海藻酸盐纤维中线选择性降低烟气有害成分释放量

为选择性降低卷烟烟气有害成分释放量,将自制海藻酸盐纤维制备成三维编织线,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TG)对其进行表征;并通过中线滤嘴形式进行了减害效果评价。结果表明:①金属离子能有效结合到海藻酸盐纤维中;纤维之间、纱线之间有较多的孔隙,有利于烟气扩散;②与对照卷烟相比,实验卷烟主流烟气中HCN、氨和苯酚的释放量分别降低17.4%、16.3%和12.7%,卷烟危害性指数降低0.6,烟气常规成分及其他有害成分释放量的变化不大;③放置6个月内,海藻酸盐功能纤维材料对烟气HCN、氨和苯酚的吸附效果基本保持不变。     

初烤烟叶外观质量与其主流烟气有害成分释放量关系研究

为明确初烤烟叶主要外观质量与其主流烟气有害成分释放量的关系,收集我国代表产地初烤烟叶样品218份,应用方差分析,研究了不同成熟度、颜色、身份、油分、叶片结构、色度特征的初烤烟叶主流烟气烟碱、焦油及7项有害成分(一氧化碳、苯并芘、苯酚、氰化氢、NNK、氨、巴豆醛)释放量的差异。结果表明,烟叶颜色、身份、叶片结构对主流烟气有害成分释放量的影响较大,成熟度、油分、色度对主流烟气有害成分释放量的影响较小;橘黄烟叶主流烟气焦油、烟碱、苯酚、氨、氰化氢释放量显著或极显著大于柠檬黄烟叶;身份较厚的烟叶主流烟气烟碱、苯酚释放量显著较高;随叶片结构趋于疏松,其主流烟气焦油、烟碱、苯酚释放量呈显著降低趋势,巴豆醛释放量呈显著升高趋势。     

不同抽吸模式卷烟主流烟气中常规成分和某些有害成分释放研究

对比研究了ISO抽吸模式和加拿大深度抽吸模式下不同卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分3种常规成分释放量及一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分释放量。结果表明, 加拿大深度抽吸模式下, 卷烟主流烟气中焦油、烟碱和水分3种常规成分及一氧化碳、氨和苯酚3种有害成分释放量远远高于ISO抽吸模式下的释放量;随着滤嘴通风率的增加, 主流烟气常规成分和某些有害成分释放量的增加幅度越来越大;主流烟气中水分释放量的增加幅度远远大于焦油、烟碱、一氧化碳、氨和苯酚释放量的增加幅度。     

不同碳空心材料降低主流烟气中酚类有害成分研究

为了降低卷烟主流烟气中酚类有害成分,以乙醇、环己醇、聚乙二醇400和聚乙二醇600不同醇类为原料与草酸亚铁反应制备了不同碳空心材料,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面及孔径分析仪对其进行了表征,并分别考察了添加不同碳空心材料的复合滤嘴对卷烟主流烟气中酚类有害成分释放量的影响。结果表明,碳空心材料具有优异的吸附性能,其对主流烟气中邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、苯酚、邻甲酚、间甲酚和对甲酚酚类有害成分有良好的吸附能力。尤其乙醇制备的碳空心材料吸附酚类有害成分的能力最高,其吸附能力比活性炭材料高,对主流烟气中主要酚类有害成分吸附率达到50％以上,能够明显降低主流烟气中酚类有害成分。     

爆珠破碎对主流烟气有害成分释放量和滤嘴截留的影响

为了研究爆珠破碎对卷烟烟气有害成分释放量的影响,以国内典型爆珠卷烟为样品,分析了爆珠破碎对主流烟气7种有害成分释放量和滤嘴截留效率的影响。结果表明:(1)在ISO抽吸条件下,相对于常规卷烟,爆珠卷烟除了苯并芘高于常规卷烟外,其他有害成分单支释放量与常规卷烟没有差异;(2)对于爆珠破碎后的单支卷烟有害成分释放量,巴豆醛单支释放量降低,差异显著;其他成分释放量没有明显差异;(3)对于主流烟气有害成分单位毫克烟碱释放量来说,爆珠是否破碎对氨、NNK和巴豆醛有显著影响,爆珠破碎后氨和NNK单位毫克烟碱释放量升高,巴豆醛单位毫克烟碱释放量降低;(4)爆珠是否破碎对滤嘴中NNK和苯酚有显著影响,爆珠破碎后滤嘴对苯酚的截留增加,对NNK的截留能力减弱。     

