Содержание

 

Моисеев И.В., д.т.н.,профессор,
 Вайнштейн А.Г., к.т.н.

В отличие от других видов курительных изделий дым кальянного табака образуется не в результате прямого пиролиза, а вследствие испарения и последующей передачи испаренных компонентов кальянной смеси через элементы конструкции кальяна. При осуществлении затяжки воздух, проходящий через тлеющий уголь, располагающийся, как правило, на перфорированной металлической фольге, нагревается и в таком нагретом состоянии является основным агентом для разогрева кальянной смеси на первом этапе и для испарения компонент кальянной смеси  - на втором этапе.

Температура угля, а, следовательно, и температура основного воздушного потока (main stream), проходящего через кальянную смесь является одним из основных факторов эффективности передачи вкусовых и ароматических компонент дыма, образующихся при испарении.

Кроме того, химический состав продуктов горения угля для кальяна может так же не только влиять на вкус и аромат дыма при употреблении кальянного табака, но и оказывать воздействие на формирование бокового потока дыма (side stream) и его химический состав.

В работе [1] установлено, что различные марки углей имеют неодинаковые режимы горения: длительность тления, температура горения, а условия протяжки влияют на режимы горения. Однако в упомянутом источнике отсутствуют сведения об исходных различиях образцов углей с точки зрения их химического состава и теплотехнических параметров.

В настоящей работе в табл. 1, 2, 3 приводятся результаты исследования физико-химических параметров образца кальянного угля, производимого и дистрибутируемого в России. Материалы исследований были получены с использованием лабораторной базы ОАО «Всероссийский теплотехнический институт»

Таблица 1 – Результаты теплотехнического анализа угля для курения кальяна

Наименование показателей

 

Методы испытания

Содержание влаги в рабочей массе топлива, Wr, %

2,5

ГОСТ 27314-91 [2]

Зольность рабочей массы топлива, Ar, %

8,7

ГОСТ 11022-95 [3]

Содержание серы общей в рабочей массе топлива, Srt, %

0,14

ГОСТ 8606-93 [4]

Содержание серы сульфатной в рабочей массе топлива, Srso4, %

0,04

ГОСТ 8606-93 [4]

Содержание серы бисульфатной в рабочей массе топлива, Srp, %

0,04

ГОСТ 8606-93 [4]

Содержание серы органической в рабочей массе топлива, Sro, %

0,06

ГОСТ 8606-93 [4]

Содержание углерода общего в рабочей массе топлива, Crt, %

70,7

ГОСТ 2408.1-95 [5]

Содержание водорода общего в рабочей массе топлива, Hrt, %

4,0

ГОСТ 2408.1-95 [5]

Содержание азота в рабочей массе топлива, Nr, %

0,3

ГОСТ 28743-93 [6]

Содержание кислорода в рабочей массе топлива, Or, %

13,7

По разности

Выход летучих веществ на горючую массу топлива, Vdaf, %

21,5

ГОСТ 6382-2001 [7]

Низшая теплота сгорания рабочей массы, Qri, ккал/кг

6570

ГОСТ 147-95 [8]

Низшая теплота сгорания горючей массы топлива, Qdafi, ккал/кг

7410

ГОСТ 147-95 [8]

 

Т.о. основную долю химического состава угля для кальяна составляют общий углерод, кислород, водород, которые, несомненно, предопределяют появление в основной струе дыма таких элементов как окись углерода, а так же более сложных соединений, появляющихся в результате активного теплового воздействия на кальянную смесь – свободного и связанного никотина, полиароматических углеводородов, антрацена, хризена, фенантрена, флуорантена и т.д. [9]

Таблица 2 – Результаты исследования химического состава золы угля для курения кальяна

SiO2 (%)

61.9

TiO2 (%)

0.7

Al2O3 (%)

10.0

Fe2O3 (%)

4.2

CaO (%)

10.0

MgO (%)

2.1

Na2O (%)

1.7

K2O (%)

6.3

SO3 (%)

3.1

 

Результаты исследования химического состава золы образца кальянного угля показывают наличие львиной доли SiO2, а так же достаточно высокого содержания CaO и Al2O3.

Таблица 3– Результаты определения содержания микроэлементов в угле для курения кальяна и в его золе

№ п/п

элемент

Содержание металлов в золе (ppm)

Содержание металлов в рабочей массе угля (ppm)

1

Медь (Cu)

0,07

0,006

2

Никель (Ni)

0,05

0,004

3

Марганец (Mn)

0,7

0,06

4

Свинец (Pb)

0,03

0,003

5

Серебро (Ag)

0,01

0,0009

6

Хром (Cr)

0,14

0,01

7

Кадмий (Cd)

0,004

0,00004

8

Стронций (Sr)

0,14

0,01

 

Результаты табл. 3 хорошо коррелируют с исследованием [9], в котором сообщается о наличие металлов, в том числе тяжелых металлов, определенных в конденсате кальянного дыма.

Изложенные в работе результаты исследования физико-химических и теплотехнических свойств угля для кальянного табака позволяет перейти к исследованию влияния режимов горения таких углей на формирование химического состава дыма кальянного табака и вкусо-ароматические параметры собственно продукта.

 

Литература

 

1.     Бубнов Е.А. Влияние различных факторов на формирование качества курительного изделия для кальяна. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Краснодар 2009г., 22с.

2.     ГОСТ-27314-91  Топливо твердое минеральное. Методы определения влаги.

3.     ГОСТ 11022-95  Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности.

4.     ГОСТ 8606-93    Топливо твердое минеральное. Определение общей серы. Метод Эшка.

5.     ГОСТ 2408.1-95 Топливо твердое. Методы определения углерода и водорода.

6.     ГОСТ 28743-93  Топливо твердое минеральное. Методы определения азота.

7.     ГОСТ 6382-2001         Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода летучих веществ.

8.     ГОСТ 147-95      Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и вычисления низшей теплоты сгорания.

9.     A. Shihaden. Investigation of mainstream smoke aerosol of the argeleh water pipe. Department of Mechanical Engineering, American University of Beirut. Food and Chemical Toxicology 41 (2003), р. 143-152.