CN102349703A

CN102349703A - 卷烟过滤嘴及卷烟

Info

Publication number: CN102349703A
Application number: CN2011101721846A
Authority: CN
Inventors: 李元实; 马林; 宋振兴; 崔成哲; 于海顺; 朴永革; 金哲
Original assignee: Zhengzhou University of Light Industry; Jilin Tobacco Industrial Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou University of Light Industry; Jilin Tobacco Industrial Co Ltd
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明公开了一种卷烟过滤嘴，该过滤嘴中含有羧甲基壳聚糖亚铁配合物。以及使用该过滤嘴的卷烟。本发明采用羧甲基壳聚糖亚铁配合物为了开发新型来降低卷烟主流烟气CO的含量，不仅提升中式卷烟安全性的重要技术，而且帮助我们减少吸烟对人体造成的危害。

Description

卷烟过滤嘴及卷烟

技术领域

本发明涉及成品卷烟技术领域，尤其是一种卷烟过滤嘴，以及使用该过滤嘴的卷烟。

背景技术

在吸烟时卷烟的燃烧区中心，由于氧的供应不足，较易形成CO，混杂在烟气中。烟气中的CO约30％是通过烟草组分热分解产生，约36％是烟草燃烧产生，还有至少34％是通过CO₂与碳反应生成。CO是卷烟烟气中主要有害成分之一，当人们吸烟时随着烟气进入人的气管和肺部，CO一经吸入即与血红蛋白结合，它与血红蛋白的亲合力远远大于O₂(高出O₂200多倍)，而又比O₂和血红蛋白的解离要缓慢得多，因此导致血液中的氧运转能力下降，细胞的氧利用受阻，使之处于低氧状态，长期的低血氧，致使血液粘度的增高和血管疾病的发生。所以开展对烟气气相中CO的测定并降低CO量，不仅是提升中式卷烟安全性的重要技术，而且帮助我们减少吸烟对人体造成的危害。

影响卷烟主流烟气中CO量的因素虽然很多，但归纳起来，主要有以下四个因素：(1)抽吸时的燃烧条件；(2)燃烧程度；(3)燃烧速度；(4)抽吸口数。从卷烟烟气中CO的产生因素分析，对其降低可以从两个方面入手，一方面是卷烟原料，另一方面是卷烟辅料，如盘纸、滤嘴等。

目前行业降低卷烟主流烟气中CO主要用以下几种方法：

1、烟叶原料法

卷烟主流烟气中的CO是烟丝的热解产物，约占主流烟气体积的3％。如果在原料上入手就等于从源头上完成了降低CO的部分任务。目前行业中常用的方法有以下几种：(1)提高烟丝填充值；(2)使用烟草薄片或膨胀烟丝；(3)使用添加剂。

2、通风稀释

通风稀释是简单的物理降低方法，研究表明随着卷烟纸和滤嘴透气度的增加，卷烟烟气中CO含量随之减少。但是大量的研究表明通风稀释在降低烟气中CO的同时对烟气中其他致香成分也不可避免地被稀释，所以此方法有一定的局限性。

3、滤嘴过滤

卷烟滤嘴已经发展成为卷烟减害降焦的一种重要技术手段，尤其在滤嘴中添加吸附剂的研究更受人们的关注。但是单一的纤维对降低烟气中CO，效果不是很明显，所以必须对其进行改性。CO的吸附主要用离子交换法、浸泽法把能与CO形成羰基络合物，并且有反馈π键的过渡金属，负载于沸石、活性炭、凹凸棒等多孔物质上形成固体络合物吸附剂。国内外大量的研究表明，单一的一种吸附剂很难达到卷烟行业对降低CO的标准。

催化氧化也是滤嘴过滤的一种方法，催化氧化法是使CO氧化成CO₂，而且反应温度越低越好。此方法大多使用贵金属制成催化材料添加在滤嘴中，随着研究的深入，由单一的催化剂发展到了两种及两种以上催化剂相结合及其与吸附剂复合的研究，以期达到低温催化氧化CO的目的，研究结果对降低卷烟主流烟气中CO提供了更广阔的研究空间。