烟叶产地与部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响

为考察国内烟叶产地及烟叶部位对卷烟主流烟气焦油和7种有害成分释放量的影响,选取国内代表性烟叶产区不同部位烟叶样品467个,卷制成单料烟并测试烟气焦油、7种代表性有害成分和烟碱释放量,研究了烟叶产地和部位对卷烟主流烟气焦油、卷烟危害性评价指数(H)、7种代表性有害成分及烟碱释放量的影响。结果表明:(1)烟叶产地对NNK的单位燃烧烟丝质量释放量影响最大,其次为氨、HCN和苯酚等3种成分,对焦油、烟碱、H、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(2)烟叶产地对氨和NNK的单位烟碱释放量影响最大,其次为HCN、巴豆醛、B[a]P、苯酚和CO等5种成分,对焦油和H影响较小。(3)烟叶部位对氨、烟碱、苯酚、NNK等4种成分的单位燃烧烟丝质量释放量影响显著,对焦油、H、HCN、B[a]P、巴豆醛、CO等指标影响较小。(4)烟叶部位对巴豆醛、CO、NNK、B[a]P和HCN等5种成分的单位烟碱释放量影响显著,对焦油、H、氨和苯酚等指标影响较小。通过调控卷烟配方中烟叶的产地和部位,有助于降低烟气中焦油、7种有害成分的单位燃烧烟丝质量释放量或单位烟碱释放量。     

富硒烟叶对烟气有害成分释放量作用分析

测定分析了天然富硒烟叶、外加硒的烟叶、盆栽富硒烟叶卷烟烟气中主要有害成分释放量,结果表明硒元素对烟气主要有害成分释放量具有抑制作用。(1)以天然富硒白肋烟为原料的卷烟可降低烟气中苯并[a]芘、TSNA、氨的释放量,以天然富硒烤烟为原料的卷烟可降低烟气中B[a]P、HCN、巴豆醛的释放量,但烟气中苯酚等的释放量稍有增加。(2)在卷烟工业过程中外加有机硒10μg.cig-1或无机硒2μg.cig-1均可明显降低烟气B[a]P、NNK、NNN、NAB、氢氰酸、氨等的释放量。(3)农业生产过程中外源施硒可降低烟气中苯酚、巴豆醛、HCN、氨等的释放量,但同时可增加烟气中CO、NNK的释放量。综合来看,卷烟工业过程中外源加硒可降低烟气有害成分释放量。     

“三丝”掺兑量对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响

为考察膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶(简称“三丝”)掺兑量对主流烟气有害成分释放量的影响规律,在控制烟支硬度一致的条件下,制备了15种不同“三丝”掺兑量的卷烟,对其烟丝重量、吸阻、抽吸口数及主流烟气中焦油、烟碱、CO、氢氰酸、NNK、氨、BaP、苯酚、巴豆醛的释放量进行了测定,并建立了“三丝”掺兑量与上述有害成分释放量的回归方程.结果表明:①膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量增加10％,烟丝重量分别减少约1.8％,31％和1.3％,卷烟抽吸口数均减少约0.4口;膨胀梗丝或膨胀烟丝掺兑量增加10％,卷烟吸阻均增加约3.0％;②随着膨胀梗丝掺兑量增加,CO和巴豆醛释放量增加,其它7项有害成分释放量降低;随着膨胀烟丝掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、CO、BaP、氨和苯酚释放量降低;随着再造烟叶掺兑量增加,巴豆醛释放量增加,焦油、烟碱、氢氰酸、BaP、氨和苯酚释放量降低;③通过增加膨胀梗丝、膨胀烟丝或再造烟叶掺兑量,可以选择性降低卷烟主流烟气中的BaP、氨和苯酚.     

