卷烟降焦减害技术研究进展

回顾了近年来国内外卷烟降焦减害技术的科研动态与科研新成果,重点介绍了生物材料、纳米材料、分子筛、低温催化剂以及低危害烟叶调制技术、低侧流烟气技术等在卷烟降焦减害方面的应用研究进展。介绍了新型特殊功能滤嘴、新型滤嘴材料和多种滤嘴及卷烟添加剂在卷烟降焦减害上的应用现状,同时,还简要介绍了近期开发出的可有效降焦减害的几种烟草加工工艺与烟草处理技术。     

2003年度国家烟草专卖局科学技术进步奖获奖项目简介(Ⅲ)

1　降低卷烟烟气中有害成分的技术研究该项目利用气相色谱 /质谱联用仪 (GC/MS)和气相色谱 /热能分析联用仪 (GC_TEA)分别测定了卷烟烟气中苯并 [a]芘和烟草特有亚硝胺 (TSNAs)的方法 ;确定了测定卷烟烟气中气相自由基和粒相自由基的较佳分析条件 ;利用多相催化原理研制出可在常温下将烟气中一氧化碳催化氧化为二氧化碳的含纳米贵金属活性组分的催化材料、助剂和二元催化材料复合滤棒 ;研制出适合于烟草工业应用的改性NaY型分子筛及其含此分子筛的二复合滤棒 ,并进行了卷烟降焦减害的实验研究 ;采用各种降低卷烟侧流烟气的技术手段和…     

《降低卷烟烟气有害成分的技术研究》项目获得好评

由郑州烟草研究院牵头、10多家单位共同协作承担的国家经贸委技术创新项目、国家烟草专卖局重点科技项目———《降低卷烟烟气有害成分的技术研究》研讨会于 2 0 0 2年 7月 9～ 10日在北京召开。会议由国家烟草专卖局科技教育司和郑州烟草研究院共同主持。王彦亭司长就积极应对ＷＴＯ和ＷＨＯ双重挑战 ,开展降低卷烟烟气有害成分技术研究 ,开发高香气、低焦油、低危害卷烟产品 ,提高卷烟产品的科技含量 ,增强企业核心竞争力和抗御风险能力的必要性以及进一步加强“烟医合作”等方面发表了讲话。会议特邀了中国科学院、中国医学科学院、云南…     

烟草烟气中有害成分定量危险评定的研究进展

危险评定方法已广泛用于烟草工业、政府和学术机构等领域,该方法是通过综合考虑烟草制品和卷烟烟气中有害成分的含量或释放量、有害成分毒理学资料和吸烟者暴露情况等,评定暴露烟草烟气有害成分后的危险概率。基于化合物危险评定的理念,根据各成分的危险度排序,为烟草的管控提供一种科学的评价方法。本文综述了国际上近年来通用的化合物危险评定方法的发展历程,及采用此方法对烟草制品和卷烟烟气有害成分进行定量评价的研究进展。     

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。     

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。      

云南烟草科学研究院

一、云南烟草科学研究院简介云南烟草科学研究院于1998年6月经国家烟草专卖局批准组建,隶属于云南中烟工业公司,是专门从事基础性研究、应用基础性研究和烟草经济信息研究的综合性科研机构。云南烟草科学研究院本着科技创新,服务企业的宗旨,开展基础性研究和应用基础性技术研究;围绕云南中烟工业公司发展战略,开展专项科技项目攻关,与各烟草(集团)公司共同构建紧密型开放式科研平台,协助配合企业做好科技创新和成果转化工作;云南烟草科学研究院以减害降焦、生物技术等相关技术的集成为重点,开展卷烟原辅材料、卷烟综合技术、卷烟及烟气化学…     

通风稀释对卷烟燃烧温度及主流烟气中主要有害成分释放量的影响

为降低卷烟危害性,考察了卷烟纸、接装纸、成型纸透气度对卷烟燃烧温度和卷烟主流烟气中7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)及焦油释放量的影响,并研究了卷烟总通风率对主流烟气中7种有害成分释放量及卷烟危害性指数的影响规律.结果表明:①随着卷烟纸和接装纸透气度的增加,卷烟燃烧温度升高,卷烟主流烟气中除NNK外其他6种有害成分的释放量、焦油量及危害性指数均降低;②成型纸透气度的变化对卷烟燃烧温度及烟气有害成分释放量的影响不规律;③卷烟总通风率增加,卷烟主流烟气中多数有害成分释放量、焦油量及危害性指数有不同程度的降低.适当增加卷烟纸、接装纸的透气度,提高卷烟总通风率,可在一定程度上调控卷烟燃烧温度,降低卷烟烟气中有害成分释放量,从而降低卷烟的危害性指数.     