4、卷烟纸添加剂法

在卷烟抽吸时，卷烟纸参与卷烟的燃烧，直接影响卷烟的燃烧性能，所以运用卷烟纸添加剂降低卷烟烟气中CO含量也是近年来研究的热点。主要利用不同的吸附原理降低卷烟烟气中CO含量，电气石改性成型纸是利用电气石的热电性、压电性和自极化效应产生的荷电效应，对烟气有害成分中的带电物质进行有效吸附。我国电气石资源丰富，所以在烟草行业将电气石复合材料用于减害降焦有很大的发展前景。含碳成型纸则是摒弃了那种炭粒必须包在醋酸纤维中才能改善卷烟烟气特征的观点，克服了炭粒包在醋酸纤维中的种种弊端，开辟了炭在降低卷烟主流烟气中CO的新途径。卷烟纸中添加燃烧调节剂也是降低卷烟主流烟气中CO的主要方法。总之，随着卷烟纸添加剂研究的进一步深入，相信其在降低卷烟主流烟气CO中发挥更大的作用。

由于烟支燃烧产生的化学物质非常复杂，其燃烧产物很难控制，所以目前烟草行业方向是在不降低其他烟草自身香气物质的前提下，选择性降低卷烟主流烟气CO含量。目前研究比较多的是催化氧化法，但是它主要是应用了贵金属材料，因此在一定条件下还有局限性。

发明内容

本发明针对不足，提出一种卷烟过滤嘴，可大大降低主流烟气中CO含量，从而减少了对吸烟者的危害。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种卷烟过滤嘴，该过滤嘴中含有羧甲基壳聚糖亚铁配合物。

优选的，所述羧甲基壳聚糖亚铁配合物在每支过滤嘴中的重量为8～48mg。

优选的，所述羧甲基壳聚糖亚铁配合物由下述方法制备得到：将羧甲基壳聚糖加入含有抗氧化剂的亚铁溶液中，搅拌反应；过滤得固体产物，用体积比为1～3∶1～3的丙酮和乙醇混合液洗涤，再用95％以上的乙醇洗涤，真空干燥至恒重。

优选的，所述抗氧化剂为防止亚铁氧化为三价铁的还原剂。

优选的，所述亚铁溶液为氯化亚铁溶液。

优选的，所述亚铁溶液为硫酸亚铁溶液。

优选的，所述乙醇洗涤直至产物中不含硫酸根离子。

优选的，所述不含硫酸根离子是通过向洗涤液中加入硝酸钡，搅拌反应无白色沉淀生成。

与现有技术相比，本发明利用CO分子中碳原子中的孤电子容易进入其它原子的空轨道而形成配位键，所以它能与某些具有空轨道的原子形成配位键而生成络合物。CO之所以对人体有毒，是因为它能与人体血液中血红蛋白(Hb)形成稳定的络合物COHb。研究表明氧化铁血红朊的磁矩μ＝0，一氧化碳含铁血红朊的磁矩μ＝0，这些磁矩的观测数值表明，在这些亚铁血红朊的衍生物中，二价铁离子与其配位体间的络合键是共价型的。由于Fe²⁺具有d6电子构型，因此在这些络离子中，Fe²⁺是用SP³杂化轨道与其配位体的相应轨道成键的，这样相应的络离子便具有八面体几何结构。生物体中，当亚铁的不饱和轨道一旦被CO分子占据，血红素便失去了运载氧的作用，即形成所谓中毒现象。所以依据亚铁的特殊结构，羧甲基壳聚糖亚铁配合物降低卷烟主流烟气中CO。

另外，羧甲基壳聚糖中主要的活性配位基团是-COOH，另外分子中的-NH₂及-OH也参与了与金属离子的配位反应，故与相应的壳聚糖相比，N，O-羧甲基壳聚糖对金属的配位能力较强，配合物中金属含量也较高。

本发明还提供了使用上述过滤嘴的卷烟。

本发明的不仅提升中式卷烟安全性的重要技术，而且帮助我们减少吸烟对人体造成的危害。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

1、精确称取0.1g羧甲基壳聚糖。

2、准备20ml不同浓度的Fe²⁺溶液(用抗氧化剂调节pH)，在磁力搅拌器的均匀搅拌下，加入0.1g羧甲基壳聚糖，搅拌反应一定时间，静置。

3、将溶液抽滤，此时移取2mL滤液，定容至100mL容量瓶中，再从中移取1mL稀释后的滤液，加2mL 0.5％的邻菲罗啉试剂，定容至50mL。用于测定样品的吸光度A。

