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【热点观察】CORESTA2022现场直击(九)

已有 1741 次阅读 2022-11-3 22:24 |系统分类:观点评述

今天11月03日,我已经解封两天,来办公室也是两天时间,在工作岗位上的日子真好,值得加倍珍惜!

10月28日晚最后一天的CORESTA国际会议也顺利结束,10余报告人的报告依旧精彩,回味无穷,我们“烟草工艺学术交流”公众号的发布也回归周一,周四和周五更新的频率,解封后的工作强度也慢慢恢复至之前工作的状态,这段时间也一直思考是否对最近的这次国际会议进行一个全面的总结,还没有想好特别的思路,但相信可以从整体性的角度去发现学术会议上所呈现的科研热点以及发展趋势。

和同学们的交流还只能在网络上进行,也看到同学们在实验室不断的去完善和证实数据的可靠性和解决问题时的方向指引,也特别感到高兴,确实10月份这个月对于我们的学生们还是有点太难了,希望我们能通过转换思路来克服疫情的影响。

在前天收到云南中烟雷萍博士的最新力作,欣喜地接受她的邀约为该书写序,雷萍博士我们合作多年,一直为她能够持续的产出高质量的科技成果而感到高兴,也确实感觉到她对事业的执着精神和忘我的工作作风,同时有感于她合作的团队能够在她的组织下踔厉奋发,不断的取得着新个更大的进步。我详细阅读手稿后,感慨万千,不间断的写了序,期待该著作的顺利出版,届时我将通过公众号对该书进行推介并适当解读,让从业者能够从中获得知识,领悟作者对工作及未来方向的指引。

还是回到对最后一天报告中值得关注的几个亮点。28日的报告主要关注了两个板块,一个关于传统卷烟的设计与检测方法领域,一个是电子烟领域的模型构建,摩迪公司关于卷烟烟支的三维特征检测与重构方法ST78值得关注,我们实验室也在做类似的工作,未来我也会介绍我们的工作进展,但这里我一直认为这是我们研究发生“内卷”的一个方面,对于设计而言,我们主要过多关注流体流动阻力和截留效率等关键指标,这些指标与丝束填充(单旦总旦及填充量)或者材料的卷曲度等等宏观指标密切相关,宏观(或者说唯象)规律是我们作为工程师做期待的,这里的切入点是未来的降解,我需要更多的理解这个点,看看是否值得“内卷”,但ST78报告中已经为我们带来的一个全面的解构结构特征的方法,如图1所示。

 

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1 ST78中带来的全面解构滤嘴结构的仪器装备及检测目标

在上半场一篇来自于印度ITC Life Science and Technology Center的科研工作者报告的一项从消费者感受出发的小盒应力检测问题,ST79,也是比较有趣的,似乎我们在行业对小盒质量检测中也经常能够遇到这些问题,并能够有相关的方法进行测试和解决,他在一张总览图中介绍了研究中所使用的方法,似乎是拥有一天类似质构仪就可以完美解决这个项目提到的相关质量问题,如图模拟消费者所采用的检测方法。在不同方向和不同位置产生压力进行测试。ST80,ST81和ST82均是关于再造烟叶方面的研究工作,ST80中水分吸脱附研究中,类似我们实验室所采用的方法,中间给出了多种模型计算方法来反映再造烟叶间的差别,这也是我们研究加热卷烟原料对水分吸附脱附能力表征的重要方法,值得关注。ST83来自安徽中烟关于添加物对热解动力学影响的文章这里就不做过多解读了,传统技艺,也是行业安徽中烟,他们自己开发的装备也是非常优秀的,原理图见图3,有兴趣的可以向相关老师了解。

 

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图2 ST79中检测方法简介
 

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图3 ST83中热解技术中的检测方法介绍

下半场关于电子烟模型研究精彩持续,尤其是来自悦刻师博士两个报告电子烟气溶胶的形成机制,图4 是ST84&ST86对电子烟气溶胶形成和释放机制的介绍,图5是ST84&ST86中对气溶胶生成机制模型的构建,图6 是ST84&ST86中气流流速对气溶胶颗粒粒径分布的影响规律。非常完整的阐述了气溶胶生成过程以及相关影响因素对气溶胶特性的影响规律,为电子烟产品的开发提供的技术支撑。

 

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图4 ST84&ST86中电子烟气溶胶形成和释放机制
 

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图5 ST84&ST86中气溶胶生成机制模型构建方法
 

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图6 ST84&ST86中气流流速对气溶胶颗粒粒径分布的影响规律

