تطبيق تكنولوجيا امتصاص الغاز في صناعة التبغ

تستخدم صناعة التبغ الحديثة عددًا كبيرًا من التقنيات المتقدمة في عملية الإنتاج. على سبيل المثال، يتم تحليل البنية الفيزيائية للتبغ، مثل مساحة السطح المحددة والكثافة الحقيقية، بواسطة أدوات امتصاص الغاز لتوفير الدعم الفني لتحسين معلمات العملية.

 

 

محلل امتزاز الغاز في صناعة التبغ يشير

التبغ عمومًا إلى منتجات التبغ التي يتم تقطيعها إلى قطع أو حبيبات أو رقائق أو أطراف أو أشكال أخرى، ثم تضاف إلى مواد مساعدة، ويتم تخميرها وتخزينها وجاهزة للبيع للتدخين دون دحرجتها، المعروف أيضًا باسم التبغ المبشور. تعد خصائص الترطيب الفيزيائية للتبغ من العوامل المهمة التي تؤثر على صلابته وقابليته للاحتراق ورائحته وراحة التدخين. عندما يكون فقدان رطوبة التبغ سريعًا ويكون محتوى الرطوبة منخفضًا، فمن السهل أن يتسبب في التكسر أثناء عملية الإنتاج والجفاف والتهيج أثناء تدخين السجائر. لقد وجد أن الاختلافات في خصائص الاحتفاظ بالرطوبة الفيزيائية للتبغ لا توجد فقط بين الأصناف المختلفة ولكن أيضًا بين الأجزاء والدرجات المختلفة لنفس الصنف من التبغ. بشكل عام، بالنسبة لنفس النوع من التبغ، تكون خصائص الترطيب للتبغ العلوي والمتوسط ​​أفضل، والتبغ السفلي هو الأسوأ؛ كلما ارتفعت الدرجة، كانت خصائص الترطيب للتبغ أفضل.

 

يشير الاحتفاظ بالرطوبة المادية للتبغ إلى قدرة أوراق التبغ على تنظيم تثبيط فقدان الرطوبة عندما يتعرض التبغ لظروف رطوبة منخفضة. يعد محتوى الرطوبة المتوازن مؤشرًا شائعًا يستخدم في صناعة التبغ لتقييم خصائص الترطيب الفيزيائية للتبغ. تعتمد خاصية الترطيب الفيزيائي للتبغ إلى حد كبير على بنيته الفيزيائية.  من البنية الفيزيائية، فإن التبغ في الغالب عبارة عن مادة مسامية تحتوي على عدد كبير من الشعيرات الدموية، ولا يؤثر هيكل المسام على كمية الماء المتكثف داخل التبغ فحسب، بل يؤثر أيضًا على خصائص انتشار الماء داخل التبغ؛ تعد مساحة السطح المحددة والكثافة الحقيقية وسعة المسام وتوزيع حجم المسام للتبغ مؤشرات مهمة على بنيته الجسدية. المسام كبيرة في مساحة سطحية محددة ويمكنها امتصاص الماء بقوة من الهواء.   بالإضافة إلى ذلك، استنتج بعض الباحثين منحنى امتصاص الرطوبة في التبغ بناءً على توزيع حجم المسام؛ كل ما سبق يوفر أساسًا نظريًا لفهم شامل لخصائص التبغ في الاحتفاظ بالرطوبة الذاتية.

 

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يوفر قياس الكثافة الحقيقية البيانات الفيزيائية الأساسية اللازمة لتحليل خصائص نقل الحرارة والكتلة وخصائص تدفق الجسيمات لمواد التبغ، وتوفير الدعم الفني لتحسين معلمات العملية.

