2種型號轉盤型吸煙機測定卷煙主流煙氣的差異性分析

徐楊斌，余姍姍，黃文俊，侯靜林，嚴慶國，宋建紅，汪 義，馬騰飛，詹春貴

(貴州中煙工業有限責任公司遵義卷煙廠，貴州遵義 563000)

卷煙抽吸是一個很復雜的燃燒過程，一支燃燒的香煙就是一個微型化工廠，可產生幾千種物質。卷煙在燃燒過程中，溫度和氧氣供應量不同，燃燒機制不同，產生煙氣的化學成分不同。通過吸煙機模擬人的抽吸方式，對卷煙燃燒的各種化學成分進行分析，從而指導卷煙企業對卷煙的質量控制。目前，轉盤式吸煙機作為煙草行業主流煙氣檢測的常用設備，在卷煙的日常監督檢驗和研究中有著廣泛的應用。國內煙草行業煙氣分析所用的吸煙機有轉盤型和直線型吸煙機2種。轉盤型吸煙機的整個抽吸過程是封閉式的、全自動的，普遍應用于煙草行業卷煙的日常監督檢驗。直線型吸煙機的整個抽吸過程是部分敞開的、半自動的，每一個抽吸通道都是獨立的抽吸單元。目前，相關研究涉及不同型號吸煙機對卷煙主流煙氣釋放量的影響，并測定卷煙主流煙氣中氰化氫、堿性香味成分、有害成分等。

目前貴州中煙工業有限責任公司遵義卷煙廠使用的吸煙機型號有RM200A、RM200A2，均是20 孔道轉盤型吸煙機，專門設計用于煙氣煙堿量、焦油量、煙氣一氧化碳量及可選的氮氧化合物的常規吸煙檢測。2種型號吸煙機是濾片部及其煙夾的自動操作、集成天平以及從煙支裝載到煙蒂拔除的全自動吸煙過程，可連續進行10 組吸煙檢測而無需人員介入，可選擇替換不同種類的捕集方式，該儀器主要由吸煙系統、煙支處理系統、煙氣捕集處理系統和控制單元幾個基本組件組成，檢測結果以及統計評估數據通過觸摸屏顯示器形成記錄文檔。與RM200A轉盤型吸煙機相比，RM200A2轉盤型吸煙機是Borgwaldt KC公司目前最新型號的轉盤型吸煙機，其新型吸煙轉盤由陽極氧化鋁材料制成，重量較輕，可減少高負載冷凝物的黏附，持煙器彎管改進為直通式，減少煙氣的死體積，捕集器優化為平頭接觸式等，在原有的RM200A轉盤型吸煙機的基礎上進行了改進和優化。由于RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機每天應用于遵義卷煙廠卷煙主流煙氣的放行檢驗，對公司提升產品內在穩定性有重要作用。因此，該研究以2個監測卷煙作為試驗樣品，采用RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機對卷煙主流煙氣檢測，并對其卷煙主流煙氣指標進行分析評價，旨在為指導日常檢測和科研工作提供參考。

1 材料與方法

1#監測卷煙，中國煙草標準化研究中心提供的監測卷煙；2#監測卷煙，中國煙草標準化研究中心提供的監測卷煙；異丙醇(分析純)，購于天津市致遠化學試劑有限公司；正十七烷，購于上海邁瑞爾化學技術有限公司；9 600 μg/mL煙堿溶液標準品，購于天津阿爾塔科技有限公司；試驗用水為二次蒸餾水。

RM200A轉盤型吸煙機(德國Borgwaldt KC公司)；RM200A2轉盤型吸煙機(德國Borgwaldt KC公司)；Agilent 7890A氣相色譜儀(美國Agilent公司)；AB204-S電子天平(感量0.000 1，瑞士梅特勒-托利多公司)；振蕩器(上海世平公司)；Milli-Q超純水儀(美國Millipore公司)。

待測樣品放入恒溫恒濕箱內平衡48 h后，將樣品隨機分成2份，一份用于RM200A轉盤型吸煙機，另一份用于RM200A2轉盤型吸煙機；煙氣室環境溫濕度應滿足GB/T 16447—2004標準的要求；在相同的條件下，按照GB/T 19609—2004、GB/T 23203.1—2013、GB/T 23355—2009、GB/T 23356—2009來進行測定1#監測卷煙和2#監測卷煙的焦油量、煙氣煙堿量、煙氣一氧化碳量。每個樣品在RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機連續測定10輪，每輪20支卷煙，以20支平均值為一輪的總粒相物測定結果，吸煙機直接測得煙氣一氧化碳量。使用Agilent 7890A氣相色譜儀來測定卷煙總粒相物中水分、煙氣煙堿量，通過公式來測得焦油量：焦油量=總粒相物-煙氣煙堿量-水分。

對RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機測定1#監測卷煙和2#監測卷煙的焦油量、煙氣煙堿量、煙氣一氧化碳量的檢測數據運用單因素方差分析法進行數據分析，并對其卷煙主流煙氣指標進行分析評價。

2 結果與分析

1#監測卷煙和2#監測卷煙在環境溫濕度、大氣壓力、風速、抽吸容量都相同的條件下，分別用RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機測定抽吸口數、總粒相物、水分、煙氣煙堿量、煙氣一氧化碳量、焦油量，檢測結果如表1所示。

表1 1#監測卷煙和2#監測卷煙的主流煙氣檢測結果Table 1 Mainstream smoke detection results of 1# surveillance cigarette and 2# surveillance cigarette

