Почему нам не нужно горение?

Для начала: что такое горение?

Горение — это процесс сжигания чего-либо, который требует трех составляющих: источника топлива (например, табака), кислорода в воздухе и достаточного тепла для запуска самоподдерживающейся экзотермической реакции. Во время горения в идеальных условиях углеводороды и кислород вступают в реакцию с образованием углекислого газа и воды. В более реалистичных условиях, например, как в обычных сигаретах, кислорода недостаточно для полного сгорания. Неполное сгорание приводит к образованию монооксида углерода и других веществ, многие их которых признаны органами здравоохранения вредными или потенциально вредными для здоровья. Некоторые из токсических веществ, выделяющихся при горении, образуют жидкие и твердые частицы, которые вместе с остальными веществами приводят к образованию дыма, который при вдыхании может быть вредным для здоровья.

Лучший выбор – это полный отказ от курения

Во время курения сигарет происходит горение и образование дыма. Миллионы курильщиков каждый год решают отказаться от сигарет и бросают курить. Они принимают лучшее решение, которое может сделать курильщик для своего здоровья: полностью отказываются от табака и никотина. Тем не менее многие мужчины и женщины решают, что, несмотря на свое желание отказаться от курения, они хотят продолжать употреблять никотиновые и табачные изделия. Они ищут альтернативу с похожим вкусом, ритуалом и количеством никотина, как в сигаретах, но при этом без дыма. Благодаря технологическим достижениям в сфере бездымных продуктов получить такие ощущения без горения стало возможным.

Для получения никотина нам требуется нагревание, а не горение

Никотин выделятся из табака и переходит в сигаретный дым при температуре кипения – около 247°C. Это намного ниже температуры, при которой табак начинает гореть, что происходит примерно при 400°C.¹ Это означает, что можно нагревать табак в достаточной степени, чтобы получить никотин, при этом не сжигая его и не вызывая образование дыма, что и происходит при использовании нагреваемых табачных продуктов. Другой пример — испарители (или электронные системы доставки никотина), которые нагревают жидкость, выделяя никотин и ароматизаторы без горения и дыма.

Табак, как и многие другие материалы, теряет массу во время нагревания по мере повышения температуры. Во-первых, в процессе сушки при температурах 30-150°C он теряет влагу. При температурах около 100-300°C помимо воды в результате нагревания из табака также начинают испаряться другие химические вещества, а некоторые компоненты табака разрушаются. Никотин также выделяется из табака при этих температурах.

Сверх данного диапазона растет важность наличия кислорода, поскольку табак приближается к температуре возгорания. При температурах ниже 400°С процессы, происходящие в табаке, нагретом в атмосфере с кислородом и без кислорода, не сильно отличаются. Однако при температурах выше 400°C есть большая разница: в атмосфере с кислородом происходит горение. 

В нашей электрической системе нагревания табака (ЭСНТ) горение отсутствует.² Температура табака строго контролируется. Устройство никогда не достигает достаточно высокой температуры, и состав аэрозоля подтверждает это. Работа ЭСНТ включает нагревание, испарение, торрефакцию (как, например, при обжаривании кофейных зерен) и в некоторой степени низкотемпературный пиролиз, но не горение. Кроме того, в результате процессов, происходящих при использовании ЭСНТ, не образуется дым, поэтому мы называем эти продукты бездымными.

Химические вещества в табачном дыме

Согласно Rodgman and Perfetti, 2013 в табаке содержатся тысячи компонентов, и еще тысячи ждут своего открытия.³ Подобно любому растению, табак поглощает простые химические элементы и превращает их в макромолекулы для роста и поддержания жизненных процессов. Ситуация еще более усложняется при сжигании высушенных листьев табака, приводя к образованию сложной смеси из более чем 6 000 химических веществ, которые составляют табачный дым. Расскажем о некоторых компонентах этого дыма, описанных в 2013 году.

Сигаретный дым содержит ряд металлов, потому что табаку требуются основные минералы для роста, а также потому что металлы содержатся в почве. Практически каждый металл, содержащийся в табаке, при горении может в небольших количествах попадать в сигаретный дым. Среди них — мышьяк, бериллий, хром, никель и кадмий, которые Международное агентство по изучению рака (МАИР) с 1985 года причислило к канцерогенам для человека.

N-нитрозамины – это органические соединения, признанные канцерогенными, которые образуются при переработке табака и горении сигареты. N-нитрозамины бывают нескольких категорий: табачные N-нитрозамины (TSNA), летучие (VNA) или нелетучие N-нитрозамины (NVNA). Перенос этих компонентов в дым меняется в зависимости от конкретного N-нитрозамина. Например, 6,9-11% N-нитрозонорникотина (NNN), а также около 40% нитрозамин-кетона (NNK) переносится из табака в табачный дым. 

В табачном дыме содержится более 1 200 углеводородов, в том числе алканы, алкены, алкины, алициклические углеводороды, моноциклические ароматические углеводороды и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Известно более 500 ПАУ табачного дыма, многие из которых были тщательно изучены ввиду их связи с потенциальными проблемами со здоровьем. Это привело к классификации ПАУ как токсических веществ. 

Знания о составляющих табачного дыма значительно расширились в 1950-х годах, и в результате был получен список определенных альдегидов (таких, как формальдегид, ацетальдегид, акролеин) и кетонов (таких, как 3-пентанон; 4-гептанон и 2,3-бутандион), которые, как согласно литературным данным, играют роль в опухолеобразовании и цилиостазе (остановка биения реснитчатого эпителия слизистой оболочки). 

Это лишь некоторые из тысяч химических веществ и компонентов, из которых состоит табачный дым, многие из которых были определены как вредные и потенциально вредные компоненты (ВПВК). Исследования показали, что образование большинства вредных вещество ВПВК в сигаретном дыме вызвано горением. Устранив горение, мы можем уменьшить уровень вырабатываемых ВПВК. Наши исследования также показали среднее снижение уровней вредных химических соединений в аэрозоле ЭСНТ на 95% по сравнению с сигаретным дымом.