气流烘丝参数对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响

研究了气流烘丝参数(不同物料入口含水率和蒸汽施加量)对卷烟主流烟气7种有害成分(巴豆醛、苯酚、氢氰酸、苯并[a]芘、CO、氨和NNK)释放量的影响,利用DPS和MATLAB软件计算7种有害成分最低释放量和最低烟气危害性指数值(H值)的烘丝工艺参数,并进行了工厂验证试验。结果表明:按照苯并芘释放量优化的参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量325 kg/h)和H值优化参数(物料入口含水率22%,蒸汽施加量186 kg/h)进行烘丝,烘丝后样品卷烟主流烟气中的氢氰酸、CO、氨和NNK释放量以及H值的降幅均超过10%。     

烟叶部位、产地与卷烟主流烟气7种有害成分释放量关系研究

为研究烟叶不同部位、产地对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响,分析了5个国内产地的烤烟型单料烟的上部、中部、下部样本。结果表明烟叶部位与主流烟气中7种有害成分释放量总体上的关系为:氢氰酸(HCN)、苯酚、氨(NH3)、焦油、危害性指数呈上部>中部>下部;巴豆醛为上部<中部<下部;中部烟叶N-亚硝胺(NNK)的释放量较低,一氧化碳(CO)释放量较高;苯并芘(BaP)释放量变化规律性不强。烟叶不同部位与卷烟主流烟气中单位焦油有害成分释放量的关系为:CO、HCN、苯酚、巴豆醛、NH3、BaP呈上部<中部<下部变化趋势;NNK、危害性指数有一致规律,均为中部烟叶较低。     

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。     

有机-无机杂化介孔膦酸钛材料降低卷烟烟气有害成分

通过反应釜水热合成法结合溶剂挥发诱导自组装策略制备了一种具有酸、碱双功能基团的有机-无机杂化介孔膦酸钛材料,可用于同时降低主流烟气中多种有害成分。采用X射线粉末衍射分析（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、比表面积孔径分析（BET）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和热重分析（TG）等,对制备的双功能介孔膦酸钛材料进行结构表征,并考察其对卷烟烟气有害成分的吸附去除性能。结果表明:(1)该介孔膦酸钛具有较高比表面积和二维六方介观结构,其比表面积高达606 m2/g,孔径2.8 nm。(2)在滤嘴中添加介孔膦酸钛后,卷烟样品主流烟气中的氢氰酸、苯酚和氨的释放量分别降低了38.89%,41.74%和53.07%。      

我国不同产区烤烟烟叶主流烟气主要有害成分分析

为明确我国不同产区烤烟烟叶主流烟气主要有害成分特征,选取17个烤烟生产省(直辖市)36个代表产地烤烟样品266份,研究了主流烟气有害成分在产区、部位之间的差异以及同一品种在产地、部位和年份间的变异情况。结果表明,我国烤烟主流烟气有害成分均存在一定变异,其中NNK、氨、苯酚变异系数较大,苯并[a]芘、氰化氢中等,焦油、巴豆醛较小;不同种植区烤烟烟叶主流烟气焦油、巴豆醛、NNK、氨、氰化氢、苯酚释放量差异显著,一氧化碳、苯并[a]芘差异不显著;不同部位烤烟烟叶主流烟气焦油、苯酚、巴豆醛、氨、NNK释放量差异显著,一氧化碳、苯并[a]芘、氰化氢差异不显著;烤烟烟叶氰化氢、NNK释放量在产地间变异最大,苯酚释放量在部位间变异最大,苯并[a]芘释放量在部位、产地间变异大于年份间变异,焦油、一氧化碳、巴豆醛释放量在部位、产地、年份间变异均较小。     

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。     

卷烟规格对主流烟气6种有害成分释放量的影响

为探索卷烟规格对卷烟主流烟气6种有害成分(苯酚、巴豆醛、HCN、苯并[a]芘、氨、NNK)释放量的影响,选取烟支圆周、烟支长度和烟丝宽度作为影响因素,对120个卷烟样品主流烟气6种有害成分释放量进行了多因素方差分析。结果表明:①烟支圆周对6种烟气有害成分释放量的影响最大,烟支长度次之;而烟丝宽度除了对HCN的释放量有影响外,对其他成分的释放量影响不大。②在烟支圆周17.0～24.2 mm范围内,6种烟气有害成分释放量与烟支圆周均正相关;在24.2～27.0 mm范围内,巴豆醛和HCN的释放量与烟支圆周负相关,氨的释放量几乎不变,其余3种有害成分释放量与烟支圆周正相关。③6种烟气有害成分释放量与烟支长度均正相关。④除HCN的释放量与烟丝宽度负相关外,其余5种有害成分的释放量与烟丝宽度无关。     

