坚持降焦减害,发展“中式”卷烟

2005-09-12来源:烟草市场
中国烟草市场摘自中国烟草学会  2002年,烟草行业明确提出中国烟草要以“中式”卷烟为发展方向,以降焦减害为主线的科技工作总任务,具体包括:(1)2004年7月1日前盒标焦油量超过15mg/支的卷烟不得进入市场,36个名优卷烟品牌的焦油量和卷烟烟气中的有害成分明显降低;(2)积极培育一批“中式”卷烟主导品牌,进一步研究完善中式卷烟的理论特征,分析理化指标及产品风格特征,稳定并发展中式卷烟在国内市场的主导地位,逐步开拓国际市场;(3)积极开发一批拥有自主知识产权、对行业科技进步和可持续发展有重大推动作用的关键技术、专利技术,并组织集成推广,使名优卷烟的品质控制能力明显提高;(4)加强烟草优良品种培育,积极开发并完善优质烟叶生产技术,使烟叶香气质、香气量、化学成分协调性和工业可用性明显提高。经过一年的科研实践,在烟草工艺、烟草化学和烟草农业研究方面均得了突破性进展。
一、烟草工艺及相关学科
(一)   提高CO2膨胀叶丝质量技术
“提高CO2膨胀烟丝质量技术研究”以改善膨胀叶丝感官质量、降低膨胀叶丝工艺损耗为技术路线,实现了提高膨胀叶丝有效利用率的目标。郑州烟草研究院和龙岩卷烟厂,通过对膨胀前叶丝含水率、CO2浸渍时间、排液时间、单罐叶丝质量、MC45速比、工艺气流温度、工艺气流速度、蒸气流量、冷却风门开度、回潮加水流量等工艺参数与膨胀叶丝感官质量和物理指标(抗碎性、填充值、损耗率)关系的研究分析,找到了较为合理的膨胀叶丝质量评价指标和评价方法,扭转了以往过度追求填充值的做法。通过感官质量与物理质量的综合协调,膨胀叶丝感官质量明显提高,减轻了苦焦气;膨胀叶丝抗造碎性能明显增强,整丝率提高;卷烟产品的质量减轻,焦油和CO降低。
(二)   气流干燥叶(梗)丝技术
由英国DICKINSON-LEGG公司开发的气流干燥叶(梗)丝技术,简称(HXD)(干燥叶丝)或STS(干燥梗丝),主要是利用高温空气(蒸气)膨胀与干燥叶(梗)丝,与传统干燥有着本质区别。国内龙岩、淮阴、南京、常德、厦门、济南、许昌、柳州等多个企业已引进和消化吸收该项技术。国内江苏智思公司也独立开发了拥有自主知识产权的气流干燥叶(梗)丝膨胀设备,简称SH9。
气流干燥叶丝技术是对高湿叶丝在高温气流输送干燥塔中进行快速脱水,使叶丝膨胀与干燥。应用结果表明,该项技术具有一定特点:①可提高叶丝的填充能力(比传统干燥提高20%左右),可减少卷烟中的烟丝用量,降低卷烟生产成本;②可降低卷烟焦油量;③加大了调整卷烟配方设计的余地;④由于采用气流干燥技术使干燥加快,减少了“干头干尾”烟丝量等等。
气流干燥梗丝技术是高湿梗丝通过高速高温蒸气引射,使梗丝体积膨胀,再经过振槽式气流(分为多区)干燥使梗丝脱水,使梗丝达到膨胀与干燥。应用结果表明,该项技术能使梗丝具有较高填充能力。
(三)   膨胀梗丝填充值测定技术
梗丝的填充值是指在一定的时间压力作用下,单位质量梗丝所占有的体积。目前国内外都没有标准的膨胀梗丝填充值测定方法,卷烟企业在检测膨胀梗丝填充值时均采用烟丝填充值的测定标准(即施重压力为29.4N,延迟时间为30s)。但由于膨胀梗丝组织结构疏松,其物理性能与烟丝相比存在较大差别,致使所得检测结果往往不能真实反映梗丝的实际膨胀效果,甚至在很多情况下出现相矛盾的结果,郑州烟草研究院通过不同膨胀效果的梗丝与卷烟出烟率的关系研究分析,找到了较为合理的膨胀梗丝膨胀效果评价方法。同时测定了对应的梗丝在不同的压力和延迟时间条件下填充值的变化,通过对大量试验数据进行回归分析,得出了不同测试条件下梗丝填充值与其膨胀效果的关系,确定了膨胀梗丝填充值测定技术与方法。该技术对指导实际生产具有重要意义。具体方法为:将10g膨胀梗丝置于测量桶(内直径60.0mm±0.1mm,高度不小于100mm)内,驱动施力测头(直径55.0mm±0.1mm、压力9.80N±0.10N),连续施压30s时间,测量单位质量梗丝所占有的体积,即填充值。
(四)   设备工艺性能点检技术
