Нещадный разбор одноразового устройства для вэйпа Elfbar LB5000 Grape Apple Ice и вэйпинга в целом

Всем привет!

Сразу оговорюсь: я — не курильщик. 

Но так вышло, что у меня много друзей-курильщиков. И очень многие из них перешли от классического курения на вэйп, считая это менее вредным.

Я не буду критиковать, я не Минздрав, но по просьбе одного такого знакомого просто хочу рассказать о том, из чего состоят, как работают и вообще что из себя представляют одноразовые устройства для вэйпа, в простонародье — дудки.

На разделочном столе у нас сегодня — Elfbar LB5000 Grape Apple Ice.

Elfbar LB5000 Grape Apple Ice представляет собой небольшое устройство размером 74х46х22 мм. Согласно описанию, в нём содержится 14 мл жидкости для вэйпа с содержанием никотина на уровне 5%, а также перезаряжаемый аккумулятор ёмкостью 650 мАч. Перезарядка осуществляется посредством порта USB-C, заявляется, что устройства хватает на 5000 затяжек.

Стоимость устройства на российских сайтах колеблется в районе 700-950 рублей.

Согласно описания:

Grape Apple Ice (Виноградно-яблочный лёд) — порадует ваши вкусовые рецепторы восхитительно сладкой смесью виноградно-яблочного сока с охлаждающим ментоловым взрывом. Напоминает ваш любимый свежевыжатый яблочный и виноградный сок с ледяной ноткой. Настолько освежающий, что вам захочется выпить!

Задняя крышка устройства на защёлках и легко снимается:

На самой крышке расположена небольшая плата разъёма USB-C, сенсорный контроллер включения питания. В самой полости устройства — аккумулятор и пропитанная жидкостью губка, внутри которой расположен нагревательный элемент.

Спецификация аккумулятора соответствует описанию:

Нагревательный элемент крайне простой: в металлической трубке поролоном уплотнена нагревательная спираль. Трубка с одной стороны закрыта пластмассовой пробкой для фиксации проводов и нагревательного спирали:

Пропитанная жидкостью поролоновая губка сама по себе не горючая, при попытке поджечь — плавится и обугливается:

Сенсорный элемент при включении светит синим светодиодом, напряжение на спирали соответствует выходному напряжению аккумулятора — около 3,7 В, тут всё просто:

UPD: Благодаря замечанию уважаемого Cure72 добавил садизма к разборке и расковырял сенсорный элемент:

Маркировки на компонентах нет, но склонен верить Cure72 как специалисту и предположить, что здесь кроме светодиода — контроллер заряда и микрофон.

Возвращаясь к аккумулятору: на нём не нашёл полоски для отсечки заряда по напряжению. Сам элемент вскрыл ножницами, внутри стандартная катодно-анодная многослойка:

Вопреки ожиданиям многослойка не самовоспламенилась, однако начала греться, местами — сильно (на фото видно места потемнения). При погружении в воду — быстрая реакция и всё. Всё типично для литий-ионных элементов.

Ну и завоняло палёным, а не «любимым свежевыжатым яблочным и виноградным соком с ледяной ноткой», как вначале от поролоновой губки. В принципе, лёгкий дымок на фото видно.

Суть устройства, таким образом, проста до безобразия: перезаряжаемый аккумулятор при воздействии на сенсорный элемент нагревает спираль, которая в свою очередь разогревает поролоновую губку, вызывая кипение жидкости. Пар выходит из устройства и используется вэйпером по назначению. Расположение нагревательной спирали внутри металлической трубки предотвращает плавление поролона, выступая своеобразным (и единственным) регулятором температуры.

Так, ну с физикой понятно, переходим к химии.

Традиционно, жидкость для вэйпа состоит из четырёх основных компонентов:

1. пропиленгликоля (PG)
2. пищевого глицерина (VG)
3. собственно, никотина
4. пищевых отдушек и добавок

Теперь — чуть подробнее.

1. PG/VG

Одним из ключевых параметров в вэйпе является, как не странно, именно отношение содержания пропиленгликоля к глицерину, или попросту параметр PG/VG. Это, в принципе, не является удивительным, поскольку этих компонентов в жидкости 95%. Параметр PG/VG бывает 50/50, 30/70, 70/30, реже — другие соотношения (Источник), суть тут в следующем: высокое содержание пропиленгликоля усиливает вкусовые и другие субъективные ощущения, но снижает количество пара, глицерин же смягчает и усиливает пар. Считается, что новичкам в вэйпе лучше всего подходит соотношение 50/50.

Пропиленгликоль (пищевая добавка E1520) и глицерин (пищевая добавка Е422) оба широко используются в пищевой промышленности, нетоксичны при пероральном употреблении. Пропиленгликоль также достаточно известен как компонент многочисленных антифризов.

Температура кипения пропиленгликоля 187,4 °C, температура вспышки 107 °C.

Температура кипения с частичным разложением глицерина 290 °C, температура вспышки 160 °C.

Обращаю особое внимание на частичное разложение глицерина при кипении. 

В принципе, температурное воздействие на смесь пропиленгликоля и глицерина даёт на выходе такие вещества, как формальдегид, ацетальдегид и акролеина. Все из этого списка — ирританты, вызывающие раздражение лёгких и бронхов, бронхоспазм, развитие бронхиальной астмы и необратимого поражения лёгких при постоянном воздействии. Формальдегид к тому же обладает канцерогенным действием.

