<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

A method for simultaneous identification and quantitative determination of 30 organic acids was established. The smoke yields and filter retentions of organic acids and routine smoke components, total particulate matter (TPM), nicotine-free dry particulate matter (NFDPM), nicotine and carbon monoxide (CO) at different filter ventilation levels were determined under both International Organization for Standardization (ISO) and Health Canadian Intense (HCI) smoking regimes. As a result of smoke dilution during filter ventilation, the yields of all organic acids were reduced in mainstream cigarette smoke. The spatial distribution pattern of the concentration of each organic acid in the filter was investigated at different ventilation levels and their filter retention determined. On one hand, the concentration of organic acids with a lower boiling point (BP) and lower molecular weight (MW) was relatively higher at the smoking end and the periphery part of the filter and spatial concentration distributions within the filter were significantly affected by smoke diffusion. On the other hand, those acids with high BPs and high MW were mainly distributed at the tobacco rod end and central part of the filter and spatial concentration distributions were only slightly influenced by their smoke diffusion within the filter whilst air compression around the filter vents also led to less change. This way, different acids in mainstream cigarette smoke were reduced to different extents which can also influence the acid-base equilibrium and sensory quality of the smoke. Compared with ISO smoking regime, the vent blocking and more intense smoking HCI regime led to different extents of yield increase for each of the studied acids. The effect of filter ventilation in the HCI smoking regime was not investigated, as the HCI smoking regime requires blocked ventilation holes. [Contrib. Tob. Nicotine Res. 30 (2021) 199–211]
</abstract>

A method for simultaneous identification and quantitative determination of 30 organic acids was established. The smoke yields and filter retentions of organic acids and routine smoke components, total particulate matter (TPM), nicotine-free dry particulate matter (NFDPM), nicotine and carbon monoxide (CO) at different filter ventilation levels were determined under both International Organization for Standardization (ISO) and Health Canadian Intense (HCI) smoking regimes. As a result of smoke dilution during filter ventilation, the yields of all organic acids were reduced in mainstream cigarette smoke. The spatial distribution pattern of the concentration of each organic acid in the filter was investigated at different ventilation levels and their filter retention determined. On one hand, the concentration of organic acids with a lower boiling point (BP) and lower molecular weight (MW) was relatively higher at the smoking end and the periphery part of the filter and spatial concentration distributions within the filter were significantly affected by smoke diffusion. On the other hand, those acids with high BPs and high MW were mainly distributed at the tobacco rod end and central part of the filter and spatial concentration distributions were only slightly influenced by their smoke diffusion within the filter whilst air compression around the filter vents also led to less change. This way, different acids in mainstream cigarette smoke were reduced to different extents which can also influence the acid-base equilibrium and sensory quality of the smoke. Compared with ISO smoking regime, the vent blocking and more intense smoking HCI regime led to different extents of yield increase for each of the studied acids. The effect of filter ventilation in the HCI smoking regime was not investigated, as the HCI smoking regime requires blocked ventilation holes. [Contrib. Tob. Nicotine Res. 30 (2021) 199–211]

The Effects of Cigarette Filter Ventilation on Delivery and Retention of Organic Acids

<trans-abstract xml:lang="de" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

