纤维素纸沟槽滤嘴选择性降低卷烟烟气中有害成分

为选择性降低卷烟烟气中的有害成分,以纤维素纸为载体涂布功能材料OPTI(含氨基聚合物),制备OPTI纤维素纸功能滤嘴,考察其对卷烟烟气焦油和有害成分释放量的影响,并进行了卷烟烟气体外毒理学检测。结果表明:(1)功能滤嘴能够高效选择性降低卷烟烟气中有害成分巴豆醛和氰化氢(HCN)的释放量,材料OPTI上墨量为(13.0±0.5)g/m~2时,焦油增加0.3%,巴豆醛降低35.8%,HCN降低57.2%;随着纤维素纸上材料OPTI上墨量的增加,烟气中巴豆醛和HCN的释放量降低;滤嘴具有良好的减害稳定性,存放10周后仍对烟气有害成分有高效降低作用。(2)与对照卷烟相比,对于纤维素纸上涂布OPTI材料的试验卷烟,细胞存活率略有提高,细菌致突变性和诱发微核率无明显差异。(3)将材料PEG6(聚乙二醇600)与OPTI复配后制备滤嘴,卷烟烟气焦油降低3.1%,苯酚、巴豆醛和HCN分别降低23.7%、24.6%和46.3%,烟气危害性评价指数下降0.91,而卷烟内在抽吸品质未受到明显影响。PEG6与OPTI复配材料是一种比较理想的减害纤维素纸涂料。     

氧化石墨烯-壳聚糖复合物涂布纸降低卷烟烟气中苯酚和巴豆醛

为选择性降低卷烟主流烟气中苯酚和巴豆醛的释放量,采用溶液共混法制备了氧化石墨烯-壳聚糖复合物(GO-CS)悬浮液,并涂布于纤维素纸上,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TG)对其进行表征;利用模拟评价装置考察GO-CS涂布纸的减害性能,并通过成型纸醋(纸+醋纤)复合滤棒进行了卷烟应用评价。结果表明:1GO在CS中分散性良好,GO-CS结构均匀一致,可成功负载于纤维素纸表面;2GO-CS中GO质量分数为10%,纤维素纸GO-CS涂布量为(2.4±0.2)g/m~2时模拟减害效果较好,苯酚和巴豆醛释放量分别降低37.5%和31.5%;3与对照卷烟相比,试验卷烟主流烟气中苯酚和巴豆醛释放量分别降低32.7%和29.3%,卷烟危害性评价指数降低9.1%,烟气常规成分及其他有害成分的释放量变化不大,且卷烟风格及感官质量保持基本一致。     

聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料选择性降低卷烟烟气中的苯酚

为选择性降低卷烟烟气中苯酚的释放量,制备了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料(PolyGMA材料),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面及孔径分析仪对材料进行了表征,并分别考察了添加至二元复合滤棒和涂布卷烟纸2种应用方式对选择性降低卷烟烟气中苯酚释放量的影响。结果表明:①制备的材料具备环氧基团和互通多孔的结构,其比表面积为119.5 m2/g,平均孔径为17.3 nm;②该材料以添加二元复合滤棒形式在卷烟中应用效果较佳,与对照卷烟相比,试验卷烟苯酚释放量降低28.3%,苯酚选择性降低率为23.0%,且卷烟感官质量无明显差异。     

沟槽醋酸纤维滤棒的开发

为提高卷烟滤嘴的过滤性能,由醋酸纤维丝束滤芯、C型沟槽纯纤维素纸(定量80g/m2)和成形纸开发出醋酸纤维沟槽滤棒。该滤棒结构为沟槽滤棒与普通醋纤滤棒的二复合(1∶1)滤棒。试验结果表明,与普通醋纤滤嘴相比,C型沟槽滤棒的硬度可提高2～3个百分点;在卷烟感官质量基本保持不变的情况下,对卷烟烟气的过滤性能显著提高,同等条件下可再降低烟气焦油量2～3mg,降低幅度为13.66%～24.69%。     

功能化聚乙烯亚胺选择性降低卷烟烟气中的HCN

为选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的释放量,制备了过渡金属离子改性的聚乙烯亚胺(PEI)液体功能材料,对材料进行了紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和热重分析(TG)表征。利用卷烟添加剂性能模拟评价装置考察了制备材料降低烟气中HCN的性能,并优化了材料的制备条件;将优化后制备的材料以涂布在纸-醋纤二元复合滤棒中的形式应用于卷烟。结果表明:1金属离子改性的PEI功能材料具有较好的水溶性,在280℃以下具有良好的热稳定性;2PEI重均分子量为600、溶液质量分数为20%、金属离子为Zn~(2+)且Zn~(2+)/PEI比值为2.93×10~(-4)mol/g时,所制备的功能材料对烟气HCN降低性能最好;3与对照卷烟相比,材料添加量为10.6 mg/支的试验卷烟主流烟气HCN的选择性降低率为40.2%,焦油和感官质量基本不变;材料添加量为19.9 mg/支时,HCN的选择性降低率高达72.1%,但卷烟感官质量有一定降低。     

