放 的 主 流 烟 气 粒 相 物 。 1.2.2 电 子 烟 烟 液 和 烟 气 中 烟 碱 的 检 测 参 考ISO 10315 16 的 方 法 测 定 电 子 烟TPM 和 烟 液 中 烟 碱 的 量 ， 将 捕 集 有 电 子 烟 烟 气 粒 相 物 的 剑 桥 滤 片 和 电 子 烟 烟 液 分 别 转 移 至100 mL 圆 底 烧 瓶 中 ， 并 加 入20mL 含 内
10、标 的 异 丙 醇 溶 液 ， 振 荡 萃 取30min ， 取1mL 溶 液 进 行GC 分 析 。GC 分 析 条 件 为 ： 色 谱 柱 ： DB-WAX 毛 细 管 色 谱 柱 （30 m0.25 mm0.25 m ） ； 进 样 口 温 度 ： 250 ； 检 测 器 温 度 ： 250 ； 载 气 ： 高 纯 氦 气 ； 氦 气 流 量 ： 40 mL/min ； 进 样 量 ： 1 L ； 恒 流 模 式 ， 不 分 流 进 样 ； 柱 温 箱 升 温 程 序 ： 初 始 温 度170 ， 保 持6min 。 1.2.3 电 子 烟 抽 吸 模 式 为 探 究 电 子 烟 的 较
11、 佳 抽 吸 方 式 ， 参 考 卷 烟 的 ISO 13 和HCI 14 抽 吸 模 式 ， 考 察 了 该 两 种 抽 吸 模 式 下 抽 吸 电 子 烟 的 可 行 性 。 两 种 抽 吸 模 式 的 具 体 参 数 见 表2 。 1.2.4 电 子 烟 工 作 温 度 测 量 参 考 郑 赛 晶 等 17 采 用 温 敏 型 热 电 偶 检 测 卷 烟 内 部 动 态 温 度 的 方 法 ， 使 用 该 设 备 检 测 电 子 烟 在 工 作 状 态 下 电 热 线 圈 的 温 度 ， 检 测 方 法 示 意 图 如 图1 所 示 。 2 结 果 与 讨 论 2.1 抽 吸 模 式 对
12、 电 子 烟 传 输 量 的 影 响 ISO 和HCI 两 种 抽 吸 模 式 下 ， 剑 桥 滤 片 对 电 子 烟 主 流 烟 气 粒 相 物 捕 集 效 率 的 考 察 结 果 如 表3 所 表1 电 子 烟 产 品 信 息 Tab.1 Information on the three e-cigarette products tested 电 子 烟 样 品 A B C 产 品 类 型 烟 弹 可 更 换 、 电 池 可 续 充 一 次 性 烟 弹 可 填 充 、 电 池 可 续 充 表2 ISO 及HCI 抽 吸 模 式 的 抽 吸 参 数 Tab.2 Puffing paramet
13、ers of ISO and HCI smoking regimens 抽 吸 模 式 ISO HCI 抽 吸 容 量/mL 350.3 550.5 抽 吸 频 率/s 600.5 300.5 抽 吸 持 续 时 间/s 20.02 20.02 1. 电 子 烟 烟 支 2. 热 电 偶 探 针 检 测 电 子 烟 烟 弹 内 部 电 热 丝 工 作 温 度 局 部 放 大 图 3. 热 电 偶 探 针 4. 三 通 阀 5. 橡 胶 软 管 6. 吸 烟 机 的 抽 吸 引 擎 7. 热 电 偶 温 度 显 示 仪 图1 检 测 电 子 烟 电 热 线 圈 温 度 方 法 示 意 图 Fig
14、.1 Schematic diagram for measuring temperature of electric heating coil inside the cartridge of e-cigarette 66第 49 卷 第 6 期 金吉琼， 等 ： 电子烟抽吸模式和参数对烟气总粒相物传输量的影响 示 。 在 两 种 抽 吸 模 式 下 ， 滤 片 的 捕 集 率 均 可 达 97% 以 上 。 考 虑 到 电 子 烟 抽 吸 过 程 中 ， 滤 片 可 能 会 吸 附 气 流 中 水 分 从 而 增 加 捕 集 效 率 ， 实 验 分 别 比 较 了 滤 片 水 分 在 烟 气T