Es wurde eine Methode zur Identifizierung und gleichzeitigen quantitativen Bestimmung von 30 organischen Säuren entwickelt. Bei unterschiedlichen Filterventilationsgraden wurden entsprechend dem Abrauchprotokoll der Internationalen Organisation für Normung (ISO) und dem Health Canada Intense-Abrauchprotokoll (HCI) die Rauchausbeute und Filterretention von organischen Säuren sowie reguläre Rauchbestandteile, das Gesamtkondensat (TPM), das nikotinfreie Trockenkondensat (NFDPM) und der Gehalt an Nikotin und Kohlenmonoxid (CO) ermittelt. Aufgrund der Rauchverdünnung bei der Filterventilation war die Ausbeute im Hauptstromrauch bei allen organischen Säuren reduziert. Bei unterschiedlichen Ventilationsgraden wurde das räumliche Konzentrationsverteilungs-muster jeder organischen Säure im Filter untersucht und deren Filterretention bestimmt. Zum einen war die Konzentration organischer Säuren mit niedrigerem Siedepunkt (BP) und geringerem Molekulargewicht (MG) am Mundende und am Peripherieteil des Filters relativ höher und die räumliche Konzentrationsverteilung im Filter wurde signifikant von der Rauchdiffusion beeinflusst. Zum anderen waren die Säuren mit hohem BP und hohem MG hauptsächlich am Tabakstrangende und am zentralen Teil des Filters verteilt und der Einfluss der Rauchdiffusion im Filter auf die räumliche Konzentrationsverteilung war nur gering. Die Luftverdichtung um die Filteröffnungen führte ebenfalls zu weniger Veränderungen. Dadurch waren die Säuren im Hauptstromrauch in unterschiedlichem Ausmaß reduziert. Dies kann auch einen Einfluss auf das Säure-Base-Gleichgewicht und die sensorische Qualität des Rauchs haben. Im Vergleich zum ISO-Abrauchprotokoll nahm unter dem intensiveren HCI-Abrauchprotokoll mit Blockierung der Lüftungsöffnungen die Ausbeute bei jeder der untersuchten Säuren in unterschiedlichem Maß zu. Für das HCI-Abrauchprotokoll wurde der Effekt der Filter-ventilation nicht untersucht, da bei diesem Rauchprotokoll eine Blockierung der Filteröffnungen erforderlich ist. [Contrib. Tob. Nicotine Res. 30 (2021) 199–211]
</trans-abstract>

Es wurde eine Methode zur Identifizierung und gleichzeitigen quantitativen Bestimmung von 30 organischen Säuren entwickelt. Bei unterschiedlichen Filterventilationsgraden wurden entsprechend dem Abrauchprotokoll der Internationalen Organisation für Normung (ISO) und dem Health Canada Intense-Abrauchprotokoll (HCI) die Rauchausbeute und Filterretention von organischen Säuren sowie reguläre Rauchbestandteile, das Gesamtkondensat (TPM), das nikotinfreie Trockenkondensat (NFDPM) und der Gehalt an Nikotin und Kohlenmonoxid (CO) ermittelt. Aufgrund der Rauchverdünnung bei der Filterventilation war die Ausbeute im Hauptstromrauch bei allen organischen Säuren reduziert. Bei unterschiedlichen Ventilationsgraden wurde das räumliche Konzentrationsverteilungs-muster jeder organischen Säure im Filter untersucht und deren Filterretention bestimmt. Zum einen war die Konzentration organischer Säuren mit niedrigerem Siedepunkt (BP) und geringerem Molekulargewicht (MG) am Mundende und am Peripherieteil des Filters relativ höher und die räumliche Konzentrationsverteilung im Filter wurde signifikant von der Rauchdiffusion beeinflusst. Zum anderen waren die Säuren mit hohem BP und hohem MG hauptsächlich am Tabakstrangende und am zentralen Teil des Filters verteilt und der Einfluss der Rauchdiffusion im Filter auf die räumliche Konzentrationsverteilung war nur gering. Die Luftverdichtung um die Filteröffnungen führte ebenfalls zu weniger Veränderungen. Dadurch waren die Säuren im Hauptstromrauch in unterschiedlichem Ausmaß reduziert. Dies kann auch einen Einfluss auf das Säure-Base-Gleichgewicht und die sensorische Qualität des Rauchs haben. Im Vergleich zum ISO-Abrauchprotokoll nahm unter dem intensiveren HCI-Abrauchprotokoll mit Blockierung der Lüftungsöffnungen die Ausbeute bei jeder der untersuchten Säuren in unterschiedlichem Maß zu. Für das HCI-Abrauchprotokoll wurde der Effekt der Filter-ventilation nicht untersucht, da bei diesem Rauchprotokoll eine Blockierung der Filteröffnungen erforderlich ist. [Contrib. Tob. Nicotine Res. 30 (2021) 199–211]

<trans-abstract xml:lang="fr" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

