CN105606723A

CN105606723A - 气相色谱法测定卷烟滤棒中水分的方法

Info

Publication number: CN105606723A
Application number: CN201510967111.4A
Authority: CN
Inventors: 朱书秀; 王雨凝; 许高燕; 陆明华; 斯文; 陈晓水; 蒋佳磊; 汤晓东; 林垦; 张卫平
Original assignee: China Tobacco Zhejiang Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Zhejiang Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2016-05-25

Abstract

本发明属于卷烟滤棒的理化检验技术领域，主要涉及滤棒水分的测定技术领域，具体是一种水分含量的测定方法。气相色谱法测定卷烟滤棒水分含量的方法，该方法根据卷烟滤棒理化特性，对样品前处理、内标物的选择及气象色谱仪的工作参数进行了选择优化，具有准确度高，精密度和重复性好，检出限低，线性范围宽，分析时间短等优点。本方法为实现快速准确测量卷烟滤棒中水分含量提供了可能，提高检验效率及响应速率，确保公司产品质量安全严格受控，为企业日臻完善烟用材料技术标准提供有力保障，为低焦油低危害卷烟的研制开发提供参考思路及技术支撑。

Description

气相色谱法测定卷烟滤棒中水分的方法

技术领域

本发明属于卷烟滤棒的理化检验技术领域，主要涉及滤棒水分的测定技术领域，具体是一种水分含量的测定方法。

背景技术

烟气水分对卷烟感官舒适度有重要影响，研究发现烟气水分适宜则烟气柔和细腻、刺激性小、感官舒适性较好；烟气水分含量低时，会导致烟气干燥、刺激性变大、感官舒适性降低。开展烟气水分与抽吸品质关系的研究，已经成为烟草行业研究的一个热点。

滤棒是构成卷烟的重要组成部分，对卷烟烟气递送量和感官质量有较大影响，会对卷烟烟气水分产生影响。水分(含水率)本身也是滤棒物理性能的一个重要指标，GB/T5605-2011《烟草及烟草制品醋酸纤维滤棒》和GB/T15270-2001《烟草及烟草制品聚丙烯丝束滤棒》对滤棒水分的限量要求分别是＜8％和<2％(m/m)，这是因为滤棒水分含量过高，不仅会影响主流烟气水分含量，同时在储存过程中滤棒容易发生霉变，并可能影响搭口热熔胶性能，从而导致爆口。GB/T22838.8-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定第8部分：含水率》规定了卷烟滤棒水分测定方法，其是通过检测一定数量的滤棒在100±2℃的烘箱中干燥2h后的失重百分比来确定滤棒的含水率，属于物理性检测方法。

该检测方法较为简洁方便，但存在一定的问题。由于滤棒由二醋酸纤维丝束(少部分产品使用聚丙烯丝束)、热熔胶、内衬纸(仅沟槽滤棒)和成形纸以及用于固化的三乙酸甘油酯组成，高温环境会导致一些低沸点物质或热分解产物释放出来，从而导致滤棒水分的测定值高于实际值。比如：滤棒中的热熔胶、中线胶和二醋酸纤维丝束在高温下可能会分解释放乙酸；用于丝束固化的三乙酸甘油酯可能会在高温环境中直接释放出来。因此，有必要建立一种更为精确的滤棒水分定量检测方法，以供行业相关研究和质量控制参考。

发明内容

本发明提供了一种利用气相色谱法测定卷烟滤棒水分含量的方法，其优点在于准确度高，精密度和重复性好，检出限低，能实现滤棒中水分含量的快速准确测定。建立滤棒中水分测量的气相色谱法，为行业中滤棒水分测量工作提供标准化流程，并为滤嘴中水分的测量提供参考依据。

气相色谱法测定卷烟滤棒水分含量的方法，该方法包括以下的步骤：

(1)萃取剂

将一定的内标物十七碳烷溶解于异丙醇中，内标物浓度一般为5mL/L。若萃取剂贮存时温度未经控制，使用前应将其温度平衡至(22±2)℃。

(2)标准溶液

称取一定量的标准物质(该标准物质应符合GB/T6682中二级水的要求)于萃取剂中，精确至0.01mg，制备至少5个标准溶液，其浓度范围应覆盖在样品中检测到的水分浓度，其中一个标准溶液不加水(溶剂空白)。

