卷烟主流烟气中氨释放量的影响因素

卷烟主流烟气中氨释放量的影响因素贵州中烟工业有限责任公司技术中心罗熹赖东辉毛寒冰王加忠魏建科蒋惠智刘剑摘要院卷烟作为产品的本质属性是给予消费者舒适的感官感受袁卷烟降焦减害是烟草生产持续发展的前提袁降低卷烟主流烟气中的氨释放量是降焦减害的途径之一遥主要从烟叶原料尧叶组配方尧辅助材料和抽吸习惯四个方面介绍了影响卷烟主流烟气中氨释放量的主要因素袁以期为控制或降低卷烟主流烟气中氨释放量提供参考遥关键词院卷烟曰主流烟气曰氨气曰释放量曰影响因素卷烟烟气是卷烟燃烧产生的一种复杂的气溶胶袁目前已经鉴定出的烟草和卷烟烟气成分超过5000种遥卷烟主流烟气中的氨来源于烟叶中的含氮化合物袁在烟气粒相和气相中都存在遥主流烟气中的氨含量影响烟气的酸碱度袁氨释放量增加袁烟碱作用增强袁使卷烟吸味质量增加袁保持一定劲头感遥同时袁在卷烟燃烧过程中袁氨可能与糖等反应形成香味物质遥但过量的氨不仅影响卷烟的吃味袁而且还会刺激人体喉部袁长期吸入会对人体造成危害遥因此袁氨是卷烟主流烟气中公认的一种主要有害成分袁被列入野HoffmannList冶袁开展有关控制或降低卷烟主流烟气中氨释放量的研究十分必要遥目前影响卷烟主流烟气中氨释放量的因素主要分为以下几方面遥一尧烟叶原料对氨释放量的影响烟草中的含氮化合物都有可能是卷烟烟气中氨的前体物袁包括硝酸盐尧铵盐和亚硝酸盐尧氨基酸尧蛋白质尧酰胺和含氮杂环化合物等遥关于卷烟烟气中氨的形成机理普遍认为是硝酸盐和甘氨酸热裂解生成氨遥邱玉春等发现烟叶中总糖尧还原糖尧钾含量与主流烟气中氨含量呈显著负相关曰烟叶中总氮尧烟碱尧氯含量与主流烟气氨含量呈显著正相关遥郭吉兆等研究表明袁烟气中氨的主要前体成分为蛋白质尧天冬酰胺尧铵盐和脯氨酸遥田海英等利用亚临界萃取技术通过有效降低烟碱尧蛋白质等氨的前体物来降低主流烟气中氨的释放量遥宋朝鹏等发现碱性氨基酸主要影响下部叶和上部叶卷烟氨释放量袁而酸性氨基酸影响中部叶卷烟氨释放量遥2012年于宏晓等对单料烟主流烟气中的氨含量进行测定袁发现单料烟主流烟气中氨释放量高低与烟叶中亚硝酸根含量相关袁而与烟叶中硝酸根和氨含量不相关遥这可能是在燃烧过程中袁烟叶中的亚硝酸根被还原生成主流烟气中的氨袁而烟叶中的氨主要以铵盐的形式存在袁铵盐在较低温和较低气体流速时有利于氨的生成袁而卷烟阴燃过程的温度和气体流速都比吸燃过程低得多袁因此袁阴燃过程中烟叶中的铵盐大量分解形成氨进入到侧流烟气中遥关于施氮量不同对烤烟生长发育和烤后烟叶主要化学成分的影响已有较多报道遥袁秀秀等通过田间试验研究不同施氮量对烤烟化学成分和主流烟气中7种有害成分的影响袁结果表明氨释放量随施氮量的增加而增加袁这可能跟施氮量增加后烟叶中蛋白质尧烟碱和总氮含量增加有关遥因此袁减少田间烟叶种植时施氮量袁可以适当降低烟叶含氮化合物的含量袁从而有效降低卷烟烟气氨释放量遥二尧叶组配方对氨释放量的影响卷烟烟气的氨主要来源是叶组配方中的含氮化合物燃烧热解遥卷烟配方设计包括烟叶产区尧烟叶部位尧膨胀烟丝尧膨胀梗丝和薄片等因素的选择袁这些因素显著影响卷烟烟气化学成分释放量遥已有研究表明通过调整配方结构和叶组设计以及掺用野三丝冶渊膨胀烟丝尧膨胀梗丝尧烟草薄片冤能够有效降低卷烟的焦油含量遥