15、PM 中 的 质 量 百 分 比 以 及 烟 液 中 水 分 的 质 量 百 分 比 。 由 表3 可 知 ， HCI 模 式 下 烟 气 的 含 水 率 为1.97% ， 近 似 于 电 子 烟 烟 液 的 含 水 率 1.95% ； 而 ISO 抽 吸 模 式 下 烟 气 含 水 率 为 2.34% ， 高 于 电 子 烟 烟 液 的 含 水 率0.39 百 分 点 。 因 此 ， 采 用 单 片 剑 桥 滤 片 捕 集TPM 可 能 存 在 吸 附 过 多 水 分 的 现 象 ， 但 其 增 量 不 足 以 较 大 程 度 地 影 响 捕 集 效 率 的 实 验 结 果 。 因 此 ，
16、实 验 中 均 采 用 单 片 剑 桥 滤 片 捕 集 电 子 烟 主 流 烟 气 粒 相 物 。 还 比 较 了 电 子 烟 以ISO 抽 吸 模 式 抽 吸110 口 后 ， 烟 气 和 烟 液 中 烟 碱 的 质 量 百 分 比 ， 结 果 见 表 4 。3 种 电 子 烟 烟 液 与 烟 气 中 烟 碱 的 质 量 百 分 比 近 似 一 致 ， 且 烟 气 中 烟 碱 量 随TPM 释 放 量 的 增 加 而 上 升 ， 两 者 的 变 化 呈 正 相 关 性 。 说 明 烟 气 中 烟 碱 传 输 量 决 定 于 烟 液 中 的 烟 碱 浓 度 。 因 此 ， 以TPM 释 放 量
17、 表 征 电 子 烟 烟 气 传 输 量 具 有 可 行 性 和 代 表 性 ， 其 研 究 结 论 也 适 用 于 烟 气 中 烟 碱 传 输 过 程 。 抽 吸 曲 线 是 抽 吸 模 式 中 的 重 要 参 数 之 一 ， 是 监 测 抽 吸 过 程 中 单 位 时 间 内 通 过 烟 蒂 后 端 的 气 流 量 ， 以 该 气 流 量 对 应 时 间 绘 制 的 曲 线 图 形 13 ； 通 常 包 括 矩 形 、 钟 形 及 三 角 形3 种 抽 吸 曲 线 ， 其 中 ， 矩 形 和 钟 形2 种 抽 吸 曲 线 已 被 广 泛 研 究 14,18 。 国 内 外 针 对 电 子
18、烟 使 用 者 的 抽 吸 行 为 研 究 发 现 ， 相 比 于 传 统 卷 烟 ， 抽 吸 电 子 烟 有 慢 速 的 抽 吸 速 率 、 较 长 的 抽 吸 时 间 和 较 短 的 抽 吸 频 率 等 特 点 19 。 因 此 ， 分 别 考 察 了 样 品A 在 矩 形 、 钟 形 及 三 角 形 抽 吸 曲 线 下 ， 以ISO 和HCI2 种 抽 吸 模 式 抽 吸110 口 的 TPM ， 结 果 如 表5 所 示 。 两 种 抽 吸 模 式 下 ， 电 子 烟 以 矩 形 曲 线 抽 吸 时 的TPM 释 放 量 均 高 于 钟 形 和 三 角 形 曲 线 下TPM 的 释 放
19、 量 。 基 于 电 子 烟 的 工 作 原 理 ， 启 动 电 子 烟 正 常 工 作 需 通 过 其 内 部 的 抽 吸 气 流 达 到 阈 值 流 速 后 方 可 触 发 电 子 烟 电 池 内 的 气 敏 型 开 关 ， 矩 形 抽 吸 曲 线 可 使 抽 吸 气 流 速 率 瞬 间 达 到 触 发 开 关 的 需 求 ； 但 钟 形 及 三 角 形 抽 吸 曲 线 下 ， 气 流 流 速 则 缓 慢 升 至 最 大 值 后 逐 渐 下 降 。 因 此 ， 钟 形 和 三 角 形 抽 吸 曲 线 在 抽 吸 初 始 和 终 止 的 气 流 速 率 不 能 达 到 启 动 电 子 烟 的