Une méthode servant simultanément à l’identification et à la détermination quantitative de trente acides organiques fut mise au point. Les rendements de fumée et les retentions des filtres pour les acides organiques et les composants habituels de la fumée, la matière particulaire totale (MPT), la matière particulaire anhydre exempte de nicotine, la nicotine et le monoxyde de carbone (CO) à différentes intensités de ventilation du filtre furent mesurés tant selon les paramètres de fumage de l’organisation internationale de normalisation (ISO) que selon ceux de Health Canada Intense (HCI). En raison de la dilution de la fumée due à la ventilation du filtre, il s’avéra que les rendements de tous les acides organiques étaient réduits dans la fumée principale. Le modèle de distribution spatiale de la concentration de chaque acide organique dans le filtre fut analysé à différentes intensités de ventilation et leur rétention au niveau du filtre fut mesurée. D’une part, la concentration des acides organiques présentant un point d’ébullition plus bas et un poids moléculaire (p.m.) plus faible était relativement plus élevée à l’extrémité de tirage et dans la portion périphérique du filtre et les répartitions spatiales des concentrations à l’intérieur du filtre étaient influencées de façon significative par la dispersion de la fumée. D’autre part, ces acides présentant un point d’ébullition plus élevé et un p.m. plus lourd étaient principalement répartis à l’extrémité du boudin de tabac et dans la portion centrale du filtre et les répartitions spatiales des concentrations n’étaient que légèrement affectées par la dispersion de la fumée à l’intérieur du filtre alors que la compression de l’air autour des orifices du filtre contribuait aussi à de moindres changements. Ainsi, il fut observé que différents acides présents dans la fumée principale étaient réduits dans diverses amplitudes, un phénomène aussi susceptible d’influencer l’équilibre acido-basique et la qualité sensorielle de la fumée. Comparativement aux paramètres de fumage ISO, les paramètres HCI prévoyant un fumage plus intense et bloquant les orifices produisirent différentes amplitudes d’augmentation de rendement pour chacun des acides étudiés. L’effet de la ventilation du filtre sur les paramètres de fumage de HCI ne fut pas étudié puisque ce régime de fumage exige le blocage des orifices de ventilation. [Contrib. Tob. Nicotine Res. 30 (2021) 199–211]
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Une méthode servant simultanément à l’identification et à la détermination quantitative de trente acides organiques fut mise au point. Les rendements de fumée et les retentions des filtres pour les acides organiques et les composants habituels de la fumée, la matière particulaire totale (MPT), la matière particulaire anhydre exempte de nicotine, la nicotine et le monoxyde de carbone (CO) à différentes intensités de ventilation du filtre furent mesurés tant selon les paramètres de fumage de l’organisation internationale de normalisation (ISO) que selon ceux de Health Canada Intense (HCI). En raison de la dilution de la fumée due à la ventilation du filtre, il s’avéra que les rendements de tous les acides organiques étaient réduits dans la fumée principale. Le modèle de distribution spatiale de la concentration de chaque acide organique dans le filtre fut analysé à différentes intensités de ventilation et leur rétention au niveau du filtre fut mesurée. D’une part, la concentration des acides organiques présentant un point d’ébullition plus bas et un poids moléculaire (p.m.) plus faible était relativement plus élevée à l’extrémité de tirage et dans la portion périphérique du filtre et les répartitions spatiales des concentrations à l’intérieur du filtre étaient influencées de façon significative par la dispersion de la fumée. D’autre part, ces acides présentant un point d’ébullition plus élevé et un p.m. plus lourd étaient principalement répartis à l’extrémité du boudin de tabac et dans la portion centrale du filtre et les répartitions spatiales des concentrations n’étaient que légèrement affectées par la dispersion de la fumée à l’intérieur du filtre alors que la compression de l’air autour des orifices du filtre contribuait aussi à de moindres changements. Ainsi, il fut observé que différents acides présents dans la fumée principale étaient réduits dans diverses amplitudes, un phénomène aussi susceptible d’influencer l’équilibre acido-basique et la qualité sensorielle de la fumée. Comparativement aux paramètres de fumage ISO, les paramètres HCI prévoyant un fumage plus intense et bloquant les orifices produisirent différentes amplitudes d’augmentation de rendement pour chacun des acides étudiés. L’effet de la ventilation du filtre sur les paramètres de fumage de HCI ne fut pas étudié puisque ce régime de fumage exige le blocage des orifices de ventilation. [Contrib. Tob. Nicotine Res. 30 (2021) 199–211]

Contributions to Tobacco & Nicotine Research

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A method for simultaneous identification and quantitative determination of 30 organic acids was established. The smoke yields and filter retentions of organic...

The Effects of Cigarette Filter Ventilation on Delivery and Retention of Organic Acids

Publié en ligne: 02 janv. 2022

Pages: 199 - 211

Reçu: 15 mars 2021

Accepté: 14 sept. 2021

DOI: https://doi.org/10.2478/cttr-2021-0015

© 2021 Deng Qixin et al., published by Sciendo

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