УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИЗА ТАБАЧНОГО СЫРЬЯ

Предлагаемое устройство относится к оборудованию научно-исследовательских лабораторий и лабораторий табачных фабрик и используется для оценки качества табачного сырья.
Известно устройство для проведения пиролиза табака (Albo, J.P. Presentation d'un pyrolyseur: comparaison entre pyrolysat et condensat de fumadge. / J.P.Albo, B.Dumery // A. du Tabac. - Sect.2. - 16. - S.E.I.T.A. - 1979-1980. - P. 93-105.), состоящее из подвижной вертикальной разъемной трубчатой печи, кварцевой трубки с решеткой из неокисляемой стали, компрессора для подачи сжатого воздуха, ротаметра, реле времени, фильтродержателя со стекловолокнистым фильтром. Табак измельчают путем ударного дробления крошеного табака и просеивания. Количество порошка, занимающее постоянный объем 1 мл, вводят в вертикально установленную кварцевую трубку и размещают там в средней зоне на решетке из неокисляемой стали. Процесс пиролиза осуществляют в два этапа. На первом этапе печь охватывает среднюю часть трубки в течение 4 минут, температура внутри трубки в центре печи составляет 580°С. На втором этапе печь поднимается в верхнее положение и остается в нем в течение 1 минуты, затем печь возвращается в первоначальное положение. Далее устанавливают новую трубку и повторяют тот же цикл. Эту операцию повторяют трижды. Держатель фильтра извлекают из устройства, фильтр вынимают и, после высушивания, взвешивают.
Недостатком такой установки является перемещение печи по длине трубки для равномерного и полного сжигания табака. А так как решетка из неокисляемой стали имеет ограничения по жаропрочности, то при превышении временного интервала при заданной температуре 580°С, теряет свои свойства и прогорает. Кроме того, нагнетание наружного воздуха в трубку осуществляют напрямую, что вызывает колебания в результатах пиролиза при изменении температуры и относительной влажности воздуха в помещении.
Техническим результатом предлагаемого устройства является равномерное и полное сжигание табачного сырья путем стабилизации условий горения, сокращение времени проведения анализа, упрощение конструкции, получение достоверных результатов пиролиза для сравнительной оценки качества табачного сырья.
Технический результат достигается тем, что в известной установке, состоящей из разъемной трубчатой печи, кварцевой трубки с решеткой из жаропрочного металла, фильтродержателя со стекловолокнистым фильтром, компрессора для подачи сжатого воздуха, ротаметра, соединительных трубок, регулятора температуры печи, разъемная трубчатая печь расположена горизонтально и установлена неподвижно; решетка кварцевой трубки установлена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной оси и выполнена из платины, а перед ротаметром размещена хлоркальциевая трубка.
Использование решетки из платины, обладающей высокой степенью жаропрочности, позволяет увеличить продолжительность сжигания табачного сырья и размер пробы, что повышает достоверность результатов и сокращает время проведения анализа. Подвижность решетки обеспечивает возможность размещения пробы табачного сырья различной заполняющей способности в средней части кварцевой трубки.
Горизонтальное и неподвижное расположение печи позволяет упростить конструкцию за счет отсутствия реле времени и устройств, обеспечивающих перемещение печи вдоль кварцевой трубки.
Хлоркальциевая трубка осушает воздух и обеспечивает подачу воздуха при стабилизированных условиях, что улучшает равномерность условий горения и обеспечивает стабильность результатов пиролиза.
Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет проводить пиролиз табака при стабилизированных условиях, сокращает время проведения анализа и упрощает конструкцию устройства.
На фиг.1 изображено устройство для пиролиза табачного сырья. Устройство состоит из компрессора 1, хлоркальциевой трубки 2, ротаметра 3, кварцевой трубки 4 с решеткой из платины 5, трубчатой печи 7, фильтродержателя 9 со стекловолокнистым фильтром 8, гибких шлангов 14 и регулятора температуры печи, состоящего из: термопары 10 с милливольтметром 11, лабораторного трансформатора 12, соединенного с вольтметром 13.
Устройство работает следующим образом. Табачное сырье измельчают путем ударного дробления крошеного табака и просеивания. Отмеряют пробу табачного сырья весом 500 мг, затем табачное сырье 6 засыпают в кварцевую трубку 4, где оно удерживается в средней зоне подвижной платиновой решеткой 5. Стекловолокнистый фильтр 8 взвешивают и помещают в фильтродержатель 9, который присоединяют к выходному отверстию кварцевой трубки. Включают компрессор 1, сжатый воздух подается в хлоркальциевую трубку 2, осушается и затем поступает в ротаметр 3. Входное отверстие кварцевой трубки при помощи гибких шлангов подсоединяют к ротаметру, трубку помещают в разъемную трубчатую печь 7, расход воздуха регулируют ротаметром. Сжигают табачное сырье в течение 10 минут. Продукты пиролиза поступают на стекловолокнистый фильтр, где осаждается твердо-жидкая фаза дыма. Зола сгоревшего образца остается на платиновой сетке, а газовая фаза выбрасывается в атмосферу. Стекловолокнистый фильтр вынимают и после высушивания взвешивают. По полученным данным рассчитывают содержание пиролизата в табачном сырье.
Устройство для пиролиза табачного сырья было сконструировано и собрано в лаборатории химии ГНУ ВНИИТТИ в 2006-2009 г.г. Результаты испытаний устройства показали высокую сходимость и воспроизводимость результатов пиролиза и выявили взаимосвязь результатов пиролиза с продуцированием смолы в табачный дым. Устройство рекомендовано к внедрению на табачных фабриках.