CC BY
57
УДК 663.977
Прогнозирование состава табачного дыма
при различных интенсивных режимах прокуривания
И.А. Резниченко, канд. техн. наук, В.П. Писклов, канд. техн. наук, Л.В. Кокорина, И.И. Галич, Т.И. Покровская, И.М. Еремина
ВНИИ табака, махорки и табачных изделий, г. Краснодар
Основные показатели безопасности сигарет - содержание смолы, никотина и монооксида углерода в дыме сигарет. Оценку показателей безопасности сигарет осуществляют при помощи машинного прокуривания сигарет по методу ИСО (Международной организации по стандартизации). Однако многие эксперты ВОЗ (Всемирной организации по здравоохранению) [1] и других медицинских и научно-исследовательских организаций [2] считают существующий метод оценки показателей безопасности сигарет не достоверным, что объясняется целым рядом причин. Стандартный метод прокуривания имеет четкие параметры прокуривания, в то время как каждый курильщик имеет свою, сугубо индивидуальную манеру курения. Кроме того, в зависимости от эмоцио-
Таблица 1
Сравнительная характеристика манеры курения индивидуальных курильщиков и метода прокуривания ИСО
Параметр Интервалы индивидуальных курильщиков Метод прокуривания ИСО
Объем затяжки, мл 20-80 35+0,3
П родолжител ьность затяжки, с 0,8-3,0 2+0,2
П родолжител ьность паузы*, с 20-100 60+0,5
Длина окурка, мм 19-40 Длина ободка +3
* Время от начала одной затяжки до начала следующей.
Таблица 2
Параметры прокуривания по методу ИСО и интенсивным методам
Режим прокуривания Объем затяжки, мл Интервал между затяжками, с Продолжительность затяжки, с Блокировка зоны вентиляции, %
ИСО 35+0,3 60+0,5 2+0,2 0
Массачу- 45+0,5 30+0,5 2+0,2 50
сетский
Канадский 55+0,5 30+0,5 2+0,2 100
Ключевые слова: методы прокуривания; никотин; смола; монооксид углерода; прогнозирование.
Key words: smoking methods; nicotine; tar; carbon monoxide; prediction.
нального, психофизического состояния, окружающей обстановки один и тот же курильщик прокуривает сигареты с разной интенсивностью. В табл. 1 представлены результаты многолетних наблюдений за манерой курения индивидуальных курильщиков в сравнении с параметрами стандартного метода ИСО.
На момент создания метода ИСО сигареты в подавляющем большинстве имели не вентилируемый фильтр. Так, по данным Испытательного центра пищевой и сельскохозяйственной продукции ВНИИ табака, махорки и табачных изделий, в России в 2000 г. процент выпускаемых сигарет с вентилируемым фильтром составлял 30 %, в настоящее время он достигает 95 %. Вентилируемый фильтр стал основным средством, используемым производителями сигарет для получения продукции, соответствующей нормативам безопасности. Механизм действия вентилируемого фильтра достаточно прост: в ободковой бумаге фильтра на расстоянии 12-13 мм от края фильтра, берущегося в рот, делают отверстия, через которые при затяжке в главную струю дыма поступает воздух, разбавляя ее. При прокуривании сигарет на курительной машине вентиляционные отверстия остаются открытыми, однако курильщик при курении может частично или полностью блокировать эти отверстия губами, пальцами или частицами слюны, попадающей на фильтр.
На основании этого, многие эксперты склонны считать существующий метод прокуривания ИСО методом, дающим характеристику минимальных выходов токсических веществ. Поэтому в целях предоставления потребителям более полной информации о реально потребляемых количествах токсических веществ предлагается введение дополнительных интенсивных режимов прокуривания сигарет. Наиболее известные интенсивные методы прокуривания -Канадский интенсивный и Массачу-сетский методы прокуривания сигарет. В табл. 2 приведены параметры прокуривания сигарет по методу ИСО и интенсивными методами.
