捲菸煙氣是指被點燃煙支中的菸絲經過複雜的燃燒過程產生的高度濃集並且不斷變化著的氣溶膠體系。
基本介紹
- 中文名：捲菸煙氣
- 外文名：Cigarette smoke
形成,危害,
形成
燃燒的煙支是一個複雜的化學體系。在煙支點燃的過程中，當溫度上升到300℃時，菸絲中的揮發性成分開始揮發而形成煙氣；上升到450℃時，菸絲開始焦化；溫度上升到600℃時，煙支被點燃而開始燃燒。煙支燃燒有兩種形式：一種是抽吸時的燃燒，稱為吸燃；另一種是抽吸間隙的燃燒，稱為陰燃(亦稱為靜燃)。抽吸時從捲菸的濾嘴端吸出的煙氣稱為主流煙氣(Mainstream Smoke，簡稱MS)，抽吸間隙從燃燒端釋放出來和透過捲菸紙擴散直接進入環境的煙氣稱為側流煙氣(Sidestream Smoke，簡稱SS)。
煙支燃燒時，燃燒的一端呈錐體狀。抽吸時，大部分空氣從燃燒錐與捲菸紙相接處進入，而錐體的中部則形成一個緻密的碳化體，氣流不容易通過，錐體中心含氧量很低，以至於燃燒受到限制，造成不完全燃燒。燃燒的煙支根據其溫度變化和化學反應不同，可劃分成三個不同的區域，即高溫燃燒區、熱解蒸餾區、和低溫冷凝區。
燃燒區位於煙支的前部，主要由炭化體組成，一般情況下，燃燒錐表面氧氣供應充足，這裡發生碳的氧化放熱反應，產生的熱量被熱氣流帶走，進入熱解蒸餾區。高溫燃燒區生成的產物主要是氣相物質，如二氧化碳、一氧化碳、水、氫、甲烷等低級烴類化合物和一些自由基，其中一部分產物穿過燃燒的碳擴散到側流煙氣中。燃燒錐後面是熱解蒸餾區，燃燒錐中心的熱解蒸餾區氧氣供應不足，反應是在缺氧狀態下進行的。來自高溫燃燒區的熱氣流提供能源，導致了熱解蒸餾區的複雜化學變化。菸絲中的許多物質在此進行劇烈複雜的化學反應，煙氣中的絕大多數化合物都是在這裡形成的。同時，在熱氣流的作用下，菸絲中的揮發性物質揮發進入煙氣流(其中的半揮發性5元和6元環的氮一雜環化合物對捲菸的香味有顯著的貢獻)。熱解蒸餾區進行的化學反應大多是吸熱反應，煙氣流在此被迅速冷卻。菸草中的萜烯類、植物甾醇類如豆甾醇、石蠟類、糖類、胺基酸類、纖維素類和許多其他成分通過熱分解，熱合成、乾餾、聚合、縮合、自由基等反應形成了揮發性、半揮發性氣體，以及液體和固體物質(如焦油)等。
從熱解蒸餾區到煙支的末端稱為冷凝過濾區，在此，煙氣中的低揮發性成分隨著溫度的急劇下降而達到飽和點開始冷凝。這些低揮發性成分除了遇到菸絲後凝聚到菸絲上以外，在氣流流動過程中煙氣中的低揮發性物質，以碳質燃燒時形成的微小碳粒、有機物的微小碎片、灰分、離子化的分子組成的離子為冷凝核，凝結成更大的顆粒。這些顆粒在隨煙氣流前行的過程中，一部分被菸絲和濾嘴截留，其他的隨主流煙氣進入人的口腔。