醋酸纤维素颗粒对主流烟气中焦油和苯酚释放量的影响

分别以三乙酸甘油酯(TC)和羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂,采用摇摆造粒工艺制备T型和C型醋酸纤维素(醋纤)颗粒,通过将颗粒置于滤嘴中并在ISO模式下抽吸卷烟,探索了烟支吸阻在同一水平下颗粒类型、颗粒粒径对主流烟气中焦油和苯酚释放量的影响,并根据不同颗粒添加量下对苯酚的吸附量比较了醋纤颗粒和醋纤滤棒对苯酚吸附能力的大小。结果表明:(1)醋纤颗粒的类型和粒径对焦油递送量的影响不明显,颗粒粒径对苯酚吸附能力的影响不明显;(2)T型和C型颗粒对苯酚的选择性吸附能力差异显著。T型颗粒每支卷烟添加量为25 mg时,单口苯酚释放量的选择性降低率15.0%;C型颗粒对苯酚无明显的吸附能力;(3)单位质量T型颗粒对苯酚的选择性吸附能力低于单位质量醋纤滤棒。     

辅助材料设计参数对烤烟型卷烟烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响

为探索辅助材料与卷烟烟气化学成分之间的关系,研究了卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成形纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻对卷烟主流烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响,并通过辅材设计参数的组合设计,建立了辅材设计参数预测焦油、烟碱和CO释放量的数学模型.结果表明:①卷烟纸定量增加CO释放量增加;②卷烟纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低;③滤棒吸阻增加,焦油和烟碱释放量降低;④接装纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量显著降低;⑤成形纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低,降低程度与配合使用的接装纸透气度有关;⑥焦油、烟碱和CO释放量预测模型的预测值与实测值基本吻合.     

不同卷烟纸及滤棒搭配模式对主流烟气部分化学成分逐口抽吸释放量规律的影响

通过RM20H全自动吸烟机的逐口分析单元,捕集主流烟气中的总粒相物,用以分析主流烟气部分化学成分(苯酚、焦油、烟碱)逐口抽吸释放量规律。以苯酚为例对不同滤棒吸阻,不同透气度卷烟纸的搭配卷烟进行了分析研究,利用散点图等数理统计手段来探讨"三纸一棒"的不同搭配模式对卷烟烟气成分变化的影响。结果表明:焦油、烟碱以及苯酚的释放量随着抽吸口数的增加而不断增加,并且以5、6口抽吸的释放量为最大,建议消费者改变不良的抽吸习惯,这样可以大大降低有害物质的吸入量。"三支一棒"在降焦的过程中,同时可以降低烟碱、苯酚的含量,这为卷烟产品的降焦减害,特别是低焦油卷烟的配方设计提供理论依据。     

卷烟烟气苯酚释放影响因素及其调控技术研究进展

为使相关科研人员了解降低卷烟烟气苯酚释放量对提高卷烟安全性的重要意义,从烟叶原料产地、品种和部位、物理和外观质量、内在和感官质量,生成苯酚的前体物,原料加工工艺,叶组配方,卷烟纸和滤棒等辅助材料以及选择性吸附减害技术等方面进行了全面总结,分析了与烟气苯酚释放量相关的众多影响因素,并着重从烟叶原料生产、苯酚前体物调控、工业配方和减害技术等几个方面总结了选择性降低烟气苯酚释放量的措施和建议,可为降低烟气苯酚释放量和开发低危害卷烟产品提供参考。     

接装纸打孔参数对卷烟烟气焦油及7种有害成分释放量影响的PLS回归分析

为了研究接装纸打孔参数对卷烟烟气的影响,制备了不同打孔参数的接装纸,并测试了卷烟烟气焦油和有害成分的释放量,采用偏最小二乘回归(PLS)法分析了接装纸打孔参数对烟气焦油和7种有害成分(CO、HCN、NH_3、NNK、B[a]P、苯酚、巴豆醛)释放量的影响。结果表明:1随着不同打孔参数接装纸卷烟滤嘴通风率的增加,烟气中焦油和7种有害成分的释放量降低;2接装纸打孔面积对烟气焦油和7种有害成分释放量的影响最大;3打孔面积、孔数、孔排数、孔带宽度与烟气焦油和7种有害成分的释放量负相关;相同通风率时,孔径与烟气焦油及CO、HCN、NH_3、B[a]P、苯酚、巴豆醛的释放量正相关。     

接装纸和成型纸透气度对卷烟中元素迁移行为的影响

为研究接装纸和成型纸透气度对卷烟燃烧过程中铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)、硒(Se)、镉(Cd)和铅(Pb)6种元素迁移行为的影响,采用单因素设计方法制备了不同接装纸、成型纸透气度试验卷烟样品,并对抽吸前后各部分(卷烟烟丝柱体、抽吸前烟蒂、抽吸后烟蒂、主流烟气、侧流烟气和烟灰)中6种目标元素进行了电感耦合等离子质谱(ICP-MS)测定和迁移率分析。结果表明:①卷烟燃烧过程中,Cr,Ni,As,Se和Pb 5种元素的烟灰迁移量占总量的70%以上,仅少量(<10%)迁移到主、侧流烟气中。②随着接装纸和成型纸透气度的增加,6种元素的主流烟气、烟蒂迁移率有一定程度的降低,但烟灰迁移率有所增加。③接装纸和成型纸透气度对6种元素侧流烟气迁移率的影响不明显。      