 

يعد امتصاص الغاز أحد أهم الطرق لتوصيف الخواص الفيزيائية لأسطح المواد. باستخدام محلل حجمي ثابت للسطح وحجم المسام من سلسلة CIQTEK V-Sorb X800،  يمكن الحصول على مساحة السطح المحددة وحجم المسام وتوزيع حجم المسام للمادة بناءً على تحليل الامتزاز الفيزيائي؛ وبالتالي، يمكن تقييم امتصاص مادة التبغ وانتشار الماء لها، بالإضافة إلى خصائص قابلية التبلل الفيزيائية على أساس أساسي. بالإضافة إلى ذلك،  يمكن لمحلل الكثافة الحقيقية CIQTEK  وصف الكثافة الحقيقية للمادة، والتي بدورها يمكن استخدامها لتحسين عملية زراعة التبغ ومعالجته.

 

وبالتالي، يمكن ملاحظة أن التوزيع المحدد لحجم السطح والمسام والكثافة الحقيقية يلعبان دورًا حاسمًا في اختيار أنواع التبغ، وعملية التصنيع، وخصائص الترطيب الفيزيائية والحسية النهائية.

 

تطبيق محلل امتزاز الغاز في نفايات التبغ

 

في عملية إنتاج التبغ وتصنيعه، تتولد كمية كبيرة من نفايات التبغ، مثل قش التبغ، والتبغ المتعفن، وبقايا التبغ، ومن بينها قش التبغ هو النفايات الرئيسية. ومع ذلك، يتم التخلص من معظم نفايات التبغ حاليًا عن طريق التخلص منها، أو الدفن المباشر، أو الحرق ببساطة، الأمر الذي لا يسبب استخدامًا غير فعال للموارد فحسب، بل يتسبب أيضًا في مشاكل تلوث بيئي خطيرة. إذا أمكن تحقيق الاستخدام الفعال لنفايات التبغ هذه، فسوف ينتج عنه فوائد اقتصادية ضخمة وفوائد بيئية جيدة.

 

  أوراق التبغ، الصورة من الإنترنت

 

لقد وجد أن تطبيق نفايات التبغ في مجال المواد المسامية (أساسا الكتلة الحيوية المسامية والمواد الكربونية المسامية) يشمل بشكل رئيسي جانبين: تطبيق مواد التبغ نفسها والبحث في مجال المواد الكربونية كمواد خام. ومن بينها، يعد اشتقاق المواد الكربونية وتطبيقها في مجال الكيمياء الكهربائية (المكثفات الفائقة) طريقين مهمين للاستفادة ذات القيمة العالية من نفايات التبغ في المستقبل. اتجاهات التطبيق الرئيسية هي كما يلي.

 

1.  مادة الفحم الحيوي : محضرة بطريقة الكربنة المباشرة. القنوات المسامية هي في الأساس قنوات مسامية صغيرة وكبيرة المسام، مع مسام متخلفة ومساحة سطح محددة منخفضة نسبيًا (<400 م ² / جم). يستخدم بشكل شائع كمحسن للتربة، ليس فقط لزيادة المواد العضوية أو العناصر الغذائية (C، N، P، K) في التربة ولكن أيضًا  في ترطيب التربة، وتكوين العناصر السطحية (نسبة H/C، O/C)، والمساحة السطحية المحددة للفحم الحيوي هما عاملان مهمان يؤثران على استرطابيته .

 

2.  المواد الكربونية المسامية : تحتوي المواد الكربونية المحضرة بطريقة التنشيط (بما في ذلك طريقة التنشيط الذاتي) على مسام متطورة وهي في الأساس مسامية صغيرة. وهي تستخدم أساسا لامتصاص الأصباغ العضوية أو المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي. فيما يتعلق بامتصاص المعادن الثقيلة، تُستخدم خصائص امتزاز الفحم الحيوي بشكل أساسي لتقليل التوافر الحيوي للمعادن الثقيلة في التربة بواسطة نباتات التبغ، وبالتالي تقليل تراكم العناصر المعدنية الثقيلة في النباتات.

