CN101940354A - 一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法 - Google Patents

一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法，属卷烟加工方法技术领域。其工序包括：微波松散、松散回潮、叶片增温增湿、润叶加料、贮叶、切丝、HT+烘丝、加香、贮丝、卷包；微波松散工序的工艺参数为：微波功率121千瓦，加工时间240秒；松散回潮工序的工艺参数为：汽、水喷嘴蒸汽压力0.3MPa，回风温度70℃，筒体转速13r/min；HT+烘丝工序的工艺参数为：HT工作蒸汽压力0.6MPa，热风温度117℃，排潮风门开度80％，热风风门开度31％，筒体转速11r/min。本发明通过工艺参数的优化降低了卷烟Ni的含量，确认了该工艺加工降低卷烟Ni含量的有益效果。

Description

一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法
技术领域
本发明涉及卷烟加工方法技术领域，具体涉及一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法。
背景技术
卷烟是一种特殊的食品，烟草的可用性及安全性已成为烟草科学研究的一个重要方向。研究表明，吸烟产生的As、Cd、Cr、Hg、Pb、Se、Ni等有害元素在吸烟者体内有积蓄毒性。美国1989年报导的107种卷烟烟气有害成分中，就含有铬、镍、砷、铅、铜、镉、汞等元素。1997年公布的霍夫曼名单则将铬、镍、砷、硒、镉、汞和铅7种元素归入烟草中44种有害成分之列。卷烟是一种特殊的食品，联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)均建议：食品中砷、铅、镍、镉、汞等重金属元素的含量应进行控制。我国农业部对食品中重金属元素的含量也有明确的限量要求。
2011年我国将全面履行《烟草控制框架公约》，《烟草控制框架公约》中“防止接触烟草烟雾”、“烟草成份管制与披露”两个准则要求各国政府制订出更为严厉的“控烟”法律法规，促使卷烟生产企业在降低卷烟焦油释放量的同时，更要严格控制卷烟烟气中主要有害成分的释放量，吸烟与健康已是烟草行业面临的主要挑战，减害降焦关系到烟草行业的生存和发展。烟草中元素Ni的研究目前主要集中在检测方法上，至于如何选择合适的工艺参数降低卷烟Ni含量的研究，尚未见报道。本研究力图从卷烟加工工艺角度探索卷烟减害降焦的新途径，通过试验优化出卷烟加工工艺参数，通过工艺参数的设定降低重金属含量，使用该工艺参数的方法加工卷烟，在一定程度上减低了卷烟Ni的含量，利用微波消解前处理样品，电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)检测，确认了该工艺加工方法降低卷烟Ni含量的有益效果。
发明内容
本发明的目的是在卷烟制丝工段中应用优化的工艺参数组合以降低卷烟中Ni的含量，从而提供一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法。
实现本发明之目的的技术解决方案如下：
一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法，包括如下工序：微波松散、松散回潮、叶片增温增湿、润叶加料、贮叶、切丝、HT+烘丝、加香、贮丝、卷包。微波松散工序的工艺参数优选为：微波功率121千瓦，加工时间240秒；松散回潮工序的工艺参数优选为：汽、水喷嘴蒸汽压力0.3MPa，回风温度70℃，筒体转速13r/min；HT+烘丝工序的工艺参数优选为：HT工作蒸汽压力0.6MPa，热风温度117℃，排潮风门开度80％，热风风门开度31％，筒体转速11r/min，其余工序工艺参数不变；HT为采用隧道式叶丝增温增湿机进行的叶丝增温增湿工序。
将现场取得的样品进行适当的处理，分别满足切丝、卷制要求，最终卷制成松紧度合适、均匀性好的烟支。最后对样品进行评吸，判定感官质量的变化方向和变化程度。
