烟用材料检测

一、摘要

为了提高烟用香精的安全管理水平，本研究调研了国内外香精香料的安全管理办法和闪点检测方法，并检测了部分烟用香精产品的闪点。研究发现：①ASTM D6450闪点检测方法适用于烟用香精的检测；②烟用香精闪点主要由配方中乙醇的体积分数决定，当乙醇超过40%时，闪点低于28℃；③通过调整混合溶剂中的乙醇比例，可提高香精闪点，从而增强安全性。

二、引言

随着烟草行业自主调香技术的提升，各省级中烟公司对烟用香精香料的掌控能力增强，越来越多的烟用香精产品由卷烟企业的香精公司或调配中心自行生产。因此，如何安全有效地管理烟用香精的生产、贮存和运输过程变得越来越重要。

闪点是评估物质燃烧危险性的指标之一，表示样品在受控条件下与空气形成可燃性混合物的倾向。目前，国内烟草行业通过闪点值来评价烟用香精香料产品的易燃风险，并按照危险程度对产品进行分类，以实现烟用香精产品贮存和运输过程中的安全与高效管理。

然而，烟草行业对于烟用香精香料闪点的研究还比较少，只是在一些香精闪点检测方法的研究上有所涉及。如果能通过对烟用香精闪点与原料安全性的相关性研究，提高烟用香精的闪点，则可以有效提高香精产品的安全性，降低生产、设备、仓储和运输成本。

为此，本研究中对烟用香精闪点的检测方法进行了研究，检测了部分烟用香精样品的闪点分布情况，考察了混合溶剂体系的闪点变化特点以及混合溶剂对烟用香精闪点的影响规律，旨在为烟用香精的配方管理、安全生产及产品应用提供参考和技术支撑。

三、材料与方法

材料、试剂和仪器

59种烟用香精均取自郑州烟草研究院香料库。

蒸馏水（自制，电阻率>18 MΩ·cm）；无水乙醇、丙二醇（AR，国药集团化学试剂有限公司）。

Eraflash全自动闪点仪（奥地利Eralytics公司）。

方法

选择的测试方法为标准ASTM D6450-16中的方法。将闪点仪预热30 min，设置测量方式为常规，闪点测试的初始温度为10 ℃，结束温度为150 ℃，升温速率为 5.5 ℃/min。

每次取约 1 mL 烟用香精样品放入特制的样品杯中，将样品杯放入闪点仪中，升高样品杯，进入测量程序，测量样品的闭口闪点值。

四、结果与讨论

烟用香精闪点检测方法的确定

国内外闪点的测试方法已经非常成熟，标准日趋完善；测试仪器也已实现多功能化、全智能化。我国有关闪点测试方法的标准也有多种，但均为等同采用或修改采用国际标准或国外标准而来。目前国外现行闪点测试的主要标准方法及实验条件见表1。

国际上没有针对烟用香精香料闪点测试的方法标准。我国现行标准SN/T 0735.15—1999适用于精油、单离及合成香料，采用Pensky-Martens闭杯法测试。GB/T 21615—2008规定易燃液体应通过闭杯实验测定，可采用多种闭杯闪点测试法。由于烟用香精香料挥发性强，适合采用闭杯测试法。然而，Abel闭杯法、Tag闭杯法、Pensky-Martens闭杯法及Cleveland开杯法的上样量较大，成本高且存在安全隐患。因此，本研究选用ASTM D6450作为烟用香精香料的闪点检测方法，具有上样量小、测试温度范围宽等优点。各主流品牌的自动闪点仪均内置了多种符合检测要求的检测方法，实验者可以根据实验对象灵活选择合适的检测方法。

烟用香精样品的闪点检测

采用Eraflash自动闪点仪对59种烟用香精样品（28种加香香精，31种加料香精）闪点的测试结果见表2。其中，除了F39、F43和F45 3种加料香精的闪点低于 60 ℃外，其余所有加料香精的闪点均高于90 ℃，甚至高于 150 ℃。因此，从易燃液体的定义判断，多数加料香精并不具有易燃危险，将烟用香精整体归为易燃液体是不合适的。如果将所有烟用香精产品（加香香精和加料香精）均按照易燃液体的要求进行生产、贮存和运输管理，必然会增加相应的运行成本，同时大大降低工作效率。因此，有必要对烟用香精的闪点进行测试，根据闪点对其进行分类，按照危险程度高低对产品进行针对性的安全管理。

从表2可知，由于绝大多数加香香精体系中存在大量的乙醇，因此其闪点低于30 ℃；尽管个别加香精（F02）的闪点高于30 ℃，这可能也是因为体系中的溶剂主要是丙二醇和水，乙醇的体积分数只有15%。从图1可知，加香香精的闪点与其乙醇体积分数之间存在明显的负相关性，即乙醇体积分数越高，样品的闪点越低。但由于体系中还存在其他溶剂（丙二醇、水），因此，闪点与乙醇体积分数的线性关系不是很显著，说明可以通过改变加香香精中溶剂的种类和比例改变体系的闪点，从而提高烟用香精的安全性。

三元混合溶剂体系对烟用香精闪点的影响

选取一种以乙醇为溶剂的加香香精，其主要成分为一些酯类和精油类香料，其配方和各原料的闪点以及香精体系闪点的测定值见表5。为提高该香精的闪点，将配方中的乙醇替换为不同的溶剂体系，测量其闪点变化情况，结果见表6。

虽然该加香香精配方中主要成分为对甲基本乙酮和香叶油，其闪点分别为92.0℃和86.0℃，且大多数香料的闪点较高，但体系的闪点仅为33.0℃。这表明决定混合体系闪点的是挥发性高、闪点低的物质。随着乙醇体积分数的增加，香精的闪点下降至13.5℃，说明乙醇是影响烟用香精闪点的主要因素。通过调整混合溶剂的比例，可以提高烟用香精体系的闪点，从而提高其安全性。同时，也应注意调整过程中的溶解性和稳定性问题。

五、结论

（1）通过国内外相关标准的调研可以看出，国内外对于闪点的检测方法很多，但没有针对烟用香精香料的闪点检测方法；ASTM D6450 方法具有上样量小、测试温度范围宽等优点，可以作为烟用香精香料闪点的检测方法。

（2）烟用香精闪点测试结果表明，加料香精的闪点普遍较高；而加香香精由于乙醇含量较高，其闪点普遍较低。因此在烟用香精生产、仓储和运输环节中，应根据产品的闪点进行分类管理。

（3）乙醇的体积分数是影响烟用香精体系闪点的主要因素。多元混合溶剂体系闪点的检测结果表明，体系的闪点随乙醇体积分数的降低而呈现出明显升高的趋势，可以通过减少配方中乙醇的用量提高烟用香精的闪点。

（4）在香精配方中适当增加水、丙二醇的比例，可以进一步提高烟用香精的闪点，但同时应注意香精的溶解性和稳定性。应用实验表明，通过合理使用混合溶剂，可以提高香精的闪点，在不影响烟用香精感官品质的同时提高烟用香精的安全性。

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文章出自《烟草科技》，第 55 卷 第 10 期

中图分类号：TS264.3 文献标志码：A 文章编号：1002-0861（2022）10-0070-09

作者：许建营1 ，屈 展2 ，姬凌波2 ，王慧琴2 ，霍现宽2 ，余邦林2 ，胡 军*2

1. 上海应用技术大学香料香精技术与工程学院，上海市奉贤区海泉路 100 号 201418

2. 中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街 2 号 450001