20、 最 低 要 求 ， 矩 形 曲 线 由 于 瞬 时 流 速 可 达 到 极 值 而 使 电 子 烟 的 有 效 工 作 时 间 理 论 上 大 于 其 余2 种 抽 吸 曲 线 ， 相 应 的TPM 释 放 量 的 测 定 值 较 高 。 值 得 注 意 的 是 ， 电 子 烟 在 ISO 抽 吸 模 式 下 TPM 的 释 放 量 均 为HCI 抽 吸 模 式 下 的23 倍 。 对 于 传 统 卷 烟 ， 由 于HCI 模 式 的 抽 吸 容 量 更 大 、 抽 吸 频 率 更 快 ， 改 变 了 卷 烟 的 燃 烧 过 程 和 燃 烧 温 度 ， 使 该 模 式 下 传 统 卷 烟TP
21、M 释 放 量 远 高 于ISO 抽 吸 模 式 20 。 电 子 烟 与 传 统 卷 烟 截 然 相 反 的 实 验 结 果 与 两 者 烟 气 的 产 生 机 理 不 同 有 关 ， 电 子 烟 依 靠 其 端 部 电 池 提 供 电 能 进 而 转 化 为 热 能 加 热 烟 弹 内 烟 液 ， 因 此 ， 理 论 上 抽 吸 容 量 的 变 化 不 会 影 响 电 池 能 量 供 给 ， 然 而 增 大 抽 吸 容 量 加 快 了 气 流 速 率 ， 进 而 可 能 降 低 抽 吸 过 程 中 电 子 烟 烟 弹 内 电 热 线 圈 加 热 烟 液 的 温 度 ， 并 进 一 步 减
22、少 电 子 烟 的 烟 气 传 输 量 。 因 此 ， 实 验 中 以 矩 形 抽 吸 曲 线 ， 35 和55mL 抽 吸 容 量 ， 2 、 3 、 4 和5s 抽 吸 持 续 时 间 ， 采 用 温 敏 型 热 电 偶 测 量 电 子 烟 在 上 述 抽 吸 参 数 下 电 热 线 圈 的 工 作 温 度 ， 研 究 了 各 抽 吸 参 数 下 产 生 的 不 同 气 流 速 率 对 电 子 烟 工 作 温 度 的 影 响 ， 结 果 如 表6 所 示 。 表6 显 示 ， 随 着 抽 吸 持 续 时 间 的 增 加 ， 电 子 烟 样 品 A 抽 吸 模 式 ISO HCI 电 子 烟
23、 质 量 减 少 值/mg 17.1 7.3 捕 集 器 质 量 增 加 值/mg 16.7 7.1 捕 集 效 率/% 97.7 97.3 滤 片 中 水 的 质 量 分 数/% 2.34 1.97 表3 剑 桥 滤 片 对 主 流 烟 气 粒 相 物 的 捕 集 效 率 及 滤 片 中 水 的 质 量 分 数 Tab.3 Collection efficacy of Cambridge filter pads for TPM in mainstream aerosol and moisture contents in the pads 注 ： 参 考ISO4387 15 的 方 法 测 定
24、 电 子 烟 主 流 烟 气 中 的 粒 相 物 ， 抽 吸 前 后 捕 集 器 质 量 差 计 为 滤 片 捕 集 的TPM 的 质 量 ； 烟 液 中 水 的 质 量 分 数 为1.95% 。 表4 电 子 烟 烟 液 中 烟 碱 的 质 量 分 数 和 主 流 烟 气 烟 碱 的 释 放 量 Tab.4 Nicotine content in e-liquid and nicotine release from mainstream aerosol of e-cigarette 样 品 A B C TPM/mg 16.7 5.1 20.0 烟 碱 释 放 量/mg 0.256 0.024
25、 0.543 TPM 中 烟 碱 质 量 百 分 比/% 1.53 0.47 2.72 烟 液 中 烟 碱 的 质 量 百 分 比/% 1.50 0.50 2.80 表5 电 子 烟 在 不 同 抽 吸 参 数 下 的 总 粒 相 物 Tab.5 TPM of e-cigarette under different puffing parameters 抽 吸 容 量/mL 35 55 抽 吸 间 隔/s 60 30 抽 吸 时 间/s 2 2 抽 吸 曲 线 钟 形 三 角 形 矩 形 钟 形 三 角 形 矩 形 总 粒 相 物/ mg 16.7 13.0 18.8 7.1 5.7 8.8