谢金栋等考查了不同烟叶产地尧烟叶部位及三丝掺兑比例对卷烟主流烟气中氨释放量的影响袁结果发现不同产区的烟叶氨释放量存在较大差异遥总体上看袁国外烟叶氨释放量整体水平高于国内烟叶氨的释放量曰不同部位烟叶的氨释放量也不一样袁上部烟叶氨释放量最高袁中下部烟叶较少遥陈敏等也发现烟叶部位与主流烟气中氨释放量的关系呈上部>中部>下部曰膨胀烟丝尧膨胀梗丝和烟草薄片掺兑量与氨释放量呈现显著的负相关关系遥赵晖等研究发现增加造纸法再造烟叶的使用比率可有效降低卷烟烟气中氨的释放量遥程向红等发现不同部位梗丝烟气中氨释放量也呈现上部>中部>下部的特征遥赵晓东等采用离子色谱法对国内外有代表性的127种卷烟主流烟气中的氨进行测定袁发现国内烤烟型卷烟的主流烟气氨含量平均值低于混合型卷烟袁单位焦油氨含量平均值也明显低于国内外混合型卷烟遥原因是混合型卷烟烟丝配方中使用晾晒烟叶渊白肋烟冤较多袁而白肋烟的氨含量明显高于烤烟型烟叶氨含量遥少部分混合型卷烟氨含量和单位焦油氨含量低于烤烟型卷烟袁可能与卷烟降焦减害新技术的使用有关遥Wang等通过检测不同膨胀温度下卷烟主流烟气7种有害成分释放量袁得出在相同的膨胀模式下袁膨胀温度对氨气河南农业2017年第5期渊下冤

HENANNOCopyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.NGYE39释放量影响显著袁降低膨胀温度有助于减少氨气释放遥因此袁适当增加野三丝冶比例尧提高中下部烟叶所占比例尧烟丝配方中避免使用白肋烟等都对卷烟主流烟气中氨释放量的控制有积极作用遥三尧卷烟辅助材料对氨释放量的影响通过改变卷烟辅助材料野三纸一棒冶渊卷烟纸尧成型纸尧接装纸和滤棒冤实现降焦减害是目前烟草企业最常用的手段之一遥卷烟辅材设计参数包括卷烟纸特性尧成型纸透气度尧接装纸透气度和滤棒吸阻等遥谢卫等通过考察卷烟纸助燃剂的类型和含量尧卷烟纸亚麻配比尧卷烟纸定量尧卷烟纸透气度尧滤棒吸阻和滤棒通风率对七种有害成分的单因素影响规律袁发现卷烟纸助燃剂含量尧滤嘴通风率尧滤棒吸阻以及卷烟纸透气度都与NH3的释放量呈负相关遥4个因素对NH3影响程度大小顺序为院卷烟纸助燃剂含量跃滤棒吸阻跃滤棒通风率跃卷烟纸透气度曰随着助燃剂钠钾比的增大袁NH3释放量增多遥滤嘴通风率与主流烟气氨释放量呈负相关遥黄朝章等也发现卷烟纸助燃剂含量变化对卷烟主流烟气7种有害成分释放量影响最大曰通过固定助燃剂的含量袁考察不同比例的柠檬酸钾和柠檬酸钠对卷烟主流烟气氨释放量的试验结果表明袁随着柠檬酸钾比例的降低袁氨释放量有所增加曰卷烟纸透气度的大小直接影响烟支燃烧性袁同时也影响烟气的稀释度袁因此卷烟纸透气度增加袁NH3释放量会有所降低曰卷烟纸定量和亚麻配比对氨影响不明显遥卷烟主流烟气氨释放量与焦油含量呈显著正相关袁这是因为粒相氨被完全包裹在焦油中袁故其释放量与焦油量存在一定的相关性遥张国强等发现随着卷烟纸透气度的增加袁卷烟主流烟气中氨粒相物和气相物释放量尧焦油含量均呈不同程度降低袁单位焦油粒相物氨释放量下降袁单位焦油气相物氨释放量基本不变曰卷烟纸克质量增大时袁组织结构变得疏松尧均匀尧自然孔隙度好袁故卷烟燃烧性变好袁主流烟气中氨粒相物和气相物释放量尧焦油含量的释放量均有