三醋酸甘油酯施加量對細支爆珠濾棒及卷煙煙氣的影響

唐嘉志 劉娜 彭黔榮 阮藝斌 楊敬國 張辭海 王偉國

摘要 為了研究不同三醋酸甘油酯施加量對細支爆珠濾棒物理性質及卷煙主流煙氣有害成分釋放量的影響，在其他條件不變的情況下，對不同三醋酸甘油酯施加量的細支爆珠濾棒的吸阻、硬度、圓周等物理性質進行了研究，并比較了不同三醋酸甘油酯施加量的細支爆珠濾棒所卷制的卷煙主流煙氣有害成分釋放量。結果表明：細支爆珠濾棒重量、吸阻、硬度與三醋酸甘油酯施加量呈正相關，相關系數分別為0.999、0.923和0.863。對于不同三醋酸甘油酯施加量的細支爆珠濾棒，添加爆珠會使濾棒圓周、圓度、吸阻和硬度分別平均增加0.01 mm、0.02 mm、455.50 Pa和0.22百分點，但不會影響三醋酸甘油酯的施加。細支爆珠卷煙主流煙氣中苯酚釋放量與三醋酸甘油酯施加量呈負相關，當三醋酸甘油酯施加量為12～42 mg/支時，三醋酸甘油酯施加量每增加10 mg/支，細支爆珠卷煙主流煙氣中苯酚釋放量就下降0.54 μg/支。

關鍵詞 三醋酸甘油酯;細支爆珠濾棒;細支爆珠卷煙;物理性質;主流煙氣

中圖分類號 TS-41+1? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）22-0177-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.22.044

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Application Amount of Glycerol Triacetate on Slim Breakable Capsule Filter Rod and Cigarette Smoke

TANG Jia-zhi ?LIU Na ?PENG Qian-rong2 et al

（1. Guiding Cigarette Factory of China Tobacco Industrial Limited Liability Company， Guiding，Guizhou 551300;2. Technology Center of China Tobacco Industrial? Limited Liability Company，Guiyang，Guizhou 550009）

Abstract In order to study the influences of different application amounts of glycerol triacetate on the physical properties of slim breakable capsule filter rod and the release of harmful components in mainstream cigarette smoke， while keeping other conditions unchanged， the suction resistance， hardness， circumference and other physical properties of slim breakable capsule filter rod were studied at different application amounts of glycerol triacetate， and the release of harmful components in mainstream smoke of cigarettes at different application amounts of glycerol triacetate were compared.? The results showed that the weight， suction resistance and hardness of slim breakable capsule filter rod were positively correlated with the application amount of glycerol triacetate， the correlation coefficients were 0.999， 0.923 and 0.863 respectively. The circumference， roundness， suction resistance and hardness of slim filter rod with breakable capsule increased 0.01 mm，0.02 mm，455.50 Pa and 0.22 percent points respectively with the addition of breakable capsule at different amounts of glycerol triacetate. The release of phenol in mainstream cigarette smoke was negatively correlated with the application amount? of glycerol triacetate in slim breakable capsule filter rod， when the application amount of glycerol triacetate ranged from 12 mg/cig. to 42 mg/cig.， the release of phenol in mainstream cigarette smoke of slim breakable capsule cigarette reduced 0.54 μg/cig. as the application amount of glycerol triacetate in filter rod added 10 mg/cig..

Key words Glycerol triacetate;Slim breakable capsule filter rod;Slim breakable capsule cigarette; Physical properties;Mainstream cigarette smoke

三醋酸甘油酯是卷煙濾棒中醋酸纖維絲束必不可少的增塑劑，對卷煙成品的吸食品質有一定的影響，其用量直接影響濾棒的重量、吸阻、硬度等，從而影響醋酸纖維濾棒的過濾效果及卷煙的感官質量[1-4]。細支爆珠卷煙在降焦減害、降本增效、增香保潤等方面具有天然的優勢，已成為近年來快速增長的中式卷煙新品類[5-10]。目前，國內關于三醋酸甘油酯施加量對細支爆珠濾棒物理性質以及細支爆珠卷煙主流煙氣有害成分釋放量的影響研究鮮見報道。筆者考察了細支爆珠濾棒成型過程中不同三醋酸甘油酯施加量對濾棒物理性質的影響，并對比了5種不同三醋酸甘油酯施加量的細支爆珠濾棒所卷制的卷煙主流煙氣有害成分釋放量，以期為細支爆珠濾棒的設計與生產、細支爆珠卷煙的產品研發與減害提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