卷烟滤嘴在降焦减害中的研究进展

对滤嘴材料、滤嘴参数设计、滤嘴的结构进行了综述。①阐述了醋酸纤维和聚丙烯纤维改性技术,纸质滤材技术,新型滤材技术的特点和降焦、减害效果。②介绍了滤嘴长度、吸阻以及增塑剂添加量、滤嘴通风率等滤嘴参数对烟气焦油、有害成分释放的影响情况。③对引起越来越多消费者青睐的异型结构滤嘴、复合结构滤嘴,阐明了其技术特点和降焦、减害效果。卷烟滤嘴参数优化设计成为降焦减害普遍采用的技术;高效、环保滤材和特殊结构滤嘴未来将在越来越多的低焦油低有害成分释放卷烟产品上应用。     

3种不同焦油卷烟烟气的细胞毒性比较

采用中性红法测定了K2R4F参比卷烟和15、8和3mg/支焦油市售国产混合型卷烟烟气的细胞毒性。即卷烟主流烟气经洁净空气稀释后直接导入BALB/c3T3细胞培养瓶中染毒,而后采用中性红法测定细胞毒性,并计算出基于烟气总粒相物的相对细胞死亡率和LC50。结果表明:4种卷烟的细胞毒性依次为15mg/支焦油卷烟>>8mg/支焦油卷烟≈K2R4F>3mg/支焦油卷烟,与这3种国产卷烟样品烟气气相自由基、烟草特有N-亚硝胺和稠环芳烃的降低一致。说明卷烟减害降焦,可以降低其烟气的细胞毒性,降低吸烟对健康的危害。     

国内外主要品牌卷烟主流烟气中气相自由基含量的对比分析

采用电子顺磁共振(EPR)自旋捕集法对国内外196种卷烟主流烟气中气相自由基含量进行了分析测定.结果表明:①卷烟主流烟气中气相自由基含量与焦油及烟碱检测值均无明显相关性,分析认为主要原因可能是卷烟配方中各单料烟的气相自由基含量差异较大;②在同等焦油盒标值下,国内烤烟型卷烟主流烟气中气相自由基平均含量远低于其它卷烟,国内外混合型卷烟主流烟气中气相自由基含量基本相近;③主流烟气中NO和气相自由基含量存在显著的线性相关性(R2=0.891).     

多维气相色谱/质谱法快速测定卷烟烟气中的苯并(a)芘

自行组装了一套具有全自动和在线富集功能的大孔径-毛细柱多维气相色谱(MDGC)系统。应用该系统,开发了一种简便快速且准确的检测卷烟烟气苯并(a)芘的方法。收集在剑桥滤片上的烟气冷凝物用环己烷提取和浓缩后,不需要任何净化,可直接进行MDGC-MS-SIM分析。方法的重现性、回收率和检测限均令人满意。对不同配方和过滤嘴的卷烟样品进行了定量测定,对样品的测定结果进行了比较。      

烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响

为考察烟丝含水率对主流烟气CO等7种有害成分释放量的影响,采用3种饱和盐溶液制备了不同烟丝含水率的卷烟,分别收集3组卷烟的烟气总粒相物、测定主流烟气中CO等7种有害成分的释放量,并对卷烟的物理参数和固相燃烧温度进行了检测。结果表明:①烟丝含水率对7种有害成分的释放量影响不尽相同,随着烟丝含水率的升高,卷烟主流烟气中氨(NH3)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚的释放量呈降低趋势,CO,苯并[a]芘(B[a]P)释放量呈升高趋势,氢氰酸(HCN)及巴豆醛的变化不明显;②烟丝含水率对卷烟的固相燃烧温度没有显著影响,但影响卷烟的燃烧速率(燃烧过程),进而影响了烟气成分的形成、转移和释放。     

两种抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系

为了解不同抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系,考察了ISO和加拿大卫生部深度(HCI)两种抽吸模式下主流烟气中烟碱及乙醛、丙烯醛、苯、苯并[a]芘、1,3-丁二烯、一氧化碳(CO)、甲醛、N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚、巴豆醛、氢氰酸(HCN)和氨等13种有害成分的释放量与滤嘴通风率的相关关系,并进一步探讨了单位烟碱有害成分释放量与滤嘴通风率的相关性。结果表明:①在ISO抽吸模式下,除NNN、NNK外,其他有害成分的释放量与滤嘴通风率负相关;甲醛和巴豆醛的单位烟碱释放量与滤嘴通风率负相关,乙醛、CO、苯并[a]芘和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风正相关。②在HCI抽吸模式下,甲醛、巴豆醛、苯并[a]芘、苯酚和烟碱的释放量与滤嘴通风率负相关,HCN释放量与滤嘴通风率正相关,其余有害成分的释放量与滤嘴通风无显著相关性;乙醛、丙烯醛、巴豆醛、CO、HCN和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风率正相关。      

