HCI模式下吸烟机类型对常规烟气成分释放量及精密度的影响

为了解加拿大深度抽吸(HCI)模式下直线型与转盘型吸烟机对卷烟主流烟气总粒相物(TPM)、水分、烟碱、焦油和一氧化碳(CO)释放量及测试结果精密度的影响,用9台直线型和8台转盘型吸烟机在HCI模式下抽吸了10种卷烟样品。结果表明:①直线型吸烟机测试TPM,水分和焦油的释放量分别比转盘型高2.4~7.6,2.0~5.0和1.4~3.1 mg/支,测试CO的释放量比转盘型低0.9~2.4 mg/支,配对t检验结果表明置信度为99%时存在统计学显著性差异;②两种类型吸烟机测试烟碱的释放量接近,显著性水平为0.01时不存在统计学显著性差异;③直线型吸烟机测试TPM、水分和焦油的重复性限和再现性限及测试烟碱的再现性限高于转盘型,测试CO的再现性限低于转盘型,配对t检验结果表明置信度为99%时存在统计学显著性差异;④显著性水平为0.01时,直线型与转盘型吸烟机测试烟碱和CO的重复性限不存在统计学显著性差异。     

两种抽吸模式对卷烟主流烟气测量方法与结果精密度的影响

为了解吸烟机抽吸模式对卷烟主流烟气相关测量方法与结果精密度的影响,针对卷烟主流烟气的常规指标(抽吸口数、总粒相物、焦油、烟碱、CO)、烟草特有亚硝胺[TSNAs,N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)]、苯并[a]芘、羰基化合物(甲醛、乙醛、丙烯醛、巴豆醛)、苯酚、氢氰酸、氨、挥发性有机化合物(VOCs,1,3-丁二烯、苯)等17个测试指标,在ISO和加拿大深度抽吸(HCI)两种模式下开展了卷烟主流烟气系列测量方法的协同试验,按照GB/T 6379.2—2004/ISO 5725-2:1994的统计方法进行分析,获得了9个测量方法 6个测试水平(m)下的重复性限(r)和再现性限(R),并确立了r、R与m的线性拟合函数关系。结果表明:焦油、烟碱、CO的测量精密度显著优于其他测试指标,相对重复性限(r%)和相对再现性限(R%)分别约为10%和20%,其他指标的r%和R%分别为20%和45%左右;与ISO抽吸模式相比,HCI抽吸模式下卷烟主流烟气释放量显著增加,但测量方法的精密度对于绝大多数测量指标并没有明显改善;HCI抽吸模式下相关测试指标的精密度对m的依赖性显著较弱,部分指标的两种吸烟机型测试结果差异较大;烟气在HCI抽吸模式下的捕集过程中,吸烟机卷烟抽吸参数(如抽吸口数)稳定性相对较差。因此,当前典型的吸烟机设计并不能较好地满足深度抽吸条件下卷烟主流烟气相关分析物的稳健测量。     

抽吸模式对纸打孔细支卷烟烟气释放量的影响

为研究卷烟纸打孔细支卷烟的主流烟气,测定不同卷烟纸打孔参数的细支卷烟在ISO和HCI 2种模式下焦油和烟碱逐口释放量。结果表明:(1)ISO模式下卷烟纸打孔细支卷烟样品的焦油释放量有不同程度降低,而烟碱释放量变化幅度不明显;(2)HCI模式下,纸打孔样品焦油和烟碱总释放量均有不同程度升高,卷烟纸打孔对细支卷烟焦油和烟碱总释放量有不利影响;(3)前3口焦油增长率的变化反映了ISO模式下焦油逐口释放量的变化趋势较HCI模式大;(4)ISO模式下,纸打孔卷烟总烟碱/焦油比均大于对照样,且在打孔数目相同的情况下,总烟碱/焦油比随孔带宽度增加而增加,孔带宽度相同时,烟碱/焦油比随打孔数目增加而升高。而HCI模式下打孔卷烟与对照样烟碱/焦油比未呈现明显的变化规律。     

