CC BY
24
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
Пути улучшения качества
сигаретных фильтрующих материалов и фильтров
Г.А.Богдан
Концерн «Белгоспищепром», Республика Беларусь И.И.Татарченко, О.А.Бирюкова
Кубанский государственный технологический университет
В связи с тем, что за последние несколько лет существенно изменилось законодательство в области нормирования показателей безопасности (смола и никотин в сигаретном дыме), возникает необходимость производства сигарет, отвечающих современным требованиям. Актуальным остается вопрос о производстве сигарет с пониженным содержанием смолы и никотина.
Кажущаяся относительно простым устройством, горящая сигарета на самом деле включает большое число сложных химических и физических систем, некоторые из которых можно ограниченно регулировать. Это дает возможность создавать сигареты, имеющие различный вкус, аромат, выход дыма, сопротивление протягиванию, системы фильтрации, физические размеры и др.
Замена табака в сигарете фильтрующим мундштуком позволяет удержать часть продуктов сгорания табака, в том числе такие, которые оказывают отрицательное физиологическое воздействие на организм курильщика. Стоимость фильтрующих материалов меньше стоимости табака, поэтому замена части табака сигареты фильтрующими материалами выгодна и целесообразна.
Сигаретный фильтр служит нескольким целям. Эстетически он дает чистый, аккуратный внешний вид и предотвращает попадание волокон табака в рот курильщика. Он также несет функцию мундштука, который на протяжении всего курения сигареты сохраняет ее жесткость, так как во время курения не дает смятия. Функционально фильтр захватывает из дыма твердо-жидкую фазу и поглощает пары. Кроме того, его можно использовать как носитель для вспомогательных материалов, например, угля и других твердых веществ, жидких добавок для селективной фильтрации и ароматических веществ. Вышеперечисленные положительные факторы также верны для вентилируемых, или разбавляющих воздухом фильтров, которые используются в производстве сигарет все больше и больше. Вентилируемый фильтр снижает выход дыма не только благодаря фильтрации частиц, но также благодаря разбавлению табачного дыма воздухом, протягиваемым через
периферию фильтра во время затягивания.
Табачный дым - это аэрозоль, вещества которого находятся в двух фазах: твердо-жидкой (диспергированной) и газообразной. Вещества, вредно влияющие на организм курильщика (высокомолекулярные полициклические углеводы, некоторые компоненты смол, фенолы, а также избыточное количество никотина), могут быть в той и другой фазе, что предъявляет особые требования к фильтрующим материалам. Удерживающая способность фильтра связана с его сопротивлением затяжке, которое во многом определяется количеством фильтрующего материала, пошедшего на изготовление фильтра. Возможность турбулентных завихрений и, как следствие, лучшая фильтрующая способность выявляется у мундштуков с большим количеством фильтрующего материала.
Качественный состав и содержание отдельных компонентов в табачном дыме обусловливают характер и степень проявления курительных свойств табака, зависящих от химического состава табака, физических показателей сигареты и удерживающей способности фильтра.
Фильтры применяют для того, чтобы максимально удалить вредные вещества из дыма, сделать сигарету менее вредной для здоровья курильщика, улучшить ее дегустационные показатели.
Наиболее важная характеристика фильтра - его удерживающая способность. Она зависит от сорбирующих свойств фильтрующего материала и его плотности, которую можно определять по сопротивлению просасывания воздуха через фильтр.
Для улучшения удерживающей способности и повышения селективности сигаретных фильтров к определенным веществам табачного дыма волокнистые материалы обрабатывают различными веществами. Так, при обработке ацетатного волокна триацетином увеличивается селективность фильтра по отношению к фенолам. При добавлении триацетина в количестве, превышающем 14 % от массы волокна, резко увеличивается жесткость фильтров и снижается удерживание никотина. В связи с этим используют смеси пласти-
фикаторов, в состав которых помимо триацетина входят триэтилцитрат, гли-коли, поливинилалькоголь, полиэтилен, диметилоктилфталат, эфиры многоатомных спиртов, жидкий парафин. Чтобы увеличить активную поверхность волокон, на них наносят частицы крахмала или а-целлюлозы, что повышает селективность фильтров по отношению к никотину.
За рубежом к ацетатному волокну добавляют некоторые вещества, химически связывающие никотин: карбонаты, карбоксилметилцеллюлозу, крем-невольфрамовую кислоту, вольфрам и молибден, танин и др. Сигаретные фильтры с добавками таких веществ удерживают до 80 % никотина табачного дыма.
В газовой фазе табачного дыма содержится ряд опасных для здоровья человека газов: окись углерода, этилен, ацетилен и др. Для удаления этих веществ рекомендуются фильтры из газо-поглощающих сорбентов (активированного угля, силикагеля, кизельгура и др.). Активированный уголь, получаемый в результате сжигания скорлупы кокосовых орехов, - один из лучших адсорбирующих газы материал и наиболее распространенный вид угля, применяемый в сигаретных фильтрах. Надпись «древесный уголь» на упаковке -лучшая реклама для продвижения товара на рынке, так как для курильщиков это слово имеет особое значение, поскольку все знакомы с фильтрующими свойствами древесного угля.
Древесный уголь в сигаретном фильтре дает более легкий, менее резкий вкус. Благодаря ему понижается содержание химических веществ, придающих вкусу резкость (альдегиды и цианиды).
Древесный уголь воздействует на паровую фазу и полулетучие компоненты дыма. Именно от полулетучей фракции дыма зависит вкус сигареты. Одна из составляющих дыма - никотин. Общее воздействие древесного угля на полулетучие компоненты дыма по сравнению с моноацетатным фильтром имеет очевидные преимущества.
Эффективность действия древесного угля, используемого в фильтрах, зависит от конструкции сигаретного фильтра.
Фильтры с активированным углем или другими твердыми сорбентами можно изготовлять двумя способами: первый - измельченный адсорбент или его гранулы наклеивают на волокнистый материал; второй - гранулы адсорбента помещают между двумя отрезками фильтра из волокнистых материалов. Производство таких комбинированных фильтров сложно и трудоемко, поэтому их стоимость значительно выше обыкновенных.
52 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 11/2005
