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李斌博士—从卷烟燃烧机制谈自然烟气产品(NSCs)创新

自然烟气产品NSCs从上次冬至会议全面技术发布以来,我们开展了许多相关的工作,包括了理论,技术,产品以及在消费者体验方面,在12月初,经过多次迭代,在行业内外相关单位共同努力之下,在IECIE深圳展会上展示了云南中烟“元气”,河南中烟“FARSTAR-UNIO”的NSCs烟支,以及“海萤泪”“Mr.Yeah NM5000”和“Mr.Yeah NF5000”三款NSCs烟具。一年之后的今天,再次回到创新的方法上来,我简单介绍下,我们如何从拿掉燃烧谈加热卷烟大类中NSCs的创新路径。题目定位于:“从卷烟燃烧机制谈自然烟气产品(Natural Smoke Cigarettes,NSCs)创新”,以期大家共同来继续探讨和推进我们更加开放包容的这一烟草制品体系。

作为烟草行业烟草工艺重点实验室的一员,我们在创新上一直坚持“熟悉的路上没有大鱼”的理念,从物理过程的底层原理描述去构建烟草工艺领域的创新,这和思考的快与慢,有一定的相似,面向一项技术研发需求,最快能想到的,可能大家都在走的路径,另外,能够另辟蹊径,走一条效果显著的创新之路。

当然,思考NSCs的创新,这与中国烟草总公司(国家局)长期以来对我们团队在卷烟燃烧或者说解决工艺过程热过程相关领域支撑密不可分,同时在这个领域我们团队也受到了行业各个中烟以及行业外高校和研究机构长期共同研究是分不开的。经过十几年一如既往的勤奋和努力创新,我们已经形成了一支解决行业面向卷烟热问题的核心团队,未来在更加开放的平台不断支撑下,我们能够在该方向上做的更好。

上次冬至,我们和云南中烟汤博士团队一起利用六个报告全面解读了NSCs这一技术,并表达了一切成功的产品都是强大系统能力的产物,在未来,在此开放的平台上,我们只有更大开放才能形成足够的合力,来推动该烟草品类技术的不断成熟,尽早与消费者见面。

下面我们就来思考我们见到的传统卷烟制品,这其实讲到了我们烟草工艺的核心,烟草工艺就是将原料和材料加工成产品的方法与技术。一支卷烟包含了材料与原料,其重要特征在于这些材料与原料在吸烟者抽吸过程中基本物理过程就是多孔介质中的流动。

如何理解这件事,我们将多孔介质中流体流动,可以使用达西流动来描述该过程,其关键在于流速,粘度和渗透能力完全表达多孔介质中的流体流动,其流速与消费者抽吸模式相关,而烟气粘度与温度有关,多孔介质的渗透能力与烟草与材料多孔介质的设计密切相关。基于此,就可以完全描述传统卷烟的燃烧过程。

基于上述所介绍的多孔介质流动下的物理过程,可以连接上热解燃烧反应,就可以完美形成卷烟燃烧过程,那么传统卷烟与加热卷烟在这种物理过程描述中的异同点是什么呢?可以归结为两者有相似的热化学与热物理过程机制,相似的热解/蒸馏反应、气溶胶形成、抽吸过程中轴向热量、质量和动量的传递现象、滤嘴对形成烟气的过滤特征,不同点就是从反应工程角度看,一个是自热式,一个是外热式(不是燃烧自身烟草可燃物形成的持续反应过程)。