两种抽吸模式下卷烟主流烟气成分释放量的差异

为应对烟草制品成分管制新的要求,以典型的不同焦油量(1.0~13.3 mg/支)的9种烤烟型和11种混合型卷烟样品为研究对象,从单支卷烟、单位烟碱和单位焦油的角度分析考察了ISO和加拿大深度抽吸(HCI)两种模式下卷烟主流烟气成分(TPM、焦油、烟碱、CO、TSNAs、B[a]P、羰基化合物、苯酚、HCN、氨和VOCs)释放量的差异。结果表明:1对于单支卷烟烟气成分释放量而言,HCI抽吸模式显著高于ISO抽吸模式,与中高焦油量(6.0 mg/支)卷烟样品相比,低焦油(≤6.0 mg/支)卷烟样品的烟气成分释放量在两种抽吸模式下的差异更大。2以单位烟碱计,NNN、NNK、B[a]P和1,3-丁二烯在两种抽吸模式下的释放量基本一致。低焦油样品在HCI抽吸模式下CO、甲醛、巴豆醛和HCN的单位烟碱释放量显著高于ISO抽吸模式,而对于中高焦油量卷烟样品,两种抽吸模式下4种成分的单位烟碱释放量相当。3以单位焦油计,对于NNN、NNK、B[a]P和苯酚,HCI抽吸模式下各成分的单位焦油释放量略低于ISO抽吸模式。对于CO、甲醛、巴豆醛和HCN,低焦油样品在HCI抽吸模式下单位焦油释放量高于ISO抽吸模式。     

不同抽吸模式卷烟主流烟气中常规成分和某些有害成分释放研究

对比研究了ISO抽吸模式和加拿大深度抽吸模式下不同卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分3种常规成分释放量及一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分释放量。结果表明, 加拿大深度抽吸模式下, 卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分3种常规成分及一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分释放量远远高于ISO抽吸模式下的释放量;随着滤嘴通风率的增加, 主流烟气常规成分和某些有害成分释放量的增加幅度越来越大;主流烟气中水分释放量的增加幅度远远大于焦油、烟碱、一氧化碳、氨和苯酚释放量的增加幅度。     

细支卷烟主流烟气有害成分释放量的分析

为研究细支卷烟主流烟气中有害成分的释放量,应对烟草和烟草制品管制新要求,以不同盒标焦油量(1~7 mg/cig)的细支卷烟为对象,研究了在国际标准化组织(ISO)抽吸模式下和深度抽吸(HCI)模式下主流烟中15种有害成分(焦油、烟碱、CO、HCN、NNK、NH3、B[a]P、苯酚、巴豆醛、NNN、甲醛、乙醛、丙烯醛、1,3-丁二烯和苯)的释放量规律。结果显示:1对于单支卷烟,HCI抽吸模式下有害成分的释放量均不同程度地高于ISO抽吸模式下的释放量,且盒标焦油量越低,两种抽吸模式下检测结果的比值(HCI/ISO)越大;另外,ISO抽吸模式下,除NNN、NNK、1,3-丁二烯、苯外,其他各成分与焦油相关性较强,而HCI抽吸模式下,仅烟碱、CO、乙醛、丙烯醛、NNN 5种成分与焦油显著相关;2对于单位毫克烟碱释放量,在HCI抽吸模式下,CO、HCN、巴豆醛、氨、甲醛、乙醛、丙烯醛7种成分高于ISO抽吸模式,NNN、NNK、B[a]P、苯酚、1,3-丁二烯、苯6种成分低于ISO抽吸模式;在ISO抽吸模式下,CO、氨、巴豆醛、HCN、苯酚5种成分与焦油显著相关,而在HCI抽吸模式下,仅CO与焦油显著相关;3对于单位毫克焦油释放量,在HCI抽吸模式下,CO、HCN、甲醛、巴豆醛4种成分高于ISO抽吸模式,而其余9种成分均不同程度地低于ISO抽吸模式,且单位毫克焦油释放量比值(HCI/ISO)与单位毫克烟碱释放量比值(HCI/ISO)相比,整体上更低一些。     