Для изучения изменений в составе дыма при прокуривании сигарет при интенсивных режимах прокуривания в ИЦ пищевой и сельскохозяйственной продукции ВНИИТТИ были проведены специальные исследования. Материалом для исследований служили коммерческие марки сигарет. Образцы для испытаний отбирали таким образом, чтобы охватить наиболее широкий спектр содержания смолы и никотина в дыме сигарет (на основании данных прокуривания по методу ИСО) и конструктивных особенностей сигарет. Содержание никотина в дыме отобранных образцов варьировалось от 0,1 до 1,1 мг/сиг, смолы - от 1 до 14 мг/сиг. Отобранные образцы включали сигареты разной длины и диаметра, с ацетатным и угольным фильтром.
Блокировку вентиляционных отверстий осуществляли при помощи клейкой пластиковой ленты. Для Канадского интенсивного метода со 100 %-ной блокировкой вентиляции сигареты заклеивали по всей окружности фильтра. Для Массачусетского интенсивного метода блокировка вентиляции составляет 50 %, поэтому в экспериментальных образцах был измерен диаметр и определена длина окружности фильтра. Затем клейкую пластиковую ленту разрезали на отрезки, шириной S окружности фильтра и аккуратно наклеивали на фильтр, что позволило заблокировать 50 % вентиляционных отверстий.
Прокуривание сигарет на курительной машине осуществляли в лабораторных условиях с окружающей атмосферой, соответствующей ГОСТ Р ИСО 3402-2002 [3]. В работе использовали лабораторную курительную машину SM450 фирмы Cerulean (Великобритания), которая соответствовала ГОСТ Р ИСО 3308-2002 [4]. Курительная машина SM450 - линейного типа, с 20 каналами, каждый канал оснащен ловушкой для дыма. Режимы прокуривания зада-
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
вались в соответствии с данными табл. 2.
Каждый канал курительной машины имеет держатели для сигарет и ловушки для дыма. Для сбора конденсата дыма в ловушки для дыма помещают фильтры из стекловолокна. Фильтрующий материал ловушки для дыма задерживает без потерь всю твердожидкую фазу основной струи дыма.
Дым, прошедший через стеклово-локнистый фильтр, поступает в мешок для сбора газовой фазы. По окончании прокуривания проба газа из мешка каждого канала отбирается во встроенный газовый инфракрасный анализатор монооксида углерода Cerulean Type COA 205 и анализируется автоматически. По окончании анализа автоматически формируется протокол определения содержания монооксида углерода.
Определение содержания смолы и никотина в конденсате дыма, собранном на фильтре в ловушке для дыма, проводили на газовом хроматографе Hewlett Packard 5890 Series II [5, 6, 7].
Для сравнительного анализа полученных данных все экспериментальные образцы сигарет были разделе-
Таблица 3
Содержание никотина, смолы и монооксида углерода в дыме сигарет при прокуривании при
интенсивных режимах
Марка сигарет Содержание никотина, мг/сиг Содержание смолы, мг/сиг Содержание СО, мг/сиг
ИСО Мас* Кан** ИСО Мас* Кан** ИСО Мас* Кан**
Полный вкус 0,734 1,685 2,001 7,961 21,371 25,250 8,175 19,311 24,492
Легкие 0,495 1,232 1,496 5,711 16,330 21,099 5,919 15,877 20,062
Суперлегкие 0,318 0,927 1,280 3,540 12,373 19,931 3,832 13,101 18,364
Единица 0,114 0,650 1,287 1,176 6,292 16,348 1,222 9,502 20,893
* Массачусетский интенсивный режим. ** Канадский интенсивный режим.
ны на группы по содержанию никотина в дыме по методу ИСО: полный вкус - содержание никотина 0,7 мг/ сиг и более; легкие - содержание никотина 0,5Ц0,6 мг/сиг; суперлегкие - содержание никотина 0,3-0,4 мг/сиг; единица - содержание никотина менее 0,2 мг/сиг. Результаты сравнительного анализа представлены в табл. 3.