4、样品继续用1∶1丙酮乙醇洗涤，再用95％乙醇洗涤至样品中不含SO₄ ^2-(用硝酸钡检验滤液中是否有白色沉淀生成)，最后用无水乙醇洗涤，真空干燥至恒重。

通过络合反应制备羧甲基壳聚糖Fe(II)配合物，并通过邻菲罗啉法检测不同制备条件如壳聚糖用量、体系pH值、金属离子初始浓度、反应时间等因素对壳聚糖配合能力的影响；Fe²⁺的浓度为11.25mg/mL，pH为3.5，络合时间为60min，N，O-羧甲基壳聚糖用量为0.1g，N，O-羧甲基壳聚糖对Fe²⁺络合容量达931mg/g。

实施例2

1、用外标法定量分析CO，制定一氧化碳的标准曲线。

2、用空气稀释纯度为99.9％的CO为不同的浓度梯度，在相同的条件下，注入一定量已知浓度的稀释CO，就可得到气体样品中CO的峰面积；

3、根据不同浓度CO的响应面积，制定CO的标准曲线；

4、检测未知CO在混合气体中浓度时，根据该组分的响应面积及CO的标准曲线，计算出该组分中CO的浓度；

5、称取一定量的吸附剂放入密封的一定体积的比重瓶中，并用注射器注入一定量的空气和一氧化碳的混合气体。再次密封后，在常温常压下，静态吸附2h后测定一氧化碳的含量变化，求出吸附剂对CO的吸附量；

6、记录结果数据列表见下表1

表1吸附剂吸附CO性能对比

由表1分析表明，改性后的壳聚糖对CO的吸附效明显高于未改性的壳聚糖，亚铁配合物中亚铁吸附量的大小对CO对吸附效果有显著影响。壳聚糖亚铁配合物对CO的吸附效果明显高于壳聚糖，并且随着亚铁含量的增加CO的吸附量明显提高；同样壳聚糖亚铁配合物对CO的吸附量也明显高于壳聚糖，对CO的吸附效果随着亚铁含量的增高而增加。

CO吸附剂在卷烟中吸附效果预测

假设每支烟主流烟气中CO释放量是12mg，按照表2中羧甲基壳聚糖亚铁(亚铁含量931mg/g)对CO的瞬间吸附量148mg/g计算，预测其对卷烟主流烟气中CO的降低效果。由表2可以看出，按照每支烟主流烟气中CO释放量是12mg计算，降低卷烟主流烟气CO 10％、20％、30％、40％，分别需要在卷烟滤嘴中添加羧甲基壳聚糖亚铁(亚铁含量931mg/g)的量为8mg、16mg、24mg、32mg。预测结果为羧甲基壳聚糖亚铁(亚铁含量931mg/g)在卷烟中的应用提供了一定的理论依据。

表2羧甲基壳聚糖亚铁(亚铁含量931mg/g)在卷烟滤嘴中吸附效果预测

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种卷烟过滤嘴，其特征在于：该过滤嘴中含有羧甲基壳聚糖亚铁配合物。

2.如权利要求1所述的卷烟过滤嘴，其特征在于：所述羧甲基壳聚糖亚铁配合物在每支过滤嘴中的重量为8～48mg。

3.如权利要求1所述的卷烟过滤嘴，其特征在于：所述羧甲基壳聚糖亚铁配合物由下述方法制备得到：将羧甲基壳聚糖加入含有抗氧化剂的亚铁溶液中，搅拌反应；过滤得固体产物，用体积比为1～3∶1～3的丙酮和乙醇混合液洗涤，再用95％以上的乙醇洗涤，真空干燥至恒重。

4.如权利要求3所述的卷烟过滤嘴，其特征在于：所述抗氧化剂为防止亚铁氧化为三价铁的还原剂。

5.如权利要求3或4所述的卷烟过滤嘴，其特征在于：所述亚铁溶液为氯化亚铁溶液。

6.如权利要求3或4所述的卷烟过滤嘴，其特征在于：所述亚铁溶液为硫酸亚铁溶液。

7.如权利要求6所述的卷烟过滤嘴，其特征在于：所述乙醇洗涤直至产物中不含硫酸根离子。

8.如权利要求7所述的卷烟过滤嘴，其特征在于：所述不含硫酸根离子是通过向洗涤液中加入硝酸钡，搅拌反应无白色沉淀生成。

9.一种卷烟，其特征在于：含有权利要求1所述的卷烟过滤嘴。

10.如权利要求9所述的卷烟，其特征在于：所述羧甲基壳聚糖亚铁配合物在每支卷烟中的重量为8～48mg。