两种抽吸模式下不同圆周卷烟主流烟气释放物及毒理学分析

为评价不同圆周卷烟的主流烟气释放物及其毒理学特征,以叶组相同的3种圆周卷烟为研究对象,分析了ISO和加拿大深度(HCI)抽吸模式下的主流烟气常规指标、烟气危害性评价指数(H)和体外毒理学指标,并考察了主流烟气常规指标的逐口释放规律。结果表明:(1)ISO抽吸模式下,中支卷烟主流烟气常规指标的单位烟碱释放量和H指数最低;HCI抽吸模式下,不同圆周卷烟主流烟气的单位烟碱H指数随着圆周的减小而降低。(2)在不同抽吸模式下,卷烟烟气总粒相物的细胞毒性整体上随卷烟圆周的减小而降低,遗传毒性和致突变性无显著差异。(3)不同圆周卷烟主流烟气常规指标的逐口释放量整体上呈现随抽吸口数增加而增加的趋势。     

ISO和HCI抽吸模式下卷烟燃烧状态与主流烟气成分对比分析

为了解卷烟在不同抽吸模式下的燃烧状态与烟气释放情况,采用微细热电偶法测量了卷烟在ISO标准抽吸模式和加拿大深度抽吸模式(HCI)下连续抽吸两口的温度分布数据,以表征卷烟的燃烧状态,同时分析了主流烟气中焦油、烟碱等化学成分的释放量。结果表明:(1)HCI抽吸模式下,卷烟的燃烧锥体积(V0)、最高温度(Tmax)、特征温度(T0.5)、温度范围(T0.1～T0.9)及燃烧速率相对较大;两种抽吸模式下,抽吸第二口时燃烧锥的体积和最高温度均高于第一口,高温区域所占比例则低于第一口。(2)两种抽吸模式下,燃烧锥内部区域温度均先增大后减小,表面温度则先减小后增大;HCI抽吸模式下,卷烟燃烧锥内部温度和升温速率整体高于ISO模式,表面温度则低于ISO模式。(3)HCI抽吸模式下,卷烟主流烟气的化学成分释放量高于ISO模式,单位质量烟丝释放量是ISO模式下的1.396～3.041倍(邻甲酚除外)。该研究结果可为了解卷烟燃烧过程和机制、优化卷烟设计提供参考。     

纸质滤嘴棒对卷烟主流烟气中有害物质的影响

为研究纸质滤嘴棒与醋酸纤维滤嘴棒对卷烟主流烟气中有害物质释放量的影响,考察了几种纸质滤嘴棒卷烟和醋酸纤维滤嘴棒卷烟主流烟气中焦油、烟碱、水分、CO、氢氰酸、甲基亚硝胺吡啶基丁酮、氨气、苯并[a]芘、苯酚和巴豆醛的释放量。结果表明,与醋酸纤维滤嘴棒相比,纸质滤嘴棒能显著地降低卷烟主流烟气中烟碱和焦油的释放量;纸质滤嘴棒卷烟主流烟气中氨气、苯并[a]芘的释放量偏低,氢氰酸、苯酚、巴豆醛的释放量偏高;纸质滤嘴棒对主流烟气中CO、甲基亚硝胺吡啶基丁酮的释放量没有显著的影响。因此,纸质滤嘴棒能有效地降低卷烟主流烟气中粒相物的释放量,在降低主流烟气中气相物的释放量上与醋酸纤维滤嘴棒相当。     