在其他生產要素均相同的情況下，調節活門開度，生產不同三醋酸甘油酯施加量的細支爆珠濾棒1#～42#各4 000支，濾棒規格均為圓周16.8 mm、長度120 mm、吸阻4 100 Pa;選取4個三醋酸甘油酯施加量，對應生產添加和不添加爆珠的細支濾棒（樣品編號1、2、3、4）;將5種不同三醋酸甘油酯施加量的細支爆珠濾棒（樣品編號A、B、C、D、E），在相同生產條件下生產煙絲凈含量相同的細支爆珠卷煙各4 000支，煙支圓周17.1 mm、長度90.0 mm。

苯并芘、苯并芘-d12（內標）（美國Sigma公司）;苯酚（梯希愛（上海）化成工業發展有限公司）;NNK、NNK-d4（內標）（加拿大TRC公司）;環己烷、異丙醇（HPLC級，天津市科密歐化學試劑有限公司）;乙腈（美國Sigma公司）; 4-二硝基苯肼、吡啶（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）;鄰苯二甲酸氫鉀（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）;氫氧化鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）;氯胺-T（分析純，美國Sigma公司）; 3-二甲基巴比妥酸（分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）;甲磺酸（梯希愛（上海）化成工業發展有限公司）;鹽酸（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）;乙酸銨（HPLC級，美國Honeywell公司）;異煙酸（分析純，美國Sigma公司）。

1.2 儀器與設備

KDF2濾棒成型機;ZJ17卷接機組（常德煙草機械有限責任公司）;CH-XL卷煙/濾棒綜合測試臺（北京歐美利華科技有限公司）;SM450直線型吸煙機（英國CERULEAN公司）;RM-200A轉盤吸煙機（德國Borgwaldt公司）、7890A氣相色譜儀、10-ISQ氣相色譜-質譜聯用儀（美國Thermo公司）、ACQUITY UPLC超高效液相色譜儀（美國Waters公司）;TSQ Vantage液相色譜-三重四極桿質譜聯用儀（美國Waters公司）;ICS 3000離子色譜儀（美國Dionex公司）;Futura Ⅱ連續流動分析儀（法國Alliance）;Milli-Q超純水儀（美國Millipore公司）。

1.3 試驗方法

濾棒樣品均固化不低于48 h，卷煙樣品參照GB/T 16447—2004方法平衡。

分別從固化后的1#～42#濾棒中隨機取樣各30支，在標準大氣環境下在同一綜合測試臺上、由相同操作人員按照GB/T 22838—2009標準檢測濾棒物理性能，取平均值;按照YC/T 331—2010標準檢測濾棒中三醋酸甘油酯施加量。

按照GB/T 16447—2004的方法平衡卷煙樣品，不捏破爆珠，在標準大氣環境下用同一臺吸煙機、由相同操作人員按照GB/T 19609—2004、GB/T 23356—2009、GB/T 23355—2009方法檢測焦油、CO和煙堿的釋放量，按照YC/T 253—2008、TQ/T 29—2013、YC/T 377—2010、GB/T 21130—2007、YC/T 255—2008和YC/T 254—2008方法檢測氫氰酸、NNK、氨、苯并芘、苯酚和巴豆醛的釋放量，并按照文獻[11-12]的方法計算卷煙危害性評價指數H值。