(3)仪器设备

分析天平：感量为0.1mg。

气相色谱仪：配有热导池检测器、记录仪和积分仪或其他合适的数据处理设备。

毛细管色谱柱：内径0.53mm，膜厚40.0μm，柱长30m。固定相为键合聚苯乙烯-二乙烯基苯。

气相色谱仪操作条件如下：

-柱箱温度：180℃(等温线)；

-进样口温度：200℃；

-检测器温度：250℃，参比流量20mL/min；

-载气：氦气，流量大约3mL/min；

-进样体积：1μL；

-分流比：10:1。

注：采用不分流进样口时，进样量为0.5μL。

(4)样品前处理

将每支滤棒沿纵向撕开，再剪成10mm～20mm长的小段，放置于250mL具塞锥形瓶中，用移液管或自动加液器加入100mL含有内标物(十七碳烷，5mL/L)的异丙醇萃取剂，盖上瓶盖。用旋转振荡器振荡萃取30min，取上层清液进行气相色谱分析。

(5)标准曲线制作

分别取1μL标准溶液注入气相色谱仪，记录水分和内标物的峰面积(或峰高)，至少进行两次测定。

计算每个标准溶液(包括溶剂空白)水分与内标物的峰面积比(或峰高比)，做出水分浓度与峰面积比(或峰高比)的关系曲线，或计算出回归方程，回归曲线相关系数应大于0.999.

每检验批进行一次标准曲线的制作。另外，每20个样品测定后应注入一个中等浓度标准溶液，如所得结果与原值相差5％，则应重新进行整个标准曲线的制作。

注；由于萃取剂中含有水分，回归曲线不过原点。

若萃取剂水分含量超过1.0mg/mL，则不应使用该批萃取剂。

(6)空白试验

由于溶剂吸收水分，应测定样品空白水分含量。样品空白应采用与试样相同的方法进行萃取、分析。

(7)测定

分别将样品萃取液和空白萃取液注入气相色谱仪，计算峰面积比(或峰高比)。

在相同的条件下重复测定两次，计算平行测定的平均值。

(8)结果计算与表述

用标准曲线或回归方程计算样品萃取液和空白萃取液的水分浓度。

卷烟滤棒的水分含量：

W = \frac{(C - C_{0}) \times V}{n}

式中：

W——卷烟滤棒的水分含量，单位为毫克每支(mg/cig)；

C——样品溶液的水分浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；

C₀——空白溶液水分浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；

V——萃取剂溶液体积，单位为毫升(mL)；

n——萃取卷烟滤棒的支数，单位为支(cig)。

计算结果精确至0.01mg/cig，平均值精确至0.01mg/cig。

本发明的一种气相色谱法测定卷烟滤棒中水分含量的方法，根据卷烟滤棒理化特性，对样品前处理、内标物的选择及气象色谱仪的工作参数进行了选择优化，具有准确度高，精密度和重复性好，检出限低，线性范围宽，分析时间短等优点。本方法为实现快速准确测量卷烟滤棒中水分含量提供了可能，提高检验效率及响应速率，确保公司产品质量安全严格受控，为企业日臻完善烟用材料技术标准提供有力保障，为低焦油低危害卷烟的研制开发提供参考思路及技术支撑。

附图说明

图1为使用本方法获得的水分和内标响应图。

图2为使用本方法获得的水分含量标准曲线。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

1.试剂

1.1水，二级水

1.2十七碳烷(99.9％)，

1.3异丙醇(99.8％)，

1.4萃取剂

将20mL的十七碳烷溶解于4L的异丙醇中，内标物浓度为5mL/L，现配现用。

1.5.1溶剂空白溶液：二级水

1.5.2水分标准溶液

分别称取0mg、50mg、100mg、200mg、400mg的超纯水于100mL萃取剂中，精确至0.01mg，制备浓度为0mg/mL、0.5mg/mL、1.0mg/mL、2.0mg/mL、4mg/mL等5个标准溶液。

1.6高纯氦气(纯度大于99.999％)

2仪器设备

2.1具塞锥形瓶，250mL

2.2容量瓶，100mL

2.3分析天平，感量0.1mg

2.4涡旋振荡仪

2.5配有热导池检测器的气相色谱仪(安捷伦科技，7890A型号)

3分析步骤

(1)样品前处理

(2)标准曲线制作

分别取1μL标准溶液注入气相色谱仪，记录水分和内标物的峰面积，进行两次测定。

计算每个标准溶液(包括溶剂空白)水分与内标物的峰面积比，做出水分浓度与峰面积比的关系曲线，计算出回归方程，回归曲线相关系数大于0.9999.