烤烟型细支与常规卷烟烟气中9种主要成分的逐口释放量比较

为研究不同圆周卷烟主流烟气主要成分逐口释放的差异,对同一烤烟型配方烟丝的细支卷烟和常规卷烟主流烟气中焦油、烟碱、CO、NNK、B[a]P、苯酚、巴豆醛、HCN和NH_39种主要成分逐口释放量进行量化分析。结果显示:①细支卷烟和常规卷烟的平均抽吸口数存在极显著差异,分别为5.49,6.72口;各成分在细支卷烟中的逐口释放量及总量均低于常规卷烟,其中焦油、烟碱、NNK、B[a]P、苯酚、HCN和NH_3成分在细支卷烟中的波动均小于常规卷烟,而CO和巴豆醛则相反;②随着抽吸口数的增大,细支卷烟和常规卷烟中焦油、烟碱、CO、NNK、B[a]P、苯酚、HCN和NH_3成分均逐步增加,仅巴豆醛第一口释放量大于第二口;③常规卷烟烟气中9种主要成分的单口烟气释放量随抽吸口数递增而增加的趋势整体上更显著于细支卷烟,而在控制焦油因素情况下,细支卷烟各成分逐口释放量与抽吸口数相关性发生变化的程度更甚于常规卷烟。     

烟叶产地与部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响

为考察国内烟叶产地及烟叶部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响,选取国内代表性烟叶产区不同部位烟叶样品467个,卷制成单料烟并测试烟气焦油、7种代表性有害成分和烟碱释放量,研究了烟叶产地和部位对卷烟主流烟气焦油、卷烟危害性评价指数(H)、7种代表性有害成分及烟碱释放量的影响。结果表明:(1)烟叶产地对NNK的单位燃烧烟丝质量释放量影响最大,其次为氨、HCN和苯酚等3种成分,对焦油、烟碱、H、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(2)烟叶产地对氨和NNK的单位烟碱释放量影响最大,其次为HCN、巴豆醛、B[a]P、苯酚和CO等5种成分,对焦油和H影响较小。(3)烟叶部位对氨、烟碱、苯酚、NNK等4种成分的单位燃烧烟丝质量释放量影响显著,对焦油、H、HCN、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(4)烟叶部位对巴豆醛、CO、NNK、B[a]P和HCN等5种成分的单位烟碱释放量影响显著,对焦油、H、氨和苯酚等指标影响较小。通过调控卷烟配方中烟叶的产地和部位,有助于降低烟气中焦油、7种有害成分的单位燃烧烟丝质量释放量或单位烟碱释放量。     

两种抽吸模式下吸烟机型对卷烟主流烟气总粒相物及7种化学成分检测结果的影响

为研究不同抽吸模式下吸烟机型对卷烟主流烟气总粒相物(TPM)和7种化学成分释放量检测结果的影响,以典型的不同焦油量(1.0~13.3 mg/支)的9种烤烟型和11种混合型卷烟样品为研究对象,考察了ISO和加拿大深度抽吸(HCI)模式下直线型(L)和转盘型(R)吸烟机对卷烟主流烟气总粒相物(TPM)和一氧化碳(CO)、4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯并[a]芘(B[a]P)、巴豆醛、苯酚、氰化氢(HCN)、氨(NH₃)释放量测试结果的影响。结果表明:①HCI抽吸模式下两种吸烟机型测试结果的一致性弱于ISO抽吸模式; TPM、巴豆醛和HCN在HCI抽吸模式下两种吸烟机型测试结果的差异明显。②两种抽吸模式下卷烟主流烟气NNK、B[a]P和苯酚重复检测结果标准偏差(SD,n=5)与检测水平均值(m)的相关性总体上较CO、巴豆醛、HCN和NH₃高,但HCI抽吸模式下检测结果SD与检测水平m的相关性弱于ISO抽吸模式。③在两种抽吸模式下,卷烟主流烟气相关指标不同吸烟机型测试结果总体精密度差异基本一致,即R型吸烟机对于20个不同烟气释放量水平样品重复测试结果的平均变异系数(CV)大多低于L型。      

