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GB 41700-2022《电zi烟》标准中电zi烟油的质量控制---密度和折光法

点击次数:872  更新时间:2023-05-08

2022年4月8日,市场监管总局(标准委)发布了GB 41700-2022《电zi烟》强制性国家标准,将于今年10月1日正式实施。


     随着电zi烟的普及,电zi烟油的消耗量也在增长。电zi烟油生产过程中需要进行质量控制。


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1     简介


 E-juice,vape juice和e-liquid通常指的是同一种物品(即电zi烟油),并且可以互换使用。
电zi烟油是电zi烟内部使用的芳香液体。电zi烟的蒸气是通过加热电zi烟油生成气雾剂,来代替传统香烟中的烟气而产生的。 
电zi烟油通常由丙二醇(PG),植物甘油(VG),香精和尼古丁组成。新的趋势是在最终成分中引入BIG麻二酚(CBD)。 
电zi烟油通过电zi烟线圈时,被电流加热并发生雾化。  
丙二醇(PG)植物甘油(VG)是电zi烟油的主要成分。按不同比例添加,就会得到不同性质的烟油。
植物甘油 (VG)是一种浓稠的天然甜味液体,可提供蒸汽。丙二醇 (PG)是一种稀薄的液体,可充当香精的载体。有些人对PG过敏,不含PG的电zi烟油也可以使用。VG的比例越高,产生的雾就越多,蒸汽就越顺滑,但是味道也 越淡。PG含量越高,产生的雾就越少,对喉咙的冲击感就越强,味道也越浓。对喉咙的冲击感类似于抽烟时吸入尼古丁的感觉。

2     国际法规


健康风险显然对评估非常重要,尤其是电zi烟中的化学物质或任何污染物是否有毒、致癌或具有传染性,又或者,电zi烟是否会释放有害或有成瘾性的“药物"。 

各个国家/地区对电zi烟进行管控的法规有所不同——有的不设法规,有的则全面禁止。 

因此,电z烟油生产商必须提交相关证明,以及电zi烟原料含量清单。 

对于已经实现电zi烟商品化的国家,规定必须使用药品或食品级的原料。相关法规包括:  

· 美国药典和欧洲药典(USP和Ph.Eur.)

· 食品用化学品法典(FCC)

· 欧盟委员会法规(EU)


3          质量控制

电zi烟油的许多性质和成分都会影响尼古丁的释放。


如果其他因素不变,尼古丁的浓度越高,那么它的 释放就越显著。

   

电zi烟中所加入的香精,可以掩盖或抵消尼古丁的 苦味或刺激性,从而使抽烟的人不知不觉地暴露在尼古丁中(导致抽更多的烟)。  

 

烟油中PG和VG的相对比例会影响到尼古丁的释放。


对于PG/VG的浓度测量,传统方法(比如GC、HPLC)价格昂贵,费时而且需要熟练的操作人员,通过密度计和折光仪测量则不存在这些问题。

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4          工艺

电zi烟油的生产工艺流程见图2。  

在混合前,所有原材料都要进行质量检查。

PG和VG进行混合,可以作为电zi烟油的“基底"。混合后以及贴标前,需要进行相应的检查和分析。

接下来加入香精,最后是尼古丁。


贴标前,这两步都需要进行检查。

比重和折光率都是检测项。


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5          传统分析方法

传统的密度测量方法——比重瓶法,需要熟练的操作员,大量的样品和清洗剂,分析和清洗时间长,还需要进行温度修正。

另外,比重瓶法还会引入人为的误差。如果分析工作量大,数字密度计就是更好的选择,因为可以节省时间、清洗剂和溶剂。

     

6          分析方法和步骤

6.1 标准

丙二醇(PG),E 1520, CAS [57-55-6]和植物甘油(VG)E 422, CAS [56-81-5]通常按以下比例混合: 

PG/VG:80/20;70/30;55/45;45/55;30/70;20/70 

6.2  准备样品

使用纯的PG和VG,按不同比例进行配制。 

上面提到的8个样品(包括两种纯溶剂)放在20 mL样品瓶中,并密封。  

6.3  步骤

密度和折光率的测量都在20°C进行。 

6.4  仪器

对于密度和折光率的测量,这里推荐多参数测量系统——Modulyzer,配置包括:     DMA 4100 M 密度计 

        Abbemat 500 折光仪 

        Xsample 530 自动进样器

这些设备连接到一起,可以通过一次进样,实现多参数同时测量。


如图3,Modulyzer系统包括DMA M密度计,Abbemat 折光仪和Xsample 530自动进样器,可以同时进行密度和折光率的测量——相比传统方法,更简单,更安全,也更准确。   

这套测量系统只需10 mL的样品量,测量时间只需几分钟,而且使用简单——即使是没有经验的人员也能轻松上手。  

另外,Modulyzer系统还可以应对不同样品——不管是粘稠样品,还是挥发性样品。  


测量密度和折光率,通过计算,可以得到PG/VG混合溶液的浓度。   

这需要建立PG/VG溶液密度(比重)和浓度关系的方程。

Modulyzer系统的测量和计算都是自动进行的,这样可以减少一些人为误差。

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7          结果

对于纯的PG和VG,可以通过测量密度(比重)和折光率进行质量检查,这些方法符合USP,Ph.Eur,FCC和EU的规定。  

测量结果见表2。

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PG/VG溶液的密度(比重)与浓度之间呈线性相关。进行二次回归后,得到如下方程:PG (% w/w) = 267.98*(SG 20)2 – 1058.4*(SG 20) + 909.55 

             R2  = 0.9999


     将这个方程内置到仪器中,通过自动计算就能得到PG/VG混合溶液的浓度值。

结果如图4。


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  同样地,还可以得到PG(% w/w)和RI之间的关系曲线。 

  相应的方程如下:PG (% w/w) = 3149.6*(nD)2 – 11557*(nD) + 10192

                                R2  =  0.9999  


8          结论

不管是PG和VG的纯溶液,还是二者的混合溶液,都可以通过测量密度(比重)、折光率来确定产品是否合格。

通过Modulyzer系统测量密度(比重)和折光率,可以在几分钟内快速得到PG和VG溶剂的纯度信息,以及二者混合溶液的浓度信息。