Результаты сравнительного анализа показали, что при прокуривании при интенсивных режимах содержание смолы, никотина и монооксида углерода в дыме сигарет существенно возрастает. Это подтверждает мнение экспертов ВОЗ о необходимо-
Таблица 4
Средняя величина отношения прогнозируемого содержания к фактическому
Режим Отношение прогнозируемого содержания к фактическому
никотин смола монооксид углерода
Массачусетский 103,1 105,7 108,6
Канадский 98,6 104,4 109,0
сти введения дополнительных интенсивных режимов прокуривания сигарет для более полной информированности потребителей о количестве потребляемых токсических веществ.
В настоящее время в ИСО ТК 126 «Табак и табачные изделия» совмес-
«Эффективная логистика запасных частей» -курс на снижение затрат предприятия
Отлаженная система логистики запасных частей является одной из слагаемых в деле достижения высокой эффективности производства. Отсутствие одной, но крайне важной детали может поставить под угрозу выпуск продукции. Определить оптимальный складской запас и процедуру его поддержания поможет проект «Эффективная логистика запасных частей», широко применяемый компанией Тетра Пак.
Результаты:
- получение сбалансированного склада (увеличение доли ходовых частей)
- упрощение и сокращение по времени процедур по управлению запасами
- сокращение простоев оборудования по причине отсутствия деталей
- внедрение передовых методов работы
ЗАО Тетра Пак
129226 Москва, ул. Вильгельма Пика, д. 8
+7 (ЛОМ 7Я7 ЯП ПП
тно с экспертами ВОЗ ведется работа по созданию стандарта, согласно которому будет введен дополнительный интенсивный режим прокуривания сигарет [8].
Основная проблема при прокуривании сигарет интенсивными методами - необходимость перенастройки и калибровки курительной машины. Кроме того, не все курительные машины имеют техническую возможность перехода на другой режим прокуривания. Для решения этой проблемы рассмотрена возможность прогнозирования результатов прокуривания при интенсивном режиме на основании данных о прокуривании по методу ИСО. В результате регрессионного анализа данных получены зависимости.
Для Канадского интенсивного метода
Никотин: N =0,0963N
кан ' и
+ 1,053N 2 + 1,293,
+
где N
^ и
содержание никотина в
дыме по методу ИСО, мг/сиг; NKaH-содержание никотина в дыме по Канадскому методу, мг/сиг; коэффициент корреляции r = 0,9311. Смола: S = 1,6756S -
кан ' исс
- 0,0363S 2 + 14,875,
' исо ' '
где Suœ- содержание смолы в дыме по стандартному методу ИСО, мг/сиг; Sk3h~ содержание смолы в дыме по Канадскому методу, мг/сиг; коэффициент корреляции r = 0,9034. Монооксид углерода:
СО =- 2,1671СО + 0,3084СО 2 +
кан ' исо ' исо
+ 19,432,
где СОжо~ содержание монооксида углерода в дыме по методу ИСО, мг/сиг; СОкан- содержание монооксида углерода в дыме по Канадскому методу, мг/сиг; коэффициент корреляции r = 0,8235.
Для Массачусетского интенсивного метода
Никотин: ^ас=0,905Ши + 0,9761 N 2 + 0,4927,
+
где N
^ и
содержание никотина в
дыме по методу ИСО, мг/сиг; Nмзс-содержание никотина в дыме по Массачусетскому методу, мг/сиг; коэффициент корреляции г = 0,9616.
Наиболее известные интенсивные методы прокуривания - Канадский интенсивный и Массачусетский методы прокуривания сигарет.
Смола: Б = 3,1575Б - 0,11125 2 +
мас ' исо ' исо
+ 1,9127,
где Бисо- содержание смолы в дыме по методу ИСО, мг/сиг; Бмзс-содержание смолы в дыме по Мас-сачусетскому методу, мг/сиг; коэффициент корреляции г = 0,9710.
Монооксид углерода: СОмас = = 1,8644СО - 0,0256С(Э "о*1 +
исо исо
+ 5,0078,
где СОисо - содержание монооксида углерода в дыме по методу ИСО, мг/сиг; СОмзс- содержание монооксида углерода в дыме по Массачу-сетскому методу, мг/сиг; коэффициент корреляции г = 0,9521.
