192213. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a dohányfüstben levő egészségre ártalmas anyagokat, főleg aldehideket megkötő füstszűrő filter előállítására
1 192 213 2 dohány formaldehid tartalom lecsökkenthető 270 pg/g dohány szint alá, és így a jelentősen csökkent formaldehid tartalmú cigaretta füst egészségkárosító hatása is a kritikus küszöbszint alá süllyed. A kísérletekből megállapítható a folyamat jellege is. Miután az éndiol vegyületek kémiai jellege a formaldehiddel való találkozás után megváltozik, az éndiol típusú vegyüleiek alkalmazása során bizonyíthatóan kemoszorpciós folyamat valósul meg. A dohányfüst formaldehid tartalmának csökkenését a szűrő összetételének függvényében, a következő táblázat szemlélteti: összetétel Formaldehidtartalom pg-ban 1 g dohányra vetítve Formaldehidtartalom csökkenés a kontrolihoz viszonyítva % 1. Papirszűrő (kontroll) 649 0 2. Papírszűrőbe beépítve 30 mg aktív szén 584-10,02 3. Papírszűrő + 30 mg éndiol vegyület 393-39,45 4. Papírszűrő +. 25 mg aktív szén + 25 mg éndiol vegyület 319-50,84 5. Papírszűrő + 25 mg aktív szén + 25 mg éndiol vegyület + 5 mg CuS04.5H20 263- 59,48 A táblázat 1. és 2. értékei közötti kis különbség az aldehidek deszorpciójára utal, ugyanakkor a táblázat 3( — 5) soraiban szereplő csökkenő értékekből egyértelműen kemoszorpcióra kell következtetni. A hatás természetesen tovább növelhető részben az aktív szén vagy más szemcsés adszorbens, valamint az éndiol vegyület, továbbá egyéb katalizátor mennyiségének növelésével, és így 65-70% vagy ennél nagyobb formaldehidtartalom-csökkenés is elérhető. Tehát az említett éndiol vegyületekkel kezelt cigarettafüstszűrő azoknak az aldehideknek a kémiai megkötésére alkalmas, melyeket tulajdonságuknál fogva az adszorbensek csak kisebb részben, mintegy Vio arányban képesek visszatartani. A találmány szerinti eljárás alapján előállitott szűrő további előnye, hogy nem tartalmaz az egészségre ártalmas anyagokat, sőt az éndiol szerkezetű vegyületek, ezeken belül az L-aszkorbinsav (a jól ismert C-vitamin) is, az emberi szervezet tekintetében nemcsak ártalmatlan, hanem - mint nélkülözhetetlen biokatalizátor - kifejezetten előnyös. Ezen kívül az éndiol szerkezetű vegyületek, ezeken belül előnyösen az L-aszkorbinsav, a formaldehiddel reagálva szén-dioxid (C02) és a szénhidrátokkal rokon polihidroxi vegyületek keletkeznek, mivel a formaldehid reakcióba lép az L-aszkorbinsav laktongyürű karbonil-csoportja melletti CH- savas karakterű metin csoporttal, (az L-aszkorbinsav ketonformájával), miközben a szűrő hőmérsékletén (50-60 °C) stabilis addukt keletkezik, amely erősen kötődik az aktív szénhez. Előnye még a találmány szerinti eljárás alapján előállított dohányfüst szűrőnek az is, hogy az ezzel 5 ellátott cigaretta égésekor keletkező dohányfüstből kivonható formaldehid mennyisége az égési idő növekedésével jelentősen emelkedik. Ugyanis a szűrő hőmérséklete a cigaretta elégésekor a mérések szerint eléri a 65-70 'C-ot. Az ilyen nagy hő- 10 mérséklet igen kedvező a kemoszorpciós folyamatokra, ugrásszerűen nő a kémiai reakció sebessége, ellentétben az ismert szűrőkkel, melyeknél a növekvő deszorpció miatt a hőmérséklet emelkedésével a fizikai szorpció hatásfoka egyre csökken. 15 Az L-aszkorbinsav és formaldehid között lejátszódó kémiai folyamatok összhangban vannak Fodor és munkatársai eredményeivel, (G. Fodor et al.: „A new for L-ascorbic acid: Michael donor to a, ß - unsaturated carbonyl compounds”, Tetra- 20 hedron, 1983., pp. 39, 2137-2145.), akik megfigyelték, hogy az L-aszkorbinsav ugyanazon a szénatomon reagál az akroleinnel, mint amelyet kísérleteink során a formaldehidre megállapítottunk. Ezekből következik, hogy a találmány szerinti szűrő az 25 akrolein megkötésére is alkalmas. Ez a tény viszont nagymértékben javítja a cigaretta ízbeli tulajdonságait is. Mivel az irodalom (F. J. Reithel: „Studies on the reactions between formaldehyde and enediols”, J. 30 Am. Chem. Soc., 1948., pp. 898-900.) az L-aszkorbinsavhoz hasonló reakciót ír le a formaldehid és más éndiol típusú vegyületek (pl. redukton, reduktinsav, hidroxitetronsav, dihidroximaleinsav, dehidro-aszkorbinsav) között is, ezért az előbbiekben 35 felsorolt éndiol típusú vegyületek szintén alkalmasak a formaldehid megkötésére (redukton = 3 hidroxi 2 oxopropanol). A dohányfüstben lévő egészségre ártalmas anyagokat, főleg aldehideket megkötő füstszűrő filtert 40 előállító találmány szerinti eljárásban a dohányfüst szűrés hatékonyságát mechanikusan (rostos) és/ vagy adszorpciósan (pl. aktív szén) szűrő anyagok felhasználásával, valamint kemoszorpciós folyamat létrehozásával fokozzuk olyképpen, hogy a 45 mechanikus és/vagy adszorbens szűrőanyagokhoz - az ezek által meg nem szűrt - aldehidekkel kémiai reakcióba lépő éndiol —C=C— szerkezeti ele-OH OH 50 met tartalmazó vegyületeket adalékolunk, az adszorbensek mennyiségével arányos és az elérni kívánt hatékonyságtól függő - célszerűen az adszorbensek tömegének 40-300%-át kitevő - tömegben, majd az adszorbenseket, és az éndiol vegyületeket 55 összekeverjük, homogenizáljuk és a rostos alapszűrőre visszük. A találmány szerinti eljárást a következő példákkal szemléltetjük. 60 1. példa Az aktív szén vagy az aktív szén és más szemcsés adszorbens keverékének tömegéhez éndiol 4
