Onderzoek naar de smaak van elektronische sigaretten - Aerosol Hoofdstuk (1)

Samenvatting:
Dit artikel is het spuitbusgedeelte van de serie over de smaakverkenning van elektronische sigaretten, waarin de factoren worden besproken die bijdragen aan de vorming van de smaak van elektronische sigaretten. De vorming, evolutie en transport van aerosolen zijn van cruciaal belang voor de smaak, inclusief processen zoals kiemvorming, condensatie en verdamping, en polymerisatie en fragmentatie. Het artikel introduceert ook dat spuitbussen voor elektronische sigaretten hoofdzakelijk uit twee delen bestaan: kleine deeltjes en vloeibare deeltjes, wat helpt het begrip van het vormingsmechanisme van de smaak van elektronische sigaretten te verdiepen.
Met de snelle ontwikkeling van de nieuwe atomiseringsindustrie hebben gebruikers het stadium van 'roken is genoeg' voor elektronische sigaretten al lang achter zich gelaten. Tegenwoordig streven gebruikers naar elektronische sigarettenproducten met hoge betrouwbaarheid, hoge tevredenheid en volledige en soepele zuigkracht. Daarom wordt smaak het ultieme criterium voor het beoordelen van de kwaliteit van elektronische sigaretten, en welke factoren beïnvloeden de smaak?
Dit onderwerp vertrekt vanuit het mechanisme en onderzoekt de verschillende factoren die de smaakvorming van elektronische sigaretten beïnvloeden, om zo je begrip van het mechanisme van smaakvorming te verdiepen.
Onderwerp 1: Vorming, evolutie en transport van aerosolen
Ten eerste introduceren we een concept waarbij aerosol verwijst naar een gasvormig dispersiesysteem dat bestaat uit vaste of vloeibare deeltjes gesuspendeerd in een gasmedium. De rook van traditionele sigaretten bestaat uit vaste deeltjes die worden gegenereerd door de verbranding van tabak, terwijl de rook van elektronische sigaretten vloeibare deeltjes is die worden gevormd door de verdamping en condensatie van vernevelde vloeistof. De twee worden in het luchtmedium gesuspendeerd om aërosolen te vormen, maar hun vormingsmechanismen en onderzoeksmethoden zijn verschillend.
(1) De vorming en evolutie van aerosolen
Kiemvorming: In een mengsel dat uitsluitend uit damp bestaat, kunnen een of meer chemische componenten zich in een oververzadigde toestand bevinden, wat betekent dat de partiële druk groter is dan de evenwichtsdampdruk van het mengsel. Vanuit energieperspectief is het gunstig voor dampmoleculen om te recombineren in de vloeibare fase. Als de oververzadiging hoog genoeg is, kan deze de energiebarrière overwinnen die gepaard gaat met de vorming van het druppeloppervlak, wat leidt tot druppelkiemvorming;
Condensatieverdamping: Het is waarschijnlijker dat stoommoleculen van fase veranderen en condenseren op bestaande oppervlakken. Dit proces wordt aangedreven door de verzadiging van stoom en de vloeibaarheid van stoommoleculen ten opzichte van het mengsel. Als de damp onverzadigd raakt, kunnen aerosoldruppeltjes beginnen te verdampen en verdwijnen;
Aggregatiefragmentatie: In dichte aërosolen kunnen deeltjes met elkaar botsen. Samen met deze botsingsgebeurtenissen kunnen twee deeltjes samensmelten tot één; Ze aggregeren. Integendeel, er is ook een kans dat deeltjes in meerdere deeltjes worden verspreid, dat wil zeggen dat er sprake is van deeltjessplitsing;
(2) Transport van aerosolen
Drift: Deeltjes hebben andere eigenschappen dan die van het draaggas, zoals dichtheid of viscositeit, waardoor de beweging van de deeltjesfase kan afwijken van de beweging van het draaggas. Deze beweging kan worden veroorzaakt door traagheid, bijvoorbeeld wanneer een druppel te veel momentum heeft om zich snel genoeg aan te passen aan de lokale versnelling die door het draaggas wordt gevoeld.
Diffusie: Wanneer de deeltjes klein genoeg zijn, leidt deze Brownse beweging tot de diffusie van druppels. Vanuit een macroperspectief lijkt deze diffusie op een ‘gewone’ moleculaire diffusie, waardoor aërosolen snel meer verspreid lijken.
Sedimentatie: De snelheid van het draaggas op dit oppervlak is nul, wat betekent dat er geen gasmoleculen door het oppervlak kunnen gaan. Als aërosoldeeltjes nauwkeurig de stroomlijn van het draaggas volgen, zal hun beweging ook aan het oppervlak stagneren, waardoor afzetting wordt voorkomen. Aërosoldrift en -diffusie kunnen echter een netto transport van deeltjes veroorzaken die afwijken van de stroomlijn van de drager. Daarom zijn drift en diffusie beide mechanismen die de afzetting van aerosolen veroorzaken, en in die zin kan depositie worden gezien als een resultaat van de dispersie-eigenschappen van aerosolen.
Hieruit kunnen we afleiden dat de elektronische rookaerosol hoofdzakelijk uit twee delen bestaat:
Wanneer het oppervlak van een verstoven vloeistof zich in een verwarmde toestand bevindt en de verdampingstemperatuur niet heeft bereikt, doorbreekt het de beperking van de vloeistofoppervlaktespanning en komt het los van de kleine deeltjes op het vloeistofoppervlak (diffusie).
2. Wanneer de vernevelde vloeistof wordt verwarmd en de verdampingstemperatuur bereikt, condenseert de damp met hoge temperatuur wanneer deze in aanraking komt met een luchtstroom met normale temperatuur, wat resulteert in vloeibare deeltjes (verdampingscondensatie)