降低卷烟烟气中自由基含量的技术研究

本文建立了卷烟烟气中的气相自由基和固相自由基的检测方法,系统地研究了卷烟烟气气相和固相自由基的测定方法和降低卷烟烟气中自由基含量的工艺和技术,系统地进行了低自由基卷烟及其对照样品的生物医学评价工作。研究结果表明:以PBN为自旋捕捉剂捕集气相自由基用ESR检测的方法和以剑桥滤片捕集固相自由基用ESR检测的方法来分别检测气相自由基和固相自由基的方法是可行的。对研制的活性碳复合滤嘴卷烟烟气自由基进行了测定,结果表明:同对照卷烟相比,试验卷烟烟气气相自由基清除率最高时可达69.1%;优化了自由基清除剂配方,确定了在增塑剂中加入1.50%的SRM溶液制成醋纤活性碳复合滤嘴再制成卷烟的工艺方法生产低自由基低焦油5mg中南海卷烟,其烟气气相自由基清除率一般可稳定达到41.2%。系统地进行了低自由基卷烟及其对照样品的生物医学评价工作,包括急性中毒试验、生殖毒性试验、免疫功能试验、致突变性试验等,所检测的各项功能性指标均表明,低自由基卷烟的毒性明显低于同品牌的普通卷烟。      

低焦油、低自由基、富硒烤烟型卷烟的研制

为了提高卷烟的安全性,本文研制开发了一种低焦油、低自由基、硒含量较高的烤烟型卷烟。在研制过程中,利用一系列工艺技术,如选择能够促进有机化合物裂解、减少干馏物形成的催化剂添加到卷烟烟丝中来降低焦油释放量;选择能够提高燃烧锥温度和燃烧速率的助燃剂;添加高效能的自由基捕获剂来捕获卷烟燃烧过程中产生的自由基;在叶组配方中使用一定量的富硒烟叶等。同时,在产品的设计中采用了高透气度盘纸、烟丝膨胀技术和有添加剂的卷烟滤嘴等卷烟降焦技术。研究结果表明:研制的卷烟焦油量在12 mg/支以下,自由基总量降低了40%,微量元素硒成功地导入到主流烟气中,研制的卷烟主流烟气硒含量比普通卷烟的硒含量增加了140%。      

卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响

为掌握卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,苯并[a]芘,苯酚,巴豆醛)释放量的影响,采用不同特性的卷烟纸卷制卷烟,通过相关的标准方法测定其主流烟气中7种有害成分的含量.结果发现:卷烟纸助燃剂含量变化对卷烟主流7种有害成分释放量的影响最大;卷烟纸透气度、定量和助燃剂类型的影响次之;亚麻配比对卷烟主流烟气7种有害成分释放量也有一定影响.     

卷烟烟气中稠环芳烃的分析研究

本项研究建立了一种测定卷烟烟气中稠环芳烃的分析方法--气质联用法。优化了方法的前处理过程、仪器分析条件,对分析方法的重复性、回收率、检测限进行了研究。确定了环己烷萃取卷烟烟气总粒相物中的稠环芳烃,萃取液经硅胶固相萃取柱净化,用气相色谱-质谱联用仪定量检测苯并[a]芘、苯并[a]蒽和Chrysene 3种稠环芳烃含量的分析方法。该检测方法设计合理,稳定性和重复性好、准确性和精确性高,具有较好的可操作性和推广性。本项目应用该方法对国内外较有代表性的81种卷烟样品中苯并[a]芘、苯并[a]蒽和Chrysene进行了系统的分析测定,研究了国内外混合型与烤烟型卷烟中苯并[a]芘等稠环芳烃含量分布的规律,讨论了卷烟烟气中苯并[a]芘、苯并[a]蒽和Chrysene之间的含量关系及其与总粒相物、焦油的关系。      

高效液相色谱法测定卷烟主流烟气中的苯并[a]芘

为了测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘,考察了萃取条件、弗罗里硅土净化条件和色谱分离条件,建立了测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘的高效液相色谱-荧光检测法,并采用该方法和国标法测定了肯塔基参考卷烟3R4F和国内参比烤烟以及国内50个牌号卷烟样品烟气中的苯并[a]芘。结果表明:①用环己烷超声萃取40 min效果较好;②用Agilent ZORBAX Eclipse PAH作色谱柱,乙腈和水为流动相,梯度洗脱,流速2.0 mL/min,30 min内苯并[a]芘色谱峰可以和杂质峰有效分开;③该法的平均回收率在98.13%～101.36%之间,RSD在1.29%～4.32%之间;④该方法的测定结果与国标法较为一致,二者不存在显著性差异。该方法适合卷烟主流烟气中苯并[a]芘的检测。