若萃取剂水分含量超过1.0mg/mL，则不应使用该批萃取剂。

(3)空白试验

(4)测定

分别将样品萃取液和空白萃取液注入气相色谱仪，计算峰面积比。

在相同的条件下重复测定两次，计算平行测定的平均值。

(5)结果计算与表述

卷烟滤棒的水分含量：

W = \frac{(C - C_{0}) \times V}{n}

式中：

W——卷烟滤棒的水分含量，单位为毫克每支(mg/cig)；

C——样品溶液的水分浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；

C₀——空白溶液水分浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；

V——萃取剂溶液体积，单位为毫升(mL)；

n——萃取卷烟滤棒的支数，单位为支(cig)。

计算结果精确至0.01mg/cig，平均值精确至0.01mg/cig。

实施例2

下面以测定企业自制的卷烟滤棒样品为例，考察本方法的检出限、精密度和回收率。

检出限的测定：采用试剂空白11次测量结果的3倍标准偏差所对应的分析物浓度。本发明方法试剂空白的制取和测定按上述例进行，计算后得到本方法检出限为0.003mg/cig(毫克每支)，定量限为0.010mg/cig(毫克每支)。

精密度的测定：样品由同一操作员参照本发明方法，在连续6天内测定6次，结果见下表。由表可知，本方法测定结果的RSD值为2.9％，小于5％，精密度良好。

回收率的测定：取2种规格卷烟滤棒样品各3份，分别按照50％(低)、100％(中)和200％(高)3种水平加入水分标准品，每个添加水平重复测定5个样品。由下表可知，水分的平均加标回收率为105.7％，平均相对标准偏差(RSD)为1.2％。说明本方法的重复性较好，能满足实验分析的要求。

烟用滤棒中水分的加标回收率和精密度

实施例3

本实施例选取了5个牌号的卷烟滤棒，参照本发明方法，对其进行水分含量分析测定。每个样品平行测定3次，结果见下表。由表可知，同一牌号测定结果间的精密度较好，变异系数的范围在0.7％—3.6％之间。

Claims

1.气相色谱法测定卷烟滤棒中水分的方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：

1)萃取剂

将一定的内标物十七碳烷溶解于异丙醇中，内标物浓度一般为5mL/L；若萃取剂贮存时温度未经控制，使用前应将其温度平衡至(22±2)℃；

2)标准溶液

称取一定量的标准物质于萃取剂中，该标准物质应符合GB/T6682中二级水的要求，精确至0.01mg，制备至少5个标准溶液，其浓度范围应覆盖在样品中检测到的水分浓度，其中一个标准溶液不加水为溶剂空白；

3)仪器设备

分析天平：感量为0.1mg；

气相色谱仪：配有热导池检测器、记录仪和积分仪或其他合适的数据处理设备；

毛细管色谱柱：内径0.53mm，膜厚40.0μm，柱长30m；固定相为键合聚苯乙烯-二乙烯基苯；

气相色谱仪操作条件如下：

-柱箱温度：180℃；

-进样口温度：200℃；

-检测器温度：250℃，参比流量20mL/min；

-载气：氦气，流量大约3mL/min；

-进样体积：1μL；或者在采用不分流进样口时，进样体积为0.5μL；

-分流比：10:1；

4)样品前处理

将每支滤棒沿纵向撕开，再剪成10mm～20mm长的小段，放置于250mL具塞锥形瓶中，用移液管或自动加液器加入100mL含有内标物十七碳烷的异丙醇萃取剂，十七碳烷的浓度为5mL/L，盖上瓶盖；用旋转振荡器振荡萃取30min，取上层清液进行气相色谱分析；

5)标准曲线制作

分别取1μL标准溶液注入气相色谱仪，记录水分和内标物的峰面积或峰高，至少进行两次测定；

计算每个标准溶液水分与内标物的峰面积比或峰高比，做出水分浓度与峰面积比或峰高比的关系曲线，或计算出回归方程，回归曲线相关系数应大于0.999.

每检验批进行一次标准曲线的制作；另外，每20个样品测定后应注入一个中等浓度标准溶液，如所得结果与原值相差5％，则应重新进行整个标准曲线的制作；

若萃取剂水分含量超过1.0mg/mL，则不应使用该批萃取剂；

6)空白试验

由于溶剂吸收水分，应测定样品空白水分含量；样品空白应采用与试样相同的方法进行萃取、分析；

7)测定

分别将样品萃取液和空白萃取液注入气相色谱仪，计算峰面积比或峰高比；

在相同的条件下重复测定两次，计算平行测定的平均值；

8)结果计算与表述

用标准曲线或回归方程计算样品萃取液和空白萃取液的水分浓度；

卷烟滤棒的水分含量：

W = \frac{(C - C_{0}) \times V}{n}

式中：

W——卷烟滤棒的水分含量，单位为毫克每支；

C——样品溶液的水分浓度，单位为毫克每毫升；

C₀——空白溶液水分浓度，单位为毫克每毫升；

V——萃取剂溶液体积，单位为毫升；

n——萃取卷烟滤棒的支数，单位为支。