以上各个工序应用相应的优化工艺参数组合，可以有效降低所制得卷烟产品中Ni含量。需要说明的是由于本试验直接在工业化生产设备中进行，参数水平的选择受到客观条件的一定影响。
本发明与现有技术相比其有益效果在于：
1、提供了一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法。
2、从卷烟加工工艺角度探索了卷烟减害降焦的新途径。
3、对烤烟重金属含量的调控，目前主要集中在烟草栽培领域，如利用覆膜栽培降低烤烟重金属含量；本研究则通过工艺参数的设定降低重金属含量，具有重要的理论探讨意义和实际应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明：
目前按照国家颁发的烟草工艺规范要求，既定的卷烟加工制丝工艺包括如下工序：微波松散、松散回潮、叶片增温增湿、润叶加料、贮叶、切丝、HT+烘丝、加香、贮丝等。在卷烟制丝工段中，主要是通过烟草专用加工设备，例如FT112型微波烟包松散系统、WQ3313型滚筒式叶片回潮机、SH625型薄板式烘丝机等执行工序任务。微波松散工序的任务是适当提高烟片温度，疏松烟片，进一步提高烟片的耐加工性。本发明在微波松散工序的工艺参数优选为：微波功率121千瓦，加工时间240秒；松散回潮工序的任务是增加烟片的含水率和温度，提高烟片的耐加工性，使切片后烟片松散，改善烟片的感官质量。本发明在松散回潮工序的工艺参数优选为：汽、水喷嘴蒸汽压力0.3MPa，回风温度70℃，筒体转速13r/min；HT+烘丝工序的工艺任务是控制叶丝的水分，满足后续加工要求，改善和提高叶丝的感官质量，提高叶丝填充能力和耐加工性，达到二者的协调。本发明在HT+烘丝工序的工艺参数优选为：HT工作蒸汽压力0.6MPa，热风温度117℃，排潮风门开度80％，热风风门开度31％，筒体转速11r/min，其余工序工艺参数不变；HT为采用隧道式叶丝增温增湿机进行的叶丝增温增湿工序。生产得到的烟草样品为优化样品。将优化样品利用电感耦合等离子体质谱分析技术进行检测得出检测结果。
实施例1
将按既定卷烟制丝工艺参数生产得到的烟草样品作为对照样品；在微波松散工序中，按微波功率121KW、加工时间240s的优化加工工艺参数组合调整工艺参数，其余工序工艺参数不变，生产得到的烟草样品为优化样品.两个样品的Ni含量检测见表1：
表1微波松散工序优化样品与对照样品Ni含量检测结果
  样品名称  Ni(μg/g)   微波功率(KW)   加工时间(秒)
  对照样品  3.00   140   320
  优化样品  1.96   121   240
由表1可以看出，在微波松散优化工艺参数组合下生产得到的烟草样品中Ni含量比对照样品降低了34.67％，具有明显的降低Ni含量效果。
实施例2
将按既定卷烟制丝工艺参数生产得到的烟草样品作为对照样品；在松散回潮工序中，按汽、水喷嘴蒸汽压力0.3MPa、回风温度70℃、筒体转速13r/min的优化加工工艺参数组合调整工艺参数，其余工序工艺参数不变，生产得到的烟草样品为优化样品。两个样品的Ni含量检测见表2：
表2松散回潮工序优化样品与对照样品Ni含量检测结果
  样品名称   Ni(μg/g)  汽、水喷嘴蒸汽压力(MPa)   回风温度(℃)   筒体转速(r/min)
  对照样品   3.00  0.2   48   11
  优化样品   0.79  0.3   70   13
由表2可以看出，在松散回潮优化工艺参数组合下生产得到的烟草样品中Ni含量比对照样品降低了73.66％，具有明显的降低Ni含量效果。
实施例3
将按既定卷烟制丝工艺参数生产得到的烟草样品作为对照样品；在HT+烘丝工序中，按HT工作蒸汽压力0.6MPa、热风温度117℃、排潮风门开度80％、热风风门开度31％、筒体转速11r/min的优化加工工艺参数组合调整工艺参数，其余工序工艺参数不变，生产得到的烟草样品为优化样品。两个样品的Ni含量检测见表3：
表3HT+烘丝工序优化样品与对照样品Ni含量检测结果
Figure BSA00000278755100041