Некоторые не самые надёжные производители экономят на пропиленгликоле, используя его антифризный вариант, содержащий, помимо всего прочего, диэтиленгликоль и диацетил в качестве примесей. Первый из них умеренно опасен в виду своей низкой летучести, но при продолжительном воздействии поражает почки и печень. Диацетил широко известен своей способностью вызывать облитерирующий бронхиолит, который на данный момент лечится только трансплантацией лёгких.

2. Никотин

В вэйпе используется никотин, получаемый экстракцией из растений, синтетический никотин и соединения никотина с органическими кислотами — так называемые никотиновые соли (хотя по факту это не строго соли в химическом понимании: да, никотин — основание, но при производстве этих «солей» никто не соблюдает стехиометрию).

Считается, что растительный никотин более «тяжёлый», насыщенный, в то время как синтетический обеспечивает более чистый вкус и содержит меньше примесей — в том числе экстрагента, используемого при производстве растительного никотина. Никотиновые соли с одной стороны обеспечивает меньшее раздражение, но большую сорбцию никотина в альвеолах лёгких.

Стоимость чистого никотина фармацевтического качества составляет порядка $5300 за 25 л (Источник), никотин, используемый в качестве инсектицида обычно менее чист и стоит дешевле. Таким образом, если не возиться с плотностью и считать, что 25 кг стоят $5300 — наше рассматриваемое устройство с точки зрения содержания никотина включает в свою стоимость:

14 мл объём х 5% заявленного содержания = 0,7 г никотина
0,7 г х $5300 / 25000 = $0.15 по стоимости никотина, что даёт надежду, что производитель не экономит и покупает никотин фармацевтического качества.

Никотин сильно токсичен, действует как нейротоксин: биомеханизм воздействия на организм теплокровных животных никотина связан с его взаимодействием с Н-холинорецепторами содержащих их холинергических нервных синапсов и, как следствие, возбуждением некоторых отделов парасимпатической нервной системы (эффекты зависят от дозы: в малых дозах стимулирует рецепторы синапса, связываясь с ними, к примеру, у курильщиков повышается частота и сила сердечных сокращений, усиливается слюноотделение и перистальтика кишечника и т. д.; в больших дозах, наоборот, конкурентно блокирует рецепторы к воздействию ацетилхолина). LD50 для человека составляет 6,5-13 мг/кг орально, для крыс — 140 мг/кг через кожу, для мышей — 0,8 мг/кг внутривенно и 5,9 мг/кг при внутрибрюшинном введении. Смертельная разовая доза при остром отравлении для человека — 0,5—1 г. Никотин быстро распространяется по крови теплокровных и может преодолевать гематоэнцефалический барьер, в среднем достаточно 7 секунд после вдыхания табачного дыма, чтобы никотин достиг мозга. Период полувыведения никотина из организма составляет около двух часов. 

В Великобритании согласно требований TRPR (Tobacco and Related Products Regulations) содержание никотина в жидкости ограничено — 20 мг/мл (это около 2%), при этом ёмкость ограничена 10 мл. Как видим, рассматриваемое нами устройство к продаже в Великобритании не подходит по обеим ограничениям.

3. Пищевые отдушки и добавки

Чтобы добавить вкусоароматические свойства, в жидкость для вэйпа вводятся самые разнообразные пищевые добавки и эссенции. Среди таких добавок:

• Сукралоза (Е955) и этилмальтол (Е637) — подсластители
• Ментол и агент WS-23 — охлаждающий эффект (тот самый «лёд»)
• Различные ароматизаторы
• Консерванты (сорбаты и бензоаты натрия или калия) — увеличение срока годности жидкости

Несмотря на то, что все используемые пищевые добавки считаются абсолютно безвредными или условно безвредными (при условии не превышения рекомендуемых доз), следует учесть, что безвредность изучалась при пероральном употреблении: проще говоря, кушать их можно, а вот что будет, если их нагревать и дышать — никто гарантий не даёт. Хотя по ряду из добавок уже есть информация: так стало известно, что коричное масло, ванилин, ментол и кофеин при ингаляционном употреблении поражают сердце и сердечно-сосудистую систему. Добавление диоксида титана поражает альвеолы лёгких и сосуды. Поступление продуктов термического воздействия и разложения консервантов в лёгкие (особенно это касается бензоатов) может иметь канцерогенный эффект (источник). Клубничный и банановый ароматизатор на основе диметилпиразина и изоамилацетата соответственно при поступлении ингаляционно (не путать с пероральным поступлением) вызывает разрушение альвеол и клеток эпителия лёгких.

UPD: Я совершенно не представляю смысл введения диоксида титана в жидкость для вэйпа, могу лишь предположить, что он поступает как примесь в пищевых добавках, которые изначально предназначались для пищевой и косметической промышленности и являлись готовой смесью, продаваемой по более низкой цене, чем чистые индивидуальные компоненты. Ссылки на источники, откуда взята информация по диоксиду титана и более развёрнутые мысли на этот счёт — в комментариях ниже. Если основной вопрос заключается только в этом компоненте — предлагаю его исключить и сосредоточиться на других факторах риска, которых и без диоксида титана хватает.

Финальные мысли

Ну с чего я и начал — я не курю.

А так — вопрос хороший. Для никотинозависимых людей, которые не могут бороться с вредной привычкой, я бы советовал не гоняться за роскошным паром, вкусом и запахом, а употреблять максимально чистые жидкости с никотином и глицерином. А лучше — пластырь или вообще собраться духом и бросить.

Если же хочется эффектно дымить чем-то вкусно пахнущим и быть подопытной крыской в исследовании безопасности компонентов вэйпа… что ж, напомню, что ранее курение вредным не считалось.

Но это — уже совсем другая история.