所降低曰随着卷烟纸助燃剂有机钾含量的增加袁卷烟主流烟气中氨粒相物和气相物释放量尧焦油含量均呈不同程度降低袁单位焦油氨粒相物和气相物释放量也逐渐下降曰同时也发现柠檬酸钾比例增加袁卷烟主流烟气中氨粒相物和气相物尧焦油含量均呈不同程度降低袁单位焦油氨粒相物和气相物也逐渐下降袁卷烟纸中柠檬酸钾含量增加袁相当于有机钾含量增加袁因此卷烟纸助燃剂类型与卷烟纸助燃剂含量对主流烟气氨释放量和焦油含量的影响趋势一致遥郑琴等发现有机酸钾盐降低NH3释放量的效果优于有机酸钾钠盐混合物遥谢国勇等证实了卷烟纸助燃剂含量增加袁对卷烟主流烟气中NH3的释放量具有显著降低效果袁且具有良好的线性相关性遥杨红燕等建立了混合型卷烟主流烟气7种有害成份释放量之间的多因素影响模型袁发现随着成型纸透气度尧卷烟纸透气度尧接装纸透气度和滤棒吸阻升高袁各有害成分释放量有不同程度的降低袁氨释放量与接装纸和成型纸透气度参数变量极显著负相关遥有害成分释放量影响最大的因素为接装纸透气度袁而卷烟纸克重影响较小遥罗彦波也发现适当增加卷烟纸尧接装纸和成型纸的透气度袁提高卷烟总通风率袁提高滤嘴吸阻袁可在一定程度上调控卷烟燃烧锥温度袁降低主流烟气有害成分释放量遥庞永强等发现卷烟总通风率增加袁烟支燃烧温度变化无明显规律袁但卷烟主流烟气中多数有害成分释放量均有不同程度降低遥肖克毅等研究得出滤嘴嘴端丝束规格对主流烟气氨释放量的影响最为显著袁接装纸透气度的影响次之遥这可能是由于滤嘴嘴端丝束填充量尧接装纸透气度对卷烟通风稀释率的影响遥卷烟辅材对烟气氨释放量的影响比较大遥总的来说袁适当增加卷烟纸尧接装纸和成型纸透气度袁增大卷烟总通风率和滤棒吸阻袁增大助燃剂的含量及有机钾的使用量袁都能有效降低烟气中氨释放量遥四尧抽吸过程对氨释放量的影响目前对卷烟主流烟气成分释放量的测定多采用国际标准化组织烟草技术委员会渊ISO/TC126冤规定的吸烟机抽吸条件袁然而袁野世界卫生组织烟草制品管制研究小组冶渊WHOTobReg冤认为袁野无论是出于管制还是使用目的袁比较不同卷烟品牌的烟气释放量袁以及吸烟者的感受量仅仅采用现行ISO方法不是有效手段冶袁应当把不同的抽吸模式对氨释放量的影响考虑在内遥夏巧玲等通过自制卷烟模拟燃吸装置袁考察了烟气中的氨主要前提成分燃吸生成氨的影响因素发现袁适中的温度环境尧低氧尧高升温速率可有效抑制氨的前体物燃吸生成氨遥王颖等考察了ISO和加拿大深度抽吸渊HC冤模式下卷烟主流烟气中NH3释放量的变化发现袁HC模式下主流烟气中NH3含量明显高于ISO抽吸模式下的NH3含量遥说明减少抽吸容量尧增大抽吸间隔时间对主流烟气氨释放量有降低作用遥进一步发现HC抽吸模式对于焦油量大于10mg或通风率小于30%的卷烟样品主流烟气中NH3的含量影响较大遥张霞等做了ISO抽吸方案下焦油与氨释放量的关系图袁表明混合型卷烟和烤烟型卷烟焦油与氨释放量都具有一定的正相关性遥而增加抽吸容量尧抽吸频率都会造成焦油释放量的增加袁因此氨释放量也会随之增加遥进一步研究发现在吸烟支数相同的情况下袁采用减少抽吸容量尧增加抽吸持续时间及抽吸间隔时间尧增加烟蒂长度等方法均能降低主流烟气中氨的释放量袁减少吸烟者对氨的摄入量袁从而提高吸烟安全性遥五尧其他因素对氨释放量的影响还有一些其他因素有可能会对卷河南农业2017年第5期渊下冤

40HENANNONGYECopyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.烟主流烟气氨释放量有一定影响袁如袁卷烟烟丝分布袁研究发现烟丝分布的方式可能会影响焦油释放量遥在其他参数完全相同情况下袁烟丝分布前端疏后端密的卷烟主流烟气氨释放量最小袁其次是烟丝分布前端密后端疏的卷烟袁而烟丝均匀分布的卷烟氨释放量最大遥王鹏等发现经过醇化后的烟叶袁氨释放量会减少遥加工工艺方面发现袁松散回潮的回风温度和梗丝加工工序的方法渊HT+流化床尧HT+滚筒尧气流冤对氨释放量也有显著影响遥降低热风风门开度尧热风温度和筒体转速袁提高HT工作蒸汽压力尧筒壁温度等可有效控制氨释放遥但是随着真空回潮工序中抽真空度和保压时间的增大袁氨释放量有增高趋势遥总之袁影响卷烟主流烟气氨释放量的因素主要体现在烟叶原料尧叶组配方尧辅助材料和抽吸习惯几个方面袁要控制卷烟主流烟气氨的释放量袁首先尽可能选用含氮化合物少的烟叶作为原料袁减少土壤施氮量袁多选用中下部烟叶袁增加国内烟叶所占配方比例袁适当增加野三丝冶使用袁充分利用卷烟辅材野三纸一棒冶降焦减害的作用袁提高野三纸冶透气度袁增大卷烟滤嘴吸阻袁提升卷烟总通风度袁善用卷烟纸助燃剂袁加大有机钾使用比例袁抽吸卷烟过程中袁减少抽吸容量袁尽量加大抽吸间隔时间袁增大烟蒂长度都能有效降低主流烟气氨释放量遥通常卷烟焦油量降低会伴随着氨释放量的降低袁但是各因素对7种有害成分的影响并不完全一致袁如袁减少施氮量可以有效降低氨气袁可是却会增加巴豆醛的释放量遥而卷烟危害性指数是7种有害成分共同作用的结果袁因此需要找到一个对各成分均能有效控制的最优值遥另外袁有一些因素的采用会影响烟气的吸味袁如袁通风稀释有效降低有害成分的同时袁会导致烟气粗糙遥卷烟作为产品的本质属性应给予消费者舒适的感官感受袁在采用各种控制因素的同时袁还必须将消费者对卷烟感官质量的诉求考虑在内遥综上所述袁卷烟降焦减害必定是多因素联合协调作用后取最优结果遥参考文献院[1]邱玉春,蔡国华,吴清辉,等.主流烟气氨含量与烟叶主要化学成分的相关性分析[J].江苏农业科学,2014(3).[2]郭吉兆,张晓兵,夏巧玲,等.形成烟气氨的烟草前体物研究[J].烟草科技,2014(10).[3]田海英,董艳娟,蔡莉莉,等.亚临界萃取技术在卷烟减害降焦中的应用研究[J].中国烟草学报,2015(4).[4]宋朝鹏,徐成龙,宫长荣,等.烘烤过程中烤烟不同类型游离氨基酸含量变化及对卷烟氨释放量影响[J].东北农业大学学报,2013(7).[5]于宏晓,赵砚棠,徐海涛,等.主流烟气中的氨与烟叶中的氨尧亚硝酸根尧硝酸根的相关性[J].烟草科技,2012(3).[6]赵喆,侯冰清,岳恒,等.真空回潮工序不同参数对卷烟化学成分及危害性的影响[J].江西农业学报,2016(5).[7]卢丽娟,张弘韬,周浩,等.烟草中游离态烟碱的测定[J].安徽农业科学,2009,37(36).[8]王明锋,焦玉磊,赵建华,等.部分烟气成分对卷烟感官舒适性的影响[J].中国烟草学报,2014(5).[9]王鹏,程传玲,李东亮,等.