 

3.  المواد الكربونية المسامية القائمة على ساق التبغ : باستخدام ساق التبغ والنفايات الأخرى، تتمتع المواد الكربونية المسامية المحضرة بمساحة سطح محددة عالية وخصائص بنية المسام متعددة المستويات، مما يظهر أداءً ممتازًا في مجال امتصاص الغاز والمكثفات الفائقة.

 

 

CIQTEK محلل ميكروبوروس عالي الأداء

 

يركز محلل المسام الصغيرة عالي الأداء من سلسلة CIQTEK UltraSorb X800 مع طريقة الحجم الثابت على توصيف سطح المواد المسامية الصغيرة. تعتمد المعدات على أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ، مع تصميم متطور لأنبوب العينة المختوم بسطح معدني VCR لتعزيز الختم الشامل لعملية تدفق أنابيب الغاز، مع مزايا الاحتفاظ بالفراغ لفترة طويلة، ونسبة الضغط الجزئي المنخفضة للغاية، والثبات التحكم في درجة الحرارة، والتدفقات المتعددة. إنها قادرة على إجراء اختبارات امتزاز الغاز على المواد الكربونية المسامية وتحليل المعلمات مثل مساحة السطح المحددة BET، وسعة المسام الدقيقة، وتوزيع حجم المسام للمواد، والتي بدورها يمكن أن تقوم بإجراء تقييم أساسي للامتزاز والأداء التحفيزي للمركبة. مواد.

 

  CIQTEK محلل ميكروبوروس عالي الأداء UltraSorb X800

 

فيما يلي أمثلة لتوصيف المواد الكربونية المسامية باستخدام أجهزة التحليل الدقيقة عالية الأداء من سلسلة CIQTEK UltraSorb X800.

يوضح الشكل 1 أن المساحة السطحية المحددة لـ BET للمواد الكربونية المسامية تبلغ 1870 م ² / جم. بالنسبة للمواد المسامية الدقيقة، يكون امتصاص النيتروجين أقرب إلى امتزاز التشبع أحادي الطبقة، ويتم النظر إلى المساحة السطحية المحددة لانجميور بشكل عام وتبين أنها 2105 م ² / جم.
إن متساوي درجة حرارة الامتزاز-الامتزاز N2  في الشكل 2 هو درجة حرارة متساوية من الدرجة الأولى، مما يشير إلى وجود بنية مسامية أكثر وفرة _.
بالاشتراك مع تحليل مخطط توزيع حجم المسام، يظهر توزيع حجم المسام في الشكل 3 توزيعًا أكثر تركيزًا لحجم مسام صغير واحد بالقرب من 0.66 نانومتر، مما يشير إلى أن حجم المسام الأكثر قابلية للعد هو 0.66 نانومتر.

 

   الشكل 1: نتائج اختبار BET للمواد الكربونية المسامية

 

الشكل 2: متساوي درجة حرارة الامتزاز والامتزاز N ₂  لمادة الكربون المسامية

 

 

الشكل 3: توزيع حجم المسام الصغيرة التي يسهل اختراقها هونج كونج من مادة الكربون المسامية

 

 

تطبيق تقنية الرنين البارامغناطيسي الإلكتروني (EPR) في صناعة التبغ

 

بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الجذور الحرة من أهم المواد الضارة الموجودة في دخان السجائر، حيث تهاجم المكونات الخلوية بشكل مباشر وغير مباشر، مما يؤدي إلى أكسدة الأنسجة والخلايا البشرية، وإتلاف الدهون والبروتينات الموجودة على أغشية الخلايا، والتسبب في أمراض مثل السرطان. تقنية EPR هي التقنية الوحيدة التي يمكنها اكتشاف الجذور الحرة وتحليلها بشكل مباشر، وبالاشتراك مع تقنية التقاط الجذور الحرة، يمكنها تحديد أنواع الجذور الحرة الضارة في دخان السجائر، وتحقيق اختراق في طرق البحث، وتحديد بنيتها بشكل أكبر، والتي يمكنها توجيه وتطوير تقنيات مسح الجذور الحرة المقابلة.

 

مطياف CIQTEK EPR (ESR).