目前煙草行業各實驗室可通過測定卷煙主流煙氣的焦油量、煙氣煙堿量、煙氣一氧化碳量來進行監測。以2#監測卷煙為例，分別用RM200A2轉盤型吸煙機和RM200A轉盤型吸煙機測定焦油量、煙氣煙堿量、煙氣一氧化碳量，并運用方差分析對檢測結果進行差異性分析，結果如表2～4所示。

表2 2#監測卷煙焦油量的方差分析Table 2 Variance analysis of 2# monitoring cigarette tar content

表3 2#監測卷煙煙氣煙堿量的方差分析Table 3 Variance analysis of 2# monitoring cigarette smoke nicotine content

表4 2#監測卷煙煙氣一氧化碳量的方差分析Table 4 Variance analysis of 2# monitoring cigarette smoke carbon monoxide content

從表2～4可以看出，在=0.05顯著水平下，焦油量和煙氣煙堿量的顯著性水平值分別為0.095 274、0.653 434，差異均不顯著；煙氣一氧化碳量的顯著性水平值為0.017 186，差異顯著。RM200A2轉盤型吸煙機測定2#監測卷煙的焦油量、煙氣煙堿量平均值高于RM200A轉盤型吸煙機，而RM200A2轉盤型吸煙機測定的煙氣一氧化碳比RM200A轉盤型吸煙機偏低的原因有待于進一步研究。

由表1的數據計算1#監測卷煙和2#監測卷煙的抽吸口數、總粒相物、水分、煙氣煙堿量、焦油量、煙氣一氧化碳量的平均值之差，如表5所示。從表5可以看出，1#監測卷煙在RM200A2轉盤型吸煙機測定下的抽吸口數、總粒相物、水分、煙氣煙堿量、焦油量均比RM200A轉盤型吸煙機的結果偏高，而煙氣一氧化碳量卻偏低0.37 mg。2#監測卷煙在RM200A2轉盤型吸煙機測定下的總粒相物、水分、煙氣煙堿量、焦油量均比RM200A轉盤型吸煙機的結果偏高，而煙氣一氧化碳量卻偏低0.30 mg，抽吸口數2種型號轉盤型吸煙機檢測結果一致。

表5 RM200A2與RM200A測定結果平均值之差Table 5 The difference between the average values of the measurement results of RM200A2 and RM200A

由表1的數據計算1#監測卷煙和2#監測卷煙在RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機測定的抽吸口數、總粒相物、水分、煙氣煙堿量、焦油量、煙氣一氧化碳量的測量精密度，如表6所示。從表6可以看出，1#監測卷煙在RM200A2轉盤型吸煙機測定下的抽吸口數、水分的測量精密度優于RM200A轉盤型吸煙機，在RM200A轉盤型吸煙機測定下的總粒相物、煙氣煙堿量、焦油量、煙氣一氧化碳量的測量精密度優于RM200A2轉盤型吸煙機。2#監測卷煙在RM200A轉盤型吸煙機測定下的抽吸口數、總粒相物、煙氣煙堿量、焦油量、煙氣一氧化碳量的測量精密度優于RM200A2轉盤型吸煙機，在RM200A2轉盤型吸煙機測定下水分的測量精密度優于RM200A轉盤型吸煙機。整體來看，RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機的測量精密度均控制較好。

1#監測卷煙和2#監測卷煙是嚴格按照YC/T 189 煙草及煙草制品監測卷煙要求與應用的規定制作，1#監測卷煙的標準值分別是焦油量14.26 mg、煙氣煙堿量1.376 mg、煙氣一氧化碳量14.77 mg，2#監測卷煙的標準值分別是焦油量9.19 mg、煙氣煙堿量0.810 mg、煙氣一氧化碳量11.02 mg。計算1#監測卷煙和2#監測卷煙在RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機的測量結果平均值與標準值之差，如表7所示。從表7可以看出，1#監測卷煙和2#監測卷煙的煙氣煙堿量在RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機的測量結果均控制在±0.01 mg，1#監測卷煙和2#監測卷煙的焦油量在RM200A2轉盤型吸煙機的測量結果比RM200A轉盤型吸煙機控制較好，1#監測卷煙和2#監測卷煙的煙氣一氧化碳量在RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機的測量結果均控制在±0.21 mg。整體來看，RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機測定1#監測卷煙和2#監測卷煙的焦油量、煙氣煙堿量、煙氣一氧化碳量的測量結果平均值與標準值之差均控制較好。

表6 1#監測卷煙和2#監測卷煙在2種轉盤型吸煙機的測量精密度Table 6 Measurement precision of 1# monitoring cigarette and 2# monitoring cigarette in two rotary-type smoking machines %

表7 1#監測卷煙和2#監測卷煙的測量結果平均值與標準值之差Table 7 The difference between the average value and the standard value of the measurement results of 1# monitoring cigarette and 2# monitoring cigarette

3 結論

以1#監測卷煙和2#監測卷煙為測試樣品，在環境溫濕度、大氣壓力、風速、抽吸容量都相同的條件下，采用RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機對樣品的卷煙主流煙氣指標進行檢測。通過對比分析，RM200A轉盤型吸煙機和RM200A2轉盤型吸煙機在測定卷煙主流煙氣焦油量、煙氣煙堿量雖存在一定差異，但并不顯著；而RM200A2轉盤型吸煙機在測定卷煙主流煙氣中煙氣一氧化碳量比RM200A轉盤型吸煙機的檢測結果偏低，存在一定差異且顯著。同時，對2種型號轉盤型吸煙機的測定結果平均值之差、精密度以及樣品測定結果平均值與標準值之差進行了分析評價，為指導日常檢測和科研工作提供參考。