通过关键设备工艺性能点检,验证工艺条件和设备运行保证能力,可以确定工艺技术参数运行曲线,及时发现并排除设备和仪器故障与缺陷,保证设备处于良好运行状态,实现工艺技术参数计算机控制和管理,控制卷烟产品质量。龙岩卷烟厂开始实施该项技术。
(五)   制丝工艺技术水平分析及提高质量的技术
通过对卷烟生产制丝线工艺技术水平分析,以“提质控焦”为主要目标,研究稳定和提高卷烟产品质量水平,缩小卷烟产品焦油波动范围。
(六)   卷烟工艺规范
现行的《卷烟工艺规范》是1993年制定的,近10年来,卷烟产品逐步向高香气、低焦油、低危害方向发展,新工艺、新技术及新装备和新材料广泛应用,在线检测技术和自控技术的大量采用,所有这些发展与变化的情况,迫切需要对原《卷烟工艺规范》的技术文件进行重大修订,以适应卷烟生产的客观需要。经过2年多的试验、修订和验证,新的《卷烟工艺规范》于2002年开始实施。
新的《卷烟工艺规范》是在科研项目和课题研究成果基础上,结合行业技术现状和发展需要形成的技术文件。新的《卷烟工艺规范》,在考虑原料消耗同时,确立了重点强调稳定产品质量及控制与降低吸烟危害程度的思路;涵盖了强调过程控制,确保加工与质量稳定性的相关内容,通过对加工过程工序加工质量的控制及工序加工工艺参数的控制,满足最终生产效果和产品质量的控制;体现国内外先进的工艺思想和工艺技术水平,内容较多地侧重于“共性”,一些内容与指标给予指导性的规定,一些内容与指标具有前瞻性。
新的《卷烟工艺规范》突出了理念和发展方向,引进了新的工艺与管理技术。关键设备工艺性能要进行点检,将感官质量引入加工过程在制品质量评价;在制品质量检测岗位的质量检验职能转变为在线仪器仪表检测校验的职能;工艺控制(管理)由结果控制向过程控制转变、由控制指标向控制参数转变、由人工控制经验决策向自动化控制科学决策(计算机决策支持)转变;建立了批内批间质量等概念。
二、烟草化学及相关学科
(一)   降低卷烟烟气自由基技术
北京卷烟厂与军事医学科学院合作,共同开展了卷烟烟气中自由基测定方法的研究和降低卷烟烟气中自由基的技术研究,建立了一套卷烟烟气中的气相自由基和固相自由基的检测方法,进行了低自由基卷烟及其对照样品的生物学评价工作,包括急性中毒实验、生殖毒性实验、免疫功能实验、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。在卷烟烟气中的自由基的清除技术研究中,确定了SRM为自由基清除剂,选用了不同浓度的SRM溶液处理活性碳,干燥后制成醋纤活性碳复合滤嘴再制成卷烟和将不同浓度的SRM溶液加入增塑剂制成醋纤活性碳复合滤嘴再制成卷烟两种工艺路线,对卷烟烟气自由基达到了有效的清除。确定用1.50%的SRM溶液加入增塑剂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%;自由基消除剂对人体无毒无害,对产品的气味没有影响,可使卷烟保持原有风格。其技术成果达到国际先进水平。
(二)   降低卷烟烟气CO技术
中国科学院兰州化学物理研究所、郑州烟草研究院和长沙卷烟厂合作,利用常温多相催化氧化一氧化碳为二氧化碳的原理,在国际上首次研制出了适合于烟草工业应用的含纳米贵金属催化材料和二元纳米催化材料复合滤棒,进行了降低卷烟烟气中CO的实验研究。系统地研究了材料制备方法、活性组分、焙烧温度和活性组分担载量对纳米催化材料催化性能的影响,确定了较佳的催化材料制备方法和条件。尝试了将催化材料添加到烟丝中、三元纳米催化材料复合滤棒和二元催化材料复合滤棒三种工艺添加方式,确定了二元复合滤棒是适合于降低卷烟烟气中CO的工艺添加方式。研究了催化材料粒度和添加量以及添加助剂对降低卷烟烟气中CO的影响,确定了较佳的催化材料的组成和工艺参数。应用最终确定的含纳米贵金属催化材料制作的二元复合滤棒接装试验卷烟,与对照卷烟相比,普通卷烟的CO释放量可降低26.9%,低侧流卷烟的CO释放量可降低45.4%,并且卷烟感官质量基本保持不变。应用该项目研究成果研制开发了低焦油、低CO“和”牌烤烟型卷烟,焦油、CO和烟碱的释放量分别为10.0mg/支、9.1mg/支和0.93mg/支。应用纳米催化材料降低卷烟烟气中CO,在国际上降低卷烟烟气中一氧化碳的技术方面提供了一种新途径,其研究成果达到国际领先水平。