26、672016 年 烟 草 科 技 工 作 温 度 逐 渐 上 升 。 在2s 抽 吸 持 续 时 间 下 ， 35 和 55 mL 抽 吸 容 量 产 生 的 气 流 速 率 为 17.5 和 27.5 mL/s ， 对 应 工 作 温 度 分 别 为336.4 和270.3 ， 两 者 相 差66.1 ， 说 明 较 快 的 气 流 速 率 一 定 程 度 上 消 耗 了 电 热 丝 产 生 的 热 能 ， 降 低 了 电 热 丝 的 工 作 温 度 。 而 电 子 烟 烟 液 的 主 要 溶 剂 为 甘 油 和 丙 二 醇 21 ， 其 沸 点 分 别 为290 和188 ； HCI 模
27、式 下 电 热 线 圈 的 最 高 工 作 温 度 为270.3 ， 低 于 烟 液 中 主 要 溶 剂 之 一 甘 油 的 沸 点 ， 可 能 导 致 了 烟 液 中 的 甘 油 未 完 全 挥 发 ， 从 而 在HCI 模 式 下 电 子 烟 TPM 的 释 放 量 低 于ISO 抽 吸 模 式 。 随 抽 吸 持 续 时 间 的 增 加 ， 不 同 抽 吸 容 量 下 电 子 烟 的 工 作 温 差 也 随 着 气 流 速 率 差 的 逐 渐 减 小 而 不 断 降 低 ， 但 工 作 温 度 都 高 于 烟 液 溶 剂 的 沸 点 温 度 。 因 此 ， 电 子 烟 工 作 温 度 需
28、 达 到 烟 液 溶 剂 的 沸 点 后 才 能 获 得 较 高 的 烟 气 传 输 量 。 2.2 抽 吸 持 续 时 间 对 电 子 烟 烟 气 传 输 量 的 影 响 由 于 电 子 烟 抽 吸 持 续 时 间 会 影 响 电 热 线 圈 的 工 作 温 度 ， 进 而 可 能 影 响 电 子 烟 的 烟 气 传 输 量 。 因 此 ， 以 电 子 烟TPM 为 对 象 ， 研 究 了 抽 吸 持 续 时 间 对 电 子 烟 烟 气 传 输 量 的 影 响 。 35 和55 mL 抽 吸 容 量 下 ， 3 种 电 子 烟 在25 s 的 抽 吸 时 间 内 ， 主 流 烟 气TPM 随
29、 抽 吸 持 续 时 间 的 变 化 趋 势 如 图2 所 示 。 电 子 烟 样 品 在25s 的 抽 吸 时 间 内 ， TPM 的 量 随 抽 吸 时 间 的 增 加 而 逐 步 上 升 ， 两 者 呈 强 正 相 关 性 ， 相 关 系 数 0.94 ， 表 明 抽 吸 持 续 时 间 显 著 影 响 电 子 烟TPM 的 传 输 量 。 其 中 ， 当 抽 吸 时 间 为5 s 时 ， 35 mL 抽 吸 容 量 产 生 的 气 流 速 率 仅 为7mL/s ， 部 分A 、 B 样 品 、 所 有C 样 品 已 无 法 正 常 启 动 ， 说 明7 mL/s 已 界 于 启 动 电
30、 子 烟 的 气 流 速 率 阈 值 ； 当 抽 吸 时 间 为2s ， 55mL 抽 吸 容 量 产 生 的 气 流 速 率 为27.5 mL/s ， 高 流 速 下 电 子 烟 烟 液 未 完 全 挥 发 导 致TPM 传 输 量 总 体 偏 低 。 因 此 上 述 两 种 条 件 下 ， 电 子 烟 烟 气 传 输 量 的 可 靠 性 和 重 复 性 较 差 ， 在 图2 中 未 纳 入 分 析 。 表7 为 不 同 抽 吸 持 续 时 间 下 电 子 烟 样 品TPM 的 产 生 速 率 。 不 同 抽 吸 容 量 和 抽 吸 时 间 下 ， 各 电 子 烟 样 品 每 秒TPM 传