由表3可以看出，在HT+烘丝优化工艺参数组合下生产得到的烟草样品中Ni含量比对照样品降低了35％，具有明显的降低Ni含量效果。
下面提供试验的取样方法以及各工序优化试验数据与检测结果：
(1)烘丝机出口取样：根据试验方案，调整工艺参数，待烘丝运行平稳后，根据物料在工序的加工时间，在烘丝出口处(1～2米)，等时间间隔取样3次(25Kg左右/次)，取样后需立即将叶丝平摊在洁净的地面上自然冷却至常温后再混合均匀，用四分法保留样品约40Kg左右，作为一个样本A；5分钟后重复以上步骤再取一个平行样本B，做好标识备用。
(2)各工序中Ni含量的试验数据如下：
表4微波松散工序试验样品、优化样品与对照样品Ni含量检测结果
  样品   Ni(μg/g)   微波功率(KW)   加工时间(秒)
  对照样品   3.00   140   320
  试验样-1   2.22   180   300
  试验样-2   2.33   150   360
  试验样-3   2.06   150   240
  优化样品   1.96   121   240
表5松散回潮工序试验样品、优化样品与对照样品Ni含量检测结果
  样品  Ni(μg/g)  汽、水喷嘴蒸汽压力(MPa)   回风温度(℃)   筒体转速(r/min)
  对照样品  3.00  0.2   48   11
  试验样-1  2.04  0.1   60   11
  试验样-2  2.58  0.3   50   11
  试验样-3  2.95  0.2   70   8
  优化样品  0.79  0.3   70   13
表6HT+烘丝工序试验样品、优化样品与对照样品Ni含量检测结果
Figure BSA00000278755100051
说明：对照样品是按正常既定工艺参数加工的样品，试验样品是改变加工参数后加工的样品，优化样品是优化参数下加工的样品。
本发明在优化工艺参数组合下得到的指标检测值均为三次工艺生产产品检测平均值。
(3)测试仪器为：
电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)：VG PQ ExCell型(美国Thermo Electron公司)；
微波消解系统：Multiwave 3000型，配备HP-100型消解罐(奥地利Anton Paar公司)；
Direct-Q型超纯水装置(美国Millipore公司)；
HNO3(65％)、H2O2(30％)，均为优级纯(德国Merck公司)；
高纯氩气(99.999％，四川天一科技股份有限公司)；
电子天平：Mettler AX 504型(瑞士梅特勒-托利多公司)。
(4)电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定方法样品前处理：
将叶丝样品在40℃下烘干，然后粉碎并过40目筛；准确称取过筛后的样品0.3g，置于微波消解炉的PFA内罐中，加入6mL 65％的HNO3和2mL 30％的H2O2溶液。消解方法：在100℃、130℃和160℃各保温5min，然后升温到190℃再保温10min；加热结束后，待温度降至低于60℃时取出消解罐，然后将样品转移至预先称重的50mL PET样品瓶中，用约42mL水洗涤PFA内罐几次，洗液也转移至样品瓶中，称重后摇匀。用同样的方法制备样品空白。

Claims (1)

1.一种低重金属含量Ni的卷烟加工工艺方法，包括如下工序：微波松散、松散回潮、叶片增温增湿、润叶加料、贮叶、切丝、HT+烘丝、加香、贮丝、卷包，其特征是：所述微波松散工序的工艺参数优选为：微波功率121千瓦，加工时间240秒；松散回潮工序的工艺参数优选为：汽、水喷嘴蒸汽压力0.3MPa，回风温度70℃，筒体转速13r/min；HT+烘丝工序的工艺参数优选为：HT工作蒸汽压力0.6MPa，热风温度117℃，排潮风门开度80％，热风风门开度31％，筒体转速11r/min；HT为采用隧道式叶丝增温增湿机进行的叶丝增温增湿工序。
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