В настоящее время установлено, что в табаке содержатся несколько сотен различных веществ, концентрация которых, ‘естественно, зависит от сорта табака и условий курения. По разным причинам длительное время делаются попытки изменить содержание отдельных компонентов, не оказывая заметного воздействия на аромат табака. Смолистые и высококипя — щие компоненты можно удалить на механических фильтрах из целлюлозы и ацетата целлюлозы, тогда как концентрацию легколетучих токсичных веществ типа формальдегиды (т. кип. |21°С), акролеина (т. кип. 52°С) или цианистого водорода (т. кип. 26 °С) таким способом снизить невозможно.
Уже много лет определенные марки активного угля используются для снаряжения угольных фильтров, позволяющих изменять вид и количество парообразующих компонентов сигаретного дыма. Обычно в мундштук сигареты помещается фильтр, содержащий около 100 мг зерненого активного угля, целлюлозу , и ацетат целлюлозы. Кроме того, известны способы приготовления фильтров, в которых порошок угля фиксируется на во — [локиистом материале или зерпеный уголь заворачивается?8 этот материал,
ТАБЛИЦА 12.1. Действие активного угля в сигаретных фильтрах
|
Метанол |
90- |
■180 |
88 |
67 |
Ацетальдегид |
720- |
■1300 |
83 |
39 |
Ацетонитрил |
140 |
92 |
64 |
|
Ацетон |
360- |
•560 |
86 |
61 |
Изопрен |
500- |
■600 |
90 |
51 |
Метплэтилкетон |
80- |
•25 |
88 |
68 |
Бензол |
12- |
■48 |
86 |
62 |
Толуол |
46- |
164 |
87 |
63 |
В табл. 12.1 приведены типичные летучие компоненты сигаретного дыма [21], удерживаемые на фильтрах с активным углем. В первой колонке представлены средние значения концентраций этих компонентов на одну сигарету, взятые из литературы [22]. Удерживающая способность определялась на свежем угле, а также на активном угле, который выдерживался в условиях, типичных для хранения сигарет (21°С, относительная влажность воздуха 60 %) в течение нескольких месяцев.
О специфическом действии активного угля на некоторые летучие соединения можно судить по результатам Бэггета [23], который сравнивал действие ацетата целлюлозы в чистом виде, после пропитки глицерином и в комбинации со 100 мг активного угля на сигарету (табл. 12.2).
Интересно, что активность углей снижается с увеличением размера молекул компонентов дыма. Однако причиной является не слабая адсорбционная способность этих углей, а затруд-
ТАБЛИЦА 12.2. Удерживание компонентов табачного дыма (в %)
|
Рис. 12.4. Удерживающая способность тонкопористого (а) и крупнопористого (б) активного угля по отношению к компонентам табачного дыма в зависимости от распределения пор угля по размерам: 1 — конденсат; 2 — иикотин. |
Ненная массопередача в мезо — и микропорах, поскольку время, В течение которого возможна адсорбция компонентов дыма, составляет только около 15 мс.
Влияние распределения пор по размерам становится очевидным при сравнении удерживающей способности по конденсату (DIN 10242) и никотину (DIN 10240) для фильтра, содержащего 100 мг чистого угля на сигарету (рис. 12.4). Сравнивались 2 типа активного угля: тонкопористый уголь с удельной поверхностью около 1200 м2/г (рис. 12.4, а) и крупнопористый с удельной поверхностью около 900 м2/г (рис. 12.4,6). Каж — ^■дая навеска фильтра окуривалась трижды и измерялась удерживающая способность угля на сигарету. При почти равной исходной поглощающей способности обоих видов угля у тонкопористого угля адсорбционная емкость по никотину и конденсату снижается в одинаковой степени. Крупнопористый уголь, напротив, лучше поглощает конденсат (смолистые вещества) и отличается меньшей удерживающей способностью по никотину. Модификации используемых активных углей позволяют изменять удерживающую способность сигаретных фильтров. То же относится и к фильтрующим патронам, которые вставляются в дымовой канал курительной трубки. Такие фильтры чаще всего содержат около 1 г активного угля и используются от 1 до 3 раз.