深度吸烟对卷烟焦油、烟碱和CO释放量测定结果的影响

为考察抽吸方式对15种国产卷烟和1种进口卷烟的焦油、烟碱和CO释放量测定结果的影响,选择ISO/TC126的卷烟抽吸方法工作组(WG9)提出的3种吸烟参数方案中的A和C与现行的ISO标准吸烟条件对16种国产卷烟进行了测试。结果表明在WG9参数条件下抽烟,①测试结果之间的离散性不大于现行的ISO标准方法;②焦油、烟碱和CO的释放量显著增加。     

辅助材料设计参数对烤烟型卷烟烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响

为探索辅助材料与卷烟烟气化学成分之间的关系,研究了卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成形纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻对卷烟主流烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响,并通过辅材设计参数的组合设计,建立了辅材设计参数预测焦油、烟碱和CO释放量的数学模型.结果表明:①卷烟纸定量增加CO释放量增加;②卷烟纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低;③滤棒吸阻增加,焦油和烟碱释放量降低;④接装纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量显著降低;⑤成形纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低,降低程度与配合使用的接装纸透气度有关;⑥焦油、烟碱和CO释放量预测模型的预测值与实测值基本吻合.     

低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气及全长燃烧比例的影响

为研究低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气及全长燃烧比例的影响,采用两种定量的基纸制成了两个扩散率梯度的低引燃倾向卷烟纸,在不改变卷烟原有配方结构的基础上,仅替换卷烟纸(普通卷烟纸和低引燃倾向卷烟纸)制备了相应的卷烟样品,并对样品进行了主流烟气释放物、自由燃烧全长燃烧比例和标准测试全长燃烧比例的分析测试。结果表明:1低引燃倾向卷烟较对应的普通卷烟,主流烟气中焦油释放量增加,烟碱释放量增加不明显,CO释放量显著增加。低引燃倾向卷烟纸定量升高焦油和CO释放量有增大的趋势,烟碱释放量变化不明显。低引燃倾向卷烟纸扩散率升高焦油和烟碱释放量变化不明显,CO释放量有下降的趋势。2低引燃倾向卷烟纸扩散率升高自由燃烧全长燃烧比例增大,定量升高自由燃烧全长燃烧比例增大。3低引燃倾向卷烟纸扩散率升高标准测试全长燃烧比例增大,定量升高标准测试全长燃烧比例增大。     

不同长度、圆周、切丝宽度卷烟主流烟气常规指标释放量及其变化

为评价不同烟支长度、圆周及切丝宽度对卷烟主流烟气化学成分释放量的影响,以3种切丝宽度的单一叶组配方制备的5种圆周、4种长度的卷烟为研究对象,分析了ISO抽吸模式下的主流烟气常规指标,并考察了其单位焦油、单位烟碱、单位燃烧烟丝质量释放量的变化规律。结果表明:(1)切丝宽度和烟支圆周相同时,卷烟主流烟气各常规指标的实测值随烟支长度增大而增加;但烟气常规指标的单位焦油释放量无明显差异。(2)在圆周23.0～27.0 mm范围内,卷烟主流烟气总粒相物(TPM)和焦油的单位烟碱释放量随烟支长度的增大而逐渐降低;且随烟支圆周的增大,负相关的趋势越明显。(3)切丝宽度和烟支圆周一定时,TPM、焦油、水分和CO的单位燃烧烟丝质量释放量随烟支长度的增大总体上呈下降趋势。(4)切丝宽度一定时,TPM、焦油、水分和CO的单位烟碱释放量和单位烟丝质量释放量在5种烟支圆周条件下,均在100 mm烟支长度时出现最小值。(5)烟支圆周和烟支长度与焦油释放量均极显著正相关,而切丝宽度与焦油显著负相关。     