造纸法再造烟叶对卷烟烟气有害成分释放量的影响

为考察造纸法再造烟叶对卷烟烟气有害成分释放量的影响,分别添加0%、3.94%、7.87%、11.81%、39.37%、78.7%(占总组分)的造纸法再造烟叶,测定卷烟烟气中苯并[a]芘(B[a]P)、NNK、CO、氢氰酸(HCN)、氨(NH3)、苯酚、巴豆醛等7种有害成分含量。结果表明:添加造纸法再造烟叶,能有效降低卷烟烟气中苯酚等6种有害成分的释放量,具有显著线性相关关系,对CO释放量的影响不大,影响程度由大到小依次为:苯酚B[a]PHCN巴豆醛NNKNH3CO;增加造纸法再造烟叶的使用比例能有效降低卷烟危害性评价指数,两者具有显著线性相关关系。     

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.     

卷烟纸特性对卷烟主流烟气有害成分释放量影响的研究进展

为深入研究卷烟纸特性对卷烟主流烟气中有害成分释放量的影响,便于卷烟生产中选择合适的卷烟纸,综述了近年来国内外卷烟纸透气度、卷烟纸添加剂(助燃剂、助燃剂添加量、催化型添加剂、吸附型添加剂等)、卷烟纸定量、卷烟纸纸浆类型等卷烟纸特性对卷烟主流烟气中有害成分释放量影响相关的研究报道。结果表明:(1)不同卷烟纸特性中,透气度的影响较大;(2)添加剂的研究较为广泛,国内外开发了助燃剂、催化剂、阻燃剂、灰分调节剂等多种添加剂,可在不同程度上降低主流烟气中有害成分的释放量;(3)不同的亚麻浆、针叶浆比例也会对卷烟主流烟气有害成分释放量产生重要影响;(4)填料及卷烟纸定量对有害成分释放量影响较小。提高卷烟纸透气度是降低烟气有害成分释放量便捷有效的途径之一,但建议与其他方式结合使用,以在减害的同时保证卷烟的感官品质。     

碳纳米管复合物的制备及其在选择性去除烟气酚类化合物中的应用

为选择性降低卷烟主流烟气中酚类化合物的释放量,以聚丙烯、三氧化二镍和有机改性蒙脱土为原料,通过催化燃烧法简易制备出碳纳米管复合物(CNTM),利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、热重分析仪和比表面及孔径分析仪对其进行了表征,考察了CNTM作为滤嘴添加剂时对卷烟主流烟气中有害成分释放量的去除效果,并探讨了CNTM选择性吸附苯酚的作用机理。结果表明:1CNTM主要由夹杂着蒙脱土片层的多壁碳纳米管组成,并伴有极少量的无定形碳和单质镍。2CNTM具有介孔和大孔结构,比表面积203.30 m2/g,总孔容量0.61cm3/g。3CNTM对卷烟危害性指数的降低率为16.7%,对卷烟主流烟气中苯酚选择性降低率达到24.3%。4CNTM所具有的独特的结构特征、富含Π键的多壁碳纳米管以及丰富的化学官能团决定了其对卷烟主流烟气中焦油及酚类化合物具有优异的物理和化学吸附作用。     

卷烟纸助燃剂对主流烟气7种有害成分释放量的影响

为了解卷烟纸助燃剂在降低卷烟危害性中的作用,以柠檬酸钠和柠檬酸钾为卷烟纸助燃剂,考察了其组成和添加量对主流烟气中CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛等7种有害成分释放量的影响。结果表明:①增加助燃剂中钾盐的比例,卷烟主流烟气中NH3,苯酚,B[a]P,CO和HCN释放量呈降低趋势,NNK略有增加,巴豆醛无明显变化。②增加助燃剂的添加量,NH3,苯酚和B[a]P呈显著降低趋势;巴豆醛和NNK释放量无显著变化;CO和HCN释放量在钾盐比例低于10%时随助燃剂添加量增加有增加趋势,在钾盐比例高于40%时呈降低趋势。③助燃剂对抽吸口数的改变是影响7种有害成分变化的原因之一。卷烟助燃剂对卷烟主流烟气中7种有害成分的降低有一定作用。