31、输 量 却 较 接 近 ， 说 明 当 电 子 表6 不 同 抽 吸 容 量 下 气 流 速 率 对 电 子 烟 工 作 温 度 的 影 响 Tab.6 Effects of puffing air flow rate on working temperature of e-cigarette under different puff volumes 抽 吸 持 续 时 间/s 2 3 4 5 35mL 气 流 速 率/ （mL s -1 ） 17.50 11.70 8.75 7.00 温 度/ 336.4 367.1 426.3 459.9 55mL 气 流 速 率/ （mL s -1 ）
32、27.50 18.33 13.75 11.00 温 度/ 270.3 348.2 379.4 424.3 图2 电 子 烟 抽 吸 持 续 时 间 与 总 粒 相 物 传 输 量 的 关 系 Fig.2 Relationship of puffing time with TPM delivery from e-cigarette 表7 不 同 抽 吸 持 续 时 间 下 电 子 烟 样 品 总 粒 相 物 的 产 生 速 率 Tab.7 TPM delivery rates of e-cigarette under different puffing time （mg s -1 ） 抽 吸 持
33、 续 时 间/s 2 3 4 5 样 品A 35mL 0.83 0.81 0.81 55mL 0.62 0.74 0.81 样 品B 35mL 0.33 0.40 0.44 55mL 0.32 0.38 0.37 样 品C 35mL 0.96 0.98 0.89 55mL 0.96 0.95 0.91 注 ： 抽 吸 时 间 为5 s 、 抽 吸 容 量35 mL 和 抽 吸 时 间 为2 s 、 抽 吸 容 量55 mL 2 种 条 件 下 ， 电 子 烟 烟 气 传 输 量 的 可 靠 性 和 重 复 性 较 差 ， 未 纳 入 分 析 。 68第 49 卷 第 6 期 烟 的 工 作 温
34、 度 达 到 烟 液 溶 剂 沸 点 、 气 流 速 率 足 以 触 发 电 池 供 电 时 ， 即 使 抽 吸 容 量 和 抽 吸 时 间 不 同 ， 各 电 子 烟 样 品 每 秒TPM 传 输 量 的 波 动 也 较 小 ， 稳 定 于 某 一 水 平 内 。 但 不 同 电 子 烟 样 品 每 秒TPM 传 输 量 的 差 异 却 较 大 ， 范 围 为0.250.96mg/s 。 因 此 ， 电 子 烟 烟 气 传 输 速 率 可 能 与 内 部 电 器 元 件 的 设 计 和 电 池 功 率 等 性 能 有 关 。 综 合 表6 、 表7 及 图2 可 知 ， 电 子 烟 正 常
35、工 作 需 满 足2 个 条 件 ： 气 流 速 率 为1020 mL/s ， 即 抽 吸 速 率 足 以 触 发 电 池 稳 定 工 作 ； 电 子 烟 工 作 温 度 高 于 烟 液 溶 剂 沸 点 温 度 。 满 足 上 述 条 件 时 ， 电 子 烟 的 烟 气 传 输 量 较 大 程 度 上 由 抽 吸 时 间 和TPM 的 传 输 速 率 决 定 。CORESTA 2015 年 电 子 烟 技 术 报 告 22 中 也 指 出 ， 13.823.3 mL/s 的 气 流 速 率 是 激 活 电 子 烟 电 池 正 常 工 作 的 适 宜 流 速 ， 且 抽 吸 时 间 对 传 输
36、量 的 影 响 显 著 大 于 抽 吸 容 量 。 因 此 建 议 电 子 烟 应 以34s 抽 吸 时 间 ， 缓 慢 平 稳 的 矩 形 抽 吸 曲 线 抽 吸 以 获 得 更 好 的 烟 气 传 输 效 率 和 更 高 的 烟 气 传 输 量 。 2.3 抽 吸 口 数 对 电 子 烟 烟 气 传 输 量 的 影 响 鉴 于 电 子 烟 满 电 后 一 般 可 抽 吸100150 口 ， 因 此 考 察 了3 种 电 子 烟 以55 mL 抽 吸 容 量 、 3 s 抽 吸 持 续 时 间 分 段 抽 吸1100 口 的TPM 变 化 ， 结 果 如 表8 所 示 。 随 抽 吸 口 数
