Effect of Machine Smoking Intensity and Filter Ventilation Level on Gas-Phase Temperature Distribution Inside a Burning Cigarette

Präzise Messungen der Temperatur der Zigarettenkohle sind unabdingbar, um die thermophysikalischen und thermochemischen Prozesse in einer brennenden Zigarette verstehen zu können. Die letzten systematischen Studien zu Temperaturmessungen bei brennenden Zigaretten wurden Mitte der 1970er Jahre durchgeführt. Die heutigen Zigaretten haben sich in ihren Konstruktionsmerkmalen weiter-entwickelt und es stehen inzwischen mehrere Standard-protokolle für Rauchmaschinen zur Verfügung. Daher muss die Zigarettenverbrennung neu untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit wurden mithilfe einer verbesserten Feindraht-Thermoelement-Technik systematische Messungen der Temperatur der Gasphase von brennenden Zigaretten durchgeführt. Die Auswirkungen maschineller Abrauchparameter (Zugvolumen und Zugdauer) sowie des Filterventilationsgrads wurden mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung während einzelner Züge untersucht. Die Versuchsergebnisse wurden auf verschiedene Arten präsentiert, um die dynamischen und komplexen ther-mischen Prozesse in der brennenden Kohle herauszustellen. Die experimentellen Temperaturdaten wurden in eine mathematische Verteilungsgleichung eingefügt. Die Extraktion und Darstellung der Verteilungsparameter in Gegenüberstellung zur Zugzeit ergaben komplexe Tempe-raturprofile bei unterschiedlichem Kohlevolumen in Abhängigkeit von der Zugintensität bzw. dem Grad der Filterventilation. Durch eine Unterteilung des Kohlevolu-mens vor dem Ziehen in drei Temperaturbereiche (niedrig von 200 bis 400 °C, mittel von 400 bis 600 °C und hoch über 600 °C) und durch die Untersuchung ihrer Entwick-lung bei unterschiedlichen Rauchprotokollen wurden hilfreiche mechanistische Daten erhoben. Die direkte Visualisierung der Gasphasentemperatur durch detaillierte Temperatur- und Temperaturgradienten-Konturkarten lieferte weitere Erkenntnisse zur komplexen Thermophysik brennender Kohle. [Beitr. Tabakforsch. Int. 26 (2014) 191-203]