2 結果與分析

2.1 三醋酸甘油酯施加量對細支爆珠濾棒物理性質的影響

細支爆珠濾棒物理性質隨三醋酸甘油酯施加量的變化見圖1～3。從圖1～3可以看出，在細支爆珠濾棒加工條件相同的情況下，單顆爆珠重量變化不大[（13.0±0.5）mg]，細支爆珠濾棒重量、吸阻、硬度均隨三醋酸甘油酯施加量的增大而增大，呈正相關關系，相關系數分別為0.999、0.923和0.863。隨著三醋酸甘油酯施加量的增大，由纖維絲束表面向內部滲透，纖維絲束黏合在一起，表面逐步固化，細支爆珠濾棒的吸阻和硬度不斷提高。當三醋酸甘油酯施加量超過80 mg/支，整根纖維絲束形成黏性流層，出現融洞，稱為膠孔，細支爆珠濾棒吸阻隨之下降。當三醋酸甘油酯施加量超過60 mg/支，多余的三醋酸甘油酯難以被纖維絲束吸收，細支爆珠濾棒硬度不再上升。因此，當三醋酸甘油酯施加量不超過60 mg/支時，細支爆珠濾棒的硬度隨三醋酸甘油酯施加量的增大而增加，而硬度的增加幅度隨著三醋酸甘油酯施加量的增大而逐漸減小。

2.2 添加爆珠對細支濾棒物理性質和三醋酸甘油酯施加量的影響

細支濾棒和細支爆珠濾棒的物理性質以及三醋酸甘油酯施加量見表1。由表1可知：同一細支濾棒樣品在相同加工條件下，添加爆珠會增加細支濾棒的圓周、圓度、吸阻和硬度，平均增加值分別為0.01 mm、0.02 mm、455.50 Pa和0.22百分點，表明添加爆珠不僅能夠提高濾棒的緊實度，而且能夠通過重塑絲束的分布狀態來提高濾棒的圓度，而硬度的提高和圓度的降低有利于提高濾棒的搓接質量，吸阻的增大則有利于降焦減害。同一細支濾棒樣品在相同加工條件下，對比是否添加爆珠對細支濾棒中三醋酸甘油酯施加量的影響，配對樣本t檢驗表明t值為1.01 小于臨界值t（ 0.05）（3.182），表明是否添加爆珠不會對細支濾棒中三醋酸甘油酯施加量產生影響。

2.3 三醋酸甘油酯施加量對細支爆珠卷煙主流煙氣有害成分釋放量的影響

5種不同三醋酸甘油酯施加量下細支爆珠卷煙主流煙氣的檢測結果見表2。由表2可知，隨著三醋酸甘油酯施加量的增加，苯酚釋放量相應降低，而細支爆珠卷煙主流煙氣中其他有害成分的釋放量未表現出規律性變化;細支爆珠卷煙主流煙氣中苯酚釋放量隨三醋酸甘油酯施加量的增加而降低，表明細支爆珠卷煙主流煙氣中苯酚釋放量與三醋酸甘油酯施加量呈負相關關系;在12～42 mg/支范圍內，三醋酸甘油酯施加量每增加10 mg/支，細支爆珠卷煙主流煙氣中苯酚釋放量下降0.54 μg/支（圖4）。

3 結論

細支爆珠濾棒成型過程中不同三醋酸甘油酯施加量會對濾棒的吸阻、硬度、圓度等物理性質產生影響，在其他條件不變的情況下細支爆珠濾棒重量、吸阻、硬度與三醋酸甘油酯施加量呈正相關，相關系數分別為0.999、0.923和0.863。當三醋酸甘油酯施加量超過80 mg/支時，細支爆珠濾棒會出現膠孔，使得吸阻下降;當三醋酸甘油酯施加量低于60 mg/支時，細支爆珠濾棒的硬度隨三醋酸甘油酯施加量的增大而增加，而硬度的增加幅度隨著三醋酸甘油酯施加量的增大而逐漸減小。對于不同三醋酸甘油酯施加量的細支爆珠濾棒，添加爆珠會使濾棒的圓周、圓度、吸阻和硬度分別平均增加0.01 mm、0.02 mm、455.50 Pa和0.22百分點，但不會影響三醋酸甘油酯的施加。硬度的提高和圓度的降低有利于提高濾棒搓接質量，吸阻的增大則有利于卷煙降焦減害。細支爆珠卷煙主流煙氣中苯酚釋放量與三醋酸甘油酯施加量呈負相關關系;在12～42 mg/支范圍內，三醋酸甘油酯施加量每增加10 mg/支，細支爆珠卷煙主流煙氣中苯酚釋放量下降0.54 μg/支。

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