(三)   Y型分子筛在卷烟降焦减害中的应用研究
吉林大方经贸有限公司和郑州烟草研究院合作,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实验研究。筛选出了一种适用于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,试验卷烟降焦幅度达20%以上;苯系物降低幅度达30%以上,苯并[a]芘、三种稠环芳烃总量、邻苯二酚及七种酚类总量均降低25%以上;对烟草特有亚硝胺具有显著的选择性降低效果。其研究成果达到国际领先水平。
(四)   神农萃取液降害技术
广东神农烟科技术有限公司、梅州卷烟厂、军事医学科学院和郑州烟草研究院合作,运用我国传统中医药学理论,通过对多种天然植物提取液进行筛选及不同配方的研究,研制开发出一种应用于卷烟工业的新型天然植物提取液——神农萃取液,研制了低危害的“五叶神”卷烟。对神农萃取液及其添加卷烟的危害性进行了系统的化学和生物学评价。研究结果表明,神农萃取液对挥发性亚硝胺及烟草特有亚硝胺合成有明显阻断作用,具有拮抗苯并[a]芘致突变性作用,并能显著缓解吸烟所致咳嗽、气喘、瘀痰等不良反应。神农萃取液在高于应用浓度1000倍时,动物和体外细胞试验均未观察到毒性作用,表明应用神农萃取液安全无毒。在此基础上,对神农萃取液应用于卷烟产品及其降低卷烟危害的作用进行了研究。考察了神农萃取液有效成分在卷烟烟气中的转移率,结果表明,添加神农萃取液的卷烟烟气中有效成分含量可达7.5μg/支,转移率可达28%以上。对添加神农萃取液的卷烟进行了烟气化学分析和生物学评价,结果表明,与未添加神农萃取液的对照卷烟比较,自由基水平减少20%以上,小鼠和大鼠吸烟急性死亡的时间分别增加了60%和30%,使卷烟烟气所致SHE和BEAS-2B细胞半数死亡的剂量分别增加到1.7和4倍,卷烟烟气诱发的细胞氧化、细胞膜损伤、染色体基因突变和细胞转化作用明显降低。感官评吸的结果表明,试验卷烟基本保持了原有的风格和吃味。其研究成果达到国际领先水平。
(五)   卷烟烟气中苯并[a]芘和烟草特有亚硝胺测试技术
郑州烟草研究院对卷烟烟气中苯并[a]芘测定方法进行了深入系统的研究,通过对HPLC方法和GC/MS方法进行比较,建立了一套重复性好、回收率高、具有国际先进水平的卷烟烟气中苯并[a]芘的GC/MS(SIM)测定方法,采用该方法对79个牌号的各种类型的国内外商品卷烟样品主流烟气中的有代表性的苯并[a]芘和苯并[a]蒽进行了分析测定。该方法的建立,为开展降焦减害的研究与开发提供了测试理论依据。
  郑州烟草研究院和上海烟草(集团)公司共同合作,对卷烟烟气中亚硝胺测定方法进行了深入系统的研究,通过对GC/NPD方法和GC/TEA方法进行比较,建立了一套重复性好、回收率高、具有国际先进水平的卷烟烟气中烟草特有亚硝胺的GC/TEA测定方法,采用该方法对国内外有代表性的98种卷烟样品中的TSNAs进行了系统的分析测定。分析结果表明:混合型卷烟烟气中TSNAs的含量显著高于烟型卷烟烟气中TSNAs,国外混合型卷烟中NNK的含量高于国内混合型卷烟。在卷烟配方中减少晾晒烟用量可以显著降低TSNAs的水平。这些研究结果为制定我国卷烟烟气中TSNAs技术壁垒提供了可靠的技术基础。上海烟草(集团)公司在此基础上,研制开发了低焦油、低危害“双喜”牌卷烟,该卷烟在苯并[a]芘、TSNAs和自由基等有害成分方面采用了特殊的滤除技术,均有显著性的降低。产品上市后受到消费者的好评。
                                                                              来源:中国烟草市场摘自中国烟草学会 
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