打叶复烤工序对卷烟主流烟气氨和一氧化碳释放量的影响研究[J].西南大学学报(自然科学版),2014(4).[10]沈晓晨,刘献军,庄亚东,等.烟丝分布对卷烟主流烟气中氨和焦油释放量的影响[J].烟草科技,2013(6).[11]崔敏.有机物质对土壤硝化作用的调控研究[M].南京:南京农业大学出版社,2006.[12]杨国荣,李忠任,许健,等.卷烟减害降焦技术的研究进展[J].云南化工,2009,36(2).[13]谢金栋,黄朝章,吴清辉.卷烟叶组配方对主流烟气氨的影响研究[J].中国农学通报,2012,28(24).[14]陈敏,郭吉兆,郑赛晶,等.烟叶部位尧产地与卷烟主流烟气7种有害成分释放量关系研究[J].中国烟草学报,2012(5).[15]赵晖,张碰元,范运涛,等.造纸法再造烟叶对卷烟烟气有害成分释放量的影响[J].造纸科学与技术,2014(4).[16]程向红,韦凤杰,董顺德,等.不同部位尧产地烤烟梗丝主流烟气有害成分释放量分析[J].河南农业大学学报,2015(5).[17]赵晓东,谢复炜,赵乐,等.国内外卷烟主流烟气中氨的分析比较[J].烟草与烟气化学,2010(5).[18]张霞,许永,刘巍,等.抽吸条件对卷烟主流烟气中氨释放量的影响[J].烟草科技,2012(6).[19]谢卫,黄朝章,苏明亮,等.辅助材料设计参数对卷烟7种烟气有害成分释放量及其危害性指数的影响[J].烟草科技,2013(1).[20]黄朝章,李桂珍,连芬燕,等.卷烟纸特性对卷烟主流烟气7种有害成分释放量的影响[J].烟草科技,2011(4).[21]张乾,陈敏,陈倩颖,等.离子色谱法测定卷烟主流烟气中的气相氨[J].理化检测-化学分册,2015(10).[22]张国强,黄朝章.卷烟纸的透气度等设计参数对卷烟主流烟气中氨释放量及焦油含量的影响[J].郑州轻工业学院学报渊自然科学版冤,2014(5).[23]郑琴,程占刚,李会荣,等.卷烟纸对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响[J].烟草科技,2010(12).[24]谢国勇,李斌,颜水明,等.卷烟纸特性对卷烟烟气7种有害成分的影响[J].湖南师范大学自然科学学报,2013(5).[25]杨红燕,杨柳,朱文辉,等.卷烟材料组合对主流烟气中7种有害成份释放量的影响[J].中国烟草学报,2011(1).[26]罗彦波,庞永强,姜兴益,等.PLS回归法分析多因素对卷烟燃烧温度及主流烟气有害成分释放量的影响[J].烟草科技,2014(10).[27]庞永强,黄春晖,陈再根,等.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[J].烟草科技,2012(11).[28]张霞,许永,刘巍,等.抽吸方式对卷烟主流烟气氨释放量的影响[J].中国烟草学报,2011(5).[29]夏巧玲,王洪波,郭吉兆,等.烟草中部分含氮化合物模拟燃吸生成氨的影响因素[J].烟草科技,2014(8).渊责任编辑曹雯梅冤河南农业2017年第5期渊下冤

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