醋纤和改性丙纤滤嘴对卷烟烟气成分的影响比较

采用气相色谱/质谱法对改性烟用聚丙纤维(PP)滤嘴和二醋酸纤维(CA)滤嘴卷烟烟气成分进行了对比分析。结果表明,个别PP滤嘴的降焦效果虽然已经接近CA滤嘴,但其降低烟气有害成分的能力明显不如CA滤嘴。     

接装纸和成形纸透气度对主流烟气中碱性香味成分的影响

为研究卷烟接装纸和成形纸对烟气中碱性香味成分的影响,采用GC/MS法对不同接装纸和成形纸透气度卷烟中烟气粒相物和气相物中的碱性香味成分进行了分析.结果表明:分子量小、沸点低的碱性香味成分在气粒相均有分布;成形纸透气度对烟气中碱性香味成分影响较小;接装纸透气度对烟气中碱性香味成分影响显著;随着接装纸和成形纸透气度的增加,烟气中碱性香味成分释放量降低.     

利用改性Y型分子筛降低卷烟烟气中的有害成分

本文利用沸石分子筛选择性吸附的原理,首次研制出了适合于烟草工业应用的改性Y型分子筛和二元分子筛复合滤棒,进行了卷烟降焦减害的试验研究。筛选出了一种适用于改性Y型分子筛的机械强度改进剂,解决了分子筛复合滤棒成形过程中的扬尘问题,确定了较佳的改性Y型分子筛的技术参数和生产条件,有利于复合滤棒的工业化生产。应用二元分子筛复合滤棒接装的卷烟样品,不仅能在保持卷烟感官质量基本不变的情况下,显著降低卷烟烟气的焦油量,而且对卷烟烟气中的苯系物、稠环芳烃、酚类成分和烟草特有亚硝胺等有害成分均具有一定的选择性过滤效果。研究结果表明,与对照卷烟相比,试验卷烟降低焦油幅度达20%以上;苯系物降低幅度达30%以上,苯并[α]芘降低25%以上;尤其是对烟草特有亚硝胺具有显著性降低。      

柠檬酸钾钠混合盐助燃剂对卷烟主流烟气的影响

为改进卷烟纸助燃剂的应用效果,采用柠檬酸钾和柠檬酸钠混合盐作为助燃剂,研究了混合盐的添加量和配比对卷烟主流烟气指标的影响。结果表明:①在助燃剂添加量0.5%～2.0%范围内,随着添加量的增加,抽吸口数、烟气中焦油量、CO量和烟碱量、CO/焦油均显著下降;单口烟气中焦油量和烟碱量增加,CO量降低;②柠檬酸钾助燃效果优于柠檬酸钠。通过调整二者在混合盐中的比例,可以在适当降低烟气焦油量的条件下,显著降低烟气中的CO量。     

卷烟“三纸一棒“对烟气特征及感官质量的影响(二)

收集具有不同参数的10种卷烟纸、10种成形纸、7种接装纸以及5种丝束,分别搭配组合并选用同一批次的混合型卷烟烟丝卷制成89种试验卷烟.然后对全部试验卷烟进行烟气分析测试及感官质量评吸,最终建立卷烟辅助材料参数与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数、过滤效率、总稀释率等烟气分析指标的数学回归方程,在试验范围内利用这些方程可直接计算出辅助材料参数的改变对烟气分析指标的影响.具体的方程包括卷烟纸自然透气度、总稀释率、滤嘴长度以及滤棒吸阻(对通风卷烟及不通风卷烟)等分别与焦油量、烟气烟碱量、烟气CO量、抽吸口数的关系,滤棒吸阻及滤嘴长度与过滤效率的关系,卷烟纸自然透气度与自由燃烧速度的关系等.本文还建立了成形纸透气度、接装纸透气度与总稀释率的回归方程,在试验范围内利用此方程可直接计算出总稀释率的大小.并对丝束规格对烟气分析指标的影响进行了研究.本文还定性描述了卷烟辅助材料参数的改变对感官质量的影响趋势.     

卷烟烟气的毒理学指标与其重要有害成分之间的相关性

对22个牌号卷烟烟气的5项毒理学指标(MR值、SCE率、微核率、细胞死亡率和被动吸烟小鼠死亡率)和5项化学指标(焦油、烟碱、CO、TSNA和BaP)进行了相关分析和多元线性回归分析。结果表明:卷烟烟气生物效应与烟气中重要有害化学成分之间存在一定的相关性,其中TSNA是影响MR值、SCE率和细胞死亡率最重要的因素(P<0.01),而微核率和被动吸烟小鼠急性死亡率与焦油、烟碱、CO、TSNA、BaP均无相关性(P>0.05)。因此,大幅度降低卷烟烟气中的TSNA将有可能大大减少吸烟对健康的危害。