Aplicación de la tecnología de adsorción de gases en la industria tabacalera.

La industria tabacalera moderna utiliza una gran cantidad de tecnologías avanzadas en el proceso de producción. Por ejemplo, la estructura física del tabaco, como el área de superficie específica y la densidad real, se analiza mediante instrumentos de adsorción de gas para brindar soporte técnico para la optimización de los parámetros del proceso.

 

 

Analizador de adsorción de gas en la industria tabacalera

El tabaco generalmente se refiere a productos de tabaco que se cortan en tiras, granos, hojuelas, puntas u otras formas, luego se agregan a materiales auxiliares, se fermentan, se almacenan y están listos para la venta para fumar sin enrollarse. También conocido como tabaco rallado. Las propiedades físicas humectantes del tabaco son factores importantes que afectan su dureza, combustibilidad, aroma y comodidad al fumar. Cuando la pérdida de humedad del tabaco es rápida y el contenido de humedad es bajo, es fácil provocar roturas durante el proceso de producción y sequedad e irritación al fumar cigarrillos. Se encontró que las diferencias en las propiedades físicas de retención de humedad del tabaco existen no sólo entre diferentes variedades sino también entre diferentes partes y grados de la misma variedad de tabaco. En términos generales, para el mismo tipo de tabaco, las propiedades humectantes del tabaco superior y medio son mejores, y el tabaco inferior es el peor; cuanto mayor sea el grado, mejores serán las propiedades humectantes del tabaco.

 

La retención de humedad física del tabaco se refiere a la capacidad de las hojas de tabaco para regular la inhibición de la pérdida de humedad cuando el tabaco se expone a condiciones de baja humedad. El contenido de humedad de equilibrio es un índice común utilizado en la industria tabacalera para evaluar las propiedades físicas de humectación del tabaco. La propiedad humectante física del tabaco depende en gran medida de su estructura física.  Desde la estructura física, el tabaco es principalmente un material poroso que contiene una gran cantidad de capilares, y la estructura de los poros no solo afecta la cantidad de agua condensada dentro del tabaco sino que también afecta las características de difusión del agua dentro del tabaco; el área de superficie específica, la densidad real, la capacidad de los poros y la distribución del tamaño de los poros del tabaco son indicadores importantes de su estructura física. Los poros tienen una superficie específica grande y pueden absorber fuertemente agua del aire.   Además, algunos investigadores han inferido la curva de absorción de humedad del tabaco en función de la distribución del tamaño de sus poros; Todo lo anterior proporciona una base teórica para una comprensión integral de las propiedades de retención de humedad del tabaco.

 

Además, la medición de la densidad real puede proporcionar los datos físicos básicos necesarios para el análisis de las propiedades de transferencia de masa y calor y las características del flujo de partículas de los materiales del tabaco, y proporcionar soporte técnico para la optimización de los parámetros del proceso.

 

La adsorción de gases es uno de los métodos más importantes para caracterizar las propiedades físicas de las superficies de los materiales. Utilizando el analizador estático volumétrico de superficie específica y tamaño de poro de la serie CIQTEK V-sorb X800, se  puede obtener el área de superficie específica, el volumen de poro y la distribución del tamaño de poro del material basándose en el análisis de adsorción física; de este modo, se pueden evaluar de forma fundamental la adsorción y difusión de agua del material tabaco, así como las propiedades físicas de humectabilidad. Además, el  analizador de densidad real CIQTEK  puede caracterizar la densidad real del material, que a su vez puede usarse para mejorar el proceso de cultivo y procesamiento del tabaco.

 

Por lo tanto, se puede ver que la superficie específica y la distribución del tamaño de los poros y la densidad real desempeñan un papel crucial en la selección de los tipos de tabaco, el proceso de fabricación y las propiedades humectantes físicas y sensoriales finales.

 

Aplicación del analizador de adsorción de gases en residuos de tabaco.

 

En el proceso de producción y procesamiento del tabaco se genera una gran cantidad de desechos de tabaco, como paja de tabaco, tabaco mohoso y tabaco residual, entre los cuales la paja de tabaco es el principal desperdicio. Sin embargo, actualmente la mayoría de los desechos del tabaco se eliminan mediante descarte, enterramiento directo o simplemente quema, lo que no sólo provoca un uso ineficiente de los recursos, sino también graves problemas de contaminación ambiental. Si se puede lograr la utilización eficaz de estos desechos de tabaco, se producirán enormes beneficios económicos y buenos beneficios ecológicos.

 

  Hojas de tabaco, imagen de Internet.