加热卷烟烟气pH值与烟碱含量的关系研究

为探究不同抽吸模式下加热卷烟烟气pH值与烟碱含量的关系，建立了加热卷烟烟气粒相物pH值的测定方法，采用GCFID测定了14种市售加热卷烟样品不同抽吸模式下烟气粒相物中总烟碱和游离烟碱含量，分析烟气粒相物pH值、游离烟碱和总烟碱含量以及加热卷烟劲头之间的关系。结果表明：（1）建立的加热卷烟烟气粒相物pH值的测定方法日内和日间相对标准偏差均小于1%，重复性和再现性良好。（2）加热卷烟烟气粒相物p H值受抽吸模式影响较大，ISO模式（6.02～6.46）下pH值明显高于HCI模式（5.92～6.18）;(3)ISO和HCI两种模式下，烟气中总烟碱含量分别在0.45～0.65 mg/支和1.30～1.88 mg/支，而游离烟碱含量分别在0.12～0.24 mg/支和0.16～0.44 mg/支；（4）不同抽吸模式下的烟气粒相物pH值均与游离烟碱占比、游离烟碱含量呈显著正相关；（5）总烟碱含量与游离烟碱含量也呈显著正相关，但与烟气pH值、游离烟碱占比之间均无相关性；（6）HCI模式下，加热卷烟劲头与烟气粒相物pH值、游离烟碱含量及游离烟碱占比之间均存在一定相关性。     

两种抽吸模式下加热不燃烧卷烟主流烟气释放物分析

为研究加热不燃烧卷烟主流烟气中有害成分的释放量,以11个iQOS和3个glo加热不燃烧卷烟产品为对象,研究了ISO抽吸模式和加拿大深度抽吸(HCl)模式下主流烟气中有害成分(焦油、烟碱、CO、HCN、NNK、NNN、NH_3、B[a]P、苯酚、巴豆醛、甲醛、乙醛、丙烯醛、1,3-丁二烯和苯)以及水分、丙二醇和丙三醇释放的规律。结果表明:(1)加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物释放总量较高,且主要成分为水(质量分数约70%),远高于传统卷烟;(2)iQOS和glo卷烟的主流烟气有害成分中除NNK、NH3和巴豆醛释放量与传统卷烟相当以外,其他成分远低于传统卷烟;(3)11个iQOS样品的"焦油"平均值在ISO和HCl两种模式下分别为1.3和9.8 mg,释放量受抽吸模式的影响较大;3个glo样品的"焦油"平均值在ISO和HCl两种模式下分别为2.9和7.0 mg,与常规卷烟在两种抽吸模式下的释放规律一致。     

不同脱乙酰度的壳聚糖对降低卷烟焦油和烟碱释放量的作用

在烟支中添加不同剂量、具有不同脱乙酰度的壳聚糖溶液 ,检测卷烟中对应的焦油和烟碱释放量 ,以研究不同脱乙酰度的壳聚糖在降低卷烟烟气中焦油、烟碱释放量方面的作用 ,再对烟支进行评吸 ,从而确定了壳聚糖溶液的最佳添加量 .结果表明 ,烟支中加入 1.0mL脱乙酰度为 90 %的壳聚糖溶液 ,主流烟气中焦油降低 15 .5 % ,烟碱降低 13.8% ,内在品质有明显提高     

“三丝”掺兑量对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响

为考察膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶(简称“三丝”)掺兑量对主流烟气有害成分释放量的影响规律,在控制烟支硬度一致的条件下,制备了15种不同“三丝”掺兑量的卷烟,对其烟丝重量、吸阻、抽吸口数及主流烟气中焦油、烟碱、CO、氢氰酸、NNK、氨、BaP、苯酚、巴豆醛的释放量进行了测定,并建立了“三丝”掺兑量与上述有害成分释放量的回归方程.结果表明:①膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量增加10％,烟丝重量分别减少约1.8％,31％和1.3％,卷烟抽吸口数均减少约0.4口;膨胀梗丝或膨胀烟丝掺兑量增加10％,卷烟吸阻均增加约3.0％;②随着膨胀梗丝掺兑量增加,CO和巴豆醛释放量增加,其它7项有害成分释放量降低;随着膨胀烟丝掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、CO、BaP、氨和苯酚释放量降低;随着再造烟叶掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、氢氰酸、BaP、氨和苯酚释放量降低;③通过增加膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量,可以选择性降低卷烟主流烟气中的BaP、氨和苯酚.