我们行业湖南中烟杜文博士从毛细管蒸发模型构建出发,利用Ansys Fluent软件建立了PG和VG二元混合溶液微观尺度下的毛细管蒸发模型。通过计算,可以描述气溶胶成分的波动-稳定过程。在多相体系气化凝结过程的数学描述领域上取得了非常优异的研究结果。图7是ST85中多孔介质毛细管蒸发模型。 

 

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图7 ST85中多孔介质毛细管蒸发模型

在当天的第一个报告,由我们团队张齐博士在ST77的报告中介绍了我们关于滤嘴打孔的一项工作,主要表达打孔对滤嘴通风的影响。卷烟滤嘴通风是卷烟设计过程中的关键参数之一,强烈影响卷烟燃烧行为和烟气释放行为。激光打孔是实现滤嘴在线打孔的重要方式,激光打孔后孔形态是影响滤嘴通风质量稳定性的关键因素。我们在对行业近两年来的中细支卷烟滤嘴在线打孔产品的通风特征进行调研过程中发现,各产品的滤嘴通风孔的特性和通风率的稳定性存在差异(图8)。因此,为探究激光打孔对滤嘴通风质量指标的影响,工作中我们以中支烟为例,采用3D变焦光学测量系统对不同激光打孔时间下的滤嘴通风孔的形状、尺寸和孔深等进行表征,揭示激光打孔的稳定性对卷烟通风率影响本质原因。具体工作可以详细观看PPT的回放,熟悉我们团队的朋友们一定知道为什么我们会对这个工作产生这么大的兴趣,未来我们还会专题介绍该工作的进展。

 

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图8 ST77中打孔对滤嘴通风影响研究的工作背景

CORESTA国际学术会议经过数天,我们公众号也进行了9次更新,未来争取在对会议进行一个全面的总结,希望这个系列能够引起大家对学术会议的关注以及烟草科技发展的一些动态,更好的来让我们投入这件科学研究的事业中,我们也将不断努力去体会“发现的乐趣”

也就是在10月28日当天,也获知在上海科技大学学习的儿子李晨遥同学(目前大学二年级)也通过线上的方式参加一项传统的国际大赛IGEM,这次比赛是2022年国际基因工程机器大赛(the International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)全球总决赛。本届比赛共有来自世界各地的近360支队伍参赛,上海科技大学本科生队伍ShanghaiTech_China以“Mini Bioproduction Circle System on Mars base (MBCS-Mars) ”项目获得金牌。

iGEM是一项由美国麻省理工学院发起的合成生物学领域的国际性学术比赛,2003年首次举办, 2005年成为国际赛事,在领域内具有广泛影响力。这项国际性大赛旨在鼓励创意创新、学科交叉,同时也积极关注合成生物学与生产实际、社会问题之间的紧密联系。参赛期间,来自世界各地的队伍围绕特定主题,针对能源、医疗、环境等不同应用领域确立自己的项目,设计模型并利用实验验证和实现。前期,各参赛队伍所在机构独立进行项目研究,正式比赛时进行集体项目评选,通过多轮海报展示和项目演讲,评选出金银铜奖以及多个单项奖。历年来,不少参赛队伍的研究成果在Science、Nature等国际顶级学术期刊上发表,大赛的科研水准与创新价值可见一斑。

上海科技大学iGEM团队的参赛项目围绕火星探索中如何人工合成生存所需营养物质展开,提出了一种基于火星条件的微型生物循环生产系统MBCS-Mars(Mini Bioproduction Circle System on Mars base)。火星大气的两种主要成分分别是CO2和N2。为了构建人工生物圈,队伍选择了光合自养蓝藻、固氮菌和大肠杆菌三种微生物。通过蓝藻对于光能的利用和有机物的生产(对CO2的利用),固氮菌对于火星其他必要元素的利用(对氮元素的利用),以及大肠杆菌进行生物制品的合成,来高效地转化火星大气中的原料成为宇航员能够使用的营养物质,并通过对三种微生物的改造来建立蓝藻-固氮菌-大肠杆菌共生循环生产体系。

 

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图9 上海科技大学IGEM团队
 

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图10 上海科技大学IGEM团队在实验室

从他们每一次的报告,每一次的文案和每一次的实验经历,我能感觉到青春的意义和从事科研工作的意义,敢想敢干,朝气蓬勃,迎接挑战,沉浸于“发现的乐趣”中。

每个科研工作者都是永远年轻,未来已来,怀着责任与担当,奔跑在创新的路上……




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