 

Se encontró que la aplicación de residuos de tabaco en el campo de materiales porosos (principalmente biomasa porosa y materiales de carbono porosos) incluye principalmente dos aspectos: la aplicación de los propios materiales de tabaco y la investigación en el campo de materiales de carbono como materia prima. Entre ellos, la derivatización de materiales de carbono y la aplicación en el campo de la electroquímica (supercondensador) son dos caminos importantes para la utilización de alto valor de los residuos de tabaco en el futuro. Las principales direcciones de aplicación son las siguientes.

 

1.  Material de biocarbón : preparado mediante método de carbonización directa. Los canales de los poros son principalmente microporosos y macroporosos, con poros poco desarrollados y una superficie específica relativamente baja (<400 m ² /g). Se utiliza comúnmente como acondicionador de suelos, no sólo para aumentar la materia orgánica o los nutrientes (C, N, P, K) en el suelo sino también en la humidificación del suelo, la composición de los  elementos de la superficie (relación H/C, O/C), y la superficie específica del biocarbón son dos factores importantes que afectan su higroscopicidad .

 

2.  Materiales de carbono porosos : Los materiales de carbono preparados mediante el método de activación (incluido el método de autoactivación) tienen poros bien desarrollados y son principalmente microporosos. Se utiliza principalmente para la adsorción de colorantes orgánicos o metales pesados ​​en aguas residuales. En términos de adsorción de metales pesados, las propiedades de adsorción del biocarbón se utilizan principalmente para reducir la biodisponibilidad de metales pesados ​​en el suelo por parte de las plantas de tabaco y así reducir la acumulación de elementos de metales pesados ​​en las plantas.

 

3.  Materiales de carbono porosos a base de tallos de tabaco : utilizando tallos de tabaco y otros desechos, los materiales de carbono porosos preparados tienen una superficie específica alta y características de estructura de poros de múltiples niveles, que muestran un rendimiento excelente en el campo de la adsorción de gases y los supercondensadores.

 

 

Analizador microporoso de alto rendimiento CIQTEK

 

El analizador microporoso de alto rendimiento CIQTEK UltraSorb serie X800 con método de volumen estático se centra en la caracterización de superficies de materiales microporosos. El equipo se basa en tuberías de acero inoxidable, con un diseño innovador de tubo de muestra sellado con superficie metálica VCR para mejorar el sellado general del proceso de flujo de la tubería de gas, con las ventajas de retención de vacío prolongada, relación de presión parcial ultrabaja y constante. control de temperatura y múltiples flujos. Es capaz de realizar pruebas de adsorción de gas en materiales de carbono porosos y analizar parámetros como el área de superficie específica BET, la capacidad de los poros microporosos y la distribución del tamaño de los poros de los materiales, lo que a su vez puede realizar una evaluación fundamental de la adsorción y el rendimiento catalítico del materiales.

 

  Analizador microporoso de alto rendimiento CIQTEK UltraSorb X800

 

Los siguientes son ejemplos de la caracterización de materiales de carbono porosos utilizando analizadores microporosos de alto rendimiento CIQTEK UltraSorb serie X800.

La Figura 1 demuestra que el área superficial específica del BET para materiales de carbono porosos es 1870 m ² /g. Para materiales microporosos, la adsorción de nitrógeno está más cerca de la adsorción de saturación de monocapa, y el área de superficie específica de Langmuir generalmente se analiza y se muestra que es 2105 m 2 / ^g .
La isoterma de adsorción-desorción de N ₂  en la Figura 2 es una isoterma de clase I, lo que indica una estructura microporosa más abundante.
Combinado con el análisis del diagrama de distribución del tamaño de poro, la distribución del tamaño de poro HK en la Figura 3 muestra una distribución más concentrada de un tamaño de poro de un microporo cerca de 0,66 nm, lo que indica que su tamaño de poro más contable es 0,66 nm.

 

   Figura 1 Resultados de la prueba BET de materiales de carbono porosos

 

Figura 2 Isoterma de adsorción-desorción de N ₂  de material de carbono poroso

 

 

Figura 3 Distribución del tamaño de poro microporoso HK del material de carbono poroso

 

 

Aplicación de la tecnología de resonancia paramagnética electrónica (EPR) en la industria tabacalera

 

Además, los radicales libres son una de las sustancias nocivas más importantes del humo del cigarrillo, ya que atacan directa e indirectamente los componentes celulares, provocando la oxidación de los tejidos y células humanos, dañando los lípidos y proteínas de las membranas celulares y provocando enfermedades como el cáncer. La tecnología EPR es la única tecnología que puede detectar y analizar directamente los radicales libres y, en combinación con la tecnología de captura de radicales libres, puede identificar los tipos de radicales libres dañinos en el humo del cigarrillo, lograr un gran avance en los métodos de investigación e identificar aún más sus estructuras. que puede guiar y desarrollar las correspondientes tecnologías de eliminación de radicales libres.

 

Espectrómetro CIQTEK EPR (ESR)