Коэффициент корреляции для полученных зависимостей по Канадскому режиму ниже, чем для зависимостей по Массачусетскому режиму, это объясняется изменением условий горения сигарет при полной блокировке вентиляционных отверстий. По сравнению с методом ИСО, сигареты, прокуриваемые по Канадскому интенсивному методу, характеризуются значительно большей высотой конуса горения [9], для некоторых марок сигарет отмечалось разогревание фильтров сигарет. При построении зависимостей по монооксиду углерода при использовании сигарет различного диаметра возникает погрешность, связанная с особенностями прокуривания сигарет суперслим диаметром 8-9 мм и сигарет кинг-сайз диаметром 11-12 мм. Так, при стандартном режиме ИСО в результате прокуривания сигарет с равным содержанием смолы и никотина, но разного диаметра (суперслим и кинг-сайз) содержание монооксида углерода будет существенно меньше для сигарет суперслим. В связи с этим для зависимости по монооксиду углерода по Канадскому интенсивному методу отмечен самый низкий коэффициент корреляции.
Для оценки степени достоверности полученных уравнений были прокурены 14 образцов сигарет по Канадскому интенсивному методу, Массачусетскому интенсивному методу и стандартному методу ИСО, определено содержание смолы, никотина и монооксида углерода. Результаты прогнозирования по вышеприведенным формулам сравнили с фактическим содержанием никотина и смолы в табачном дыме. В табл. 4 представлена средняя величина отношения прогнозируемого содержания к фактическому.
Таким образом, использование приведенных уравнений дает возможность избежать сложной техни-
чески и во временном отношении перенастройки курительной машины с режима на режим, позволяет определять содержание никотина и смолы в дыме сигарет по интенсивным методам расчетным путем, упрощая работу исследовательских лабораторий и, что немаловажно, позволяет вдвое снизить затраты на анализ продукции.
ЛИТЕРАТУРА
1. WHO Scientific Advisory Committee on Tobacco Product Regulaton. Conclusions and recommedations on health claims derived from ISO/FTC method to measure cigarette yield. Geneva, World Health Organization, 2002//http:// www.who.int/tobacco/sactob/ recommendations/en/iso_ftc_en.pdf
2. Influence of Puffing Parameters and Filter Vent Blocking Condition on Nicotine Fate in a Burning Cigarette. Part 1. Full Flavor Cigarettes/J.Yu [et al.]//Beitrage zur Tabakforschung International. -2006. - Vol. 22. - № 3. - P. 185-195.
3. ГОСТ Р ИСО 3402-2002 Табак и табачные изделия. Атмосферы для кондиционирования и испытаний. -Введ 2004-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003.
4. ГОСТ Р ИСО 3308-2002. Машина обычная лабораторная для прокуривания сигарет (курительная машина). Определения и стандартные условия. - Введ. 2004-0101. - М.: Изд-во стандартов, 2000.
5. ГОСТ Р 51973 - 20 02 (ИСО 103621-99). Сигареты. Определение содержания воды в конденсате дыма. Метод газовой хроматографии. -Введ. 2004-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003.
6. ГОСТ Р 51974-2002 (ИСО 103152000). Сигареты. Определение содержания никотина в конденсате дыма. Метод газовой хроматографии. - Введ. 2004-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003.
7. ГОСТ Р 51974-2002 (ИСО 103152000). Сигареты. Определение содержания никотина в конденсате дыма. Метод газовой хроматографии. - Введ. 2004-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003.
8. Резниченко, И.А. Интенсивные методы прокуривания сигарет: история, перспективы, прогнозы/И.А. Резниченко//Тобакко Ревю. -2008. - № 1. - С. 36-40.
9. Saldl, M.S. Mathematical modeling of a lit-end cigarette: Puffing Cycle and effects of Puff Counts/M.S.Saidi, A.Mhaisecar, M.R.Hajaligol, M.Subbian//Beitrage zur Tabakforschung International. -2008. - Vol. 23/1. - Р. 46-62.
