Thermal De-Oxygenation to Form Condensable Aerosol From Reconstituted Tobacco without Auto-Ignition

Le présent article détaille un concept novateur d’application externe de chaleur à un boudin solide composé de biomasse de tabac reconstitué dans le but de produire un flux d’aérosols dans une atmosphère ou un environnement progressivement appauvrie en oxygène. La limite d’auto-inflammation fut déterminée à des concentrations en oxygène de 0%, 5%, 10% et 21% avant que ne soient ensuite étudiés les effets de ces atmosphères variées sur de multiples paramètres. Les résultats de ces expériences indiquèrent que la température d’inflammation chutait lorsque la concentration en oxygène augmentait et un coefficient de température négatif (CTN) dans une atmosphère alimentée en oxygène fut observé à un point proche mais juste inférieur à la température d’inflammation. Des écarts significatifs au niveau des rendements de CO et de CO₂ furent notés entre les atmosphères alimentées en oxygène et celles qui en étaient exemptes. La masse d’aérosols produite dans une atmosphère inerte et dans une atmosphère pauvre en oxygène fut déterminée sur la base d’une sélection de composés volatiles et semi-volatiles, de phénols, d’aldéhydes et d’autres composés organiques présentant un intérêt. En outre, il s’avéra qu’une concentration plus élevée en oxygène provoquait une augmentation de la teneur totale en oxygène et de la teneur en oxygène à la surface des résidus de phase solide, une réduction de la teneur en éléments carbonés et hydrogénés et des groupes fonctionnels afférents; la teneur en composés inorganiques grimpait également suivant la concentration en oxygène. En modifiant systématiquement la concentration en oxygène du lit de biomasse et en relevant la température, un flux d’aérosols présentant des rendements et une composition chimique contrôlés put être produit sans provoquer un phénomène d’inflammation. Les marqueurs chimiques essentiels de nocivité par inhalation furent mesurés et comparés les uns aux autres à différents degrés proches de la combustion. L’étude du tabac reconstitué ou d’autres matières sous forme de biomasse suivant ce protocole pourrait fournir une méthode alternative et des informations utiles pour la conception de générateurs d’aérosols à biomasse chauffée.