37、 序 数 的 增 加 ， 电 子 烟TPM 的 释 放 量 逐 渐 减 小 。 当 电 子 烟 抽 吸 至91100 口 时 ， TPM 传 输 量 仅 为 抽 吸110 口 时 传 输 量 的 约 30%60% 。3 种 电 子 烟 抽 吸130 口 时TPM 的 传 输 量 较 稳 定 ， 占 累 积TPM 的35%45% 。 因 此 ， 捕 集 电 子 烟 抽 吸130 口 后 的TPM 用 于 烟 气 成 分 分 析 比 较 可 行 。 3 结 论 考 察 抽 吸 模 式 和 参 数 对 电 子 烟 总 粒 相 物 传 输 量 影 响 的 结 果 表 明 ： 矩 形 抽 吸 曲 线 使
38、 电 子 烟 的 有 效 工 作 时 间 更 长 ， 有 利 于 增 加 电 子 烟 烟 气 的 传 输 量 ； 较 高 的 气 流 速 率 导 致 电 子 烟 电 热 线 圈 的 工 作 温 度 过 低 ， 降 低 了 烟 气 的 传 输 量 ； 电 子 烟 在 正 常 工 作 状 态 下 ， 抽 吸 参 数 变 化 对 电 子 烟 传 输 量 的 影 响 较 小 ， 抽 吸 持 续 时 间 和TPM 传 输 速 率 是 影 响 传 输 量 的 关 键 因 素 ； 电 子 烟 应 以34s 抽 吸 持 续 时 间 、 30s 抽 吸 间 隔 时 间 、 矩 形 抽 吸 曲 线 、 55mL
39、抽 吸 容 量 ， 以 缓 慢 平 稳 的 抽 吸 方 式 收 集130 口 的 烟 气TPM 进 行 烟 气 分 析 。 参考文献 1 Trtchounian A ， Williams M ， Talbot P. Conventional and electronic cigarettes （e-cigarettes ）have different smoking characteristics J .NicotineandTobaccoResearch ， 2010 ， 12 （9 ） ： 905-912. 2 Esther M ， Joan O G. A rapid method for
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44、er for Scientific Research Relative to Tobacco. Electronic cigarettes ： Assessment of analytical literature from 55 studies published worldwide on 表8 电 子 烟 抽 吸1100 口 时 每 抽 吸10 口 的 总 粒 相 物 传 输 量 Tab.8 TPM deliveries per 10 puffs within 1-100 puffs of e-cigarette 测 试 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 抽 吸 口 数 序
45、 数 110 1120 2130 3140 4150 5160 6170 7180 8190 91100 总 粒 相 物/mg 样 品A 20.4 19.7 18.9 15.6 13.0 10.5 10.1 8.4 7.9 6.0 样 品B 10.2 9.8 9.6 8.6 7.7 7.4 6.8 5.5 5.2 5.0 样 品C 29.7 29.3 28.3 27.4 27.1 25.4 24.8 22.4 20.0 19.8 金吉琼， 等 ： 电子烟抽吸模式和参数对烟气总粒相物传输量的影响 692016 年 烟 草 科 技 commercial E-cigarettes. E-cigare
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