CN102578700B - 一种降低卷烟主流烟气中氢氰酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，包括：将烟叶/成品香烟采用纸箱包装，堆积厚度为26～72cm，堆积密度为0.20～0.34g/cm3；将烟箱置于输送速度为0.02～0.3m/s的传送装置上，并接受电子加速器产生的电子束/X射线辐照，所述电子加速器的能量为5～10MeV，束流为0.3～20mA，束功率为10～20kW，最大扫描宽度为100cm，扫描频率为5～15Hz，辐照剂量为1～10kGy，工作温度设定在5～35℃，烟箱两次通过电子加速器扫描窗接受辐照，辐照时烟箱中心距离所述电子加速器的扫描窗40～60cm；工作时环境湿度限制在不大于60％。
Description
技术领域
本发明属于辐照技术应用领域，也属于烟草降焦减害技术领域，涉及电子加速器辐照技术在减少烟草危害中的应用，尤其是一种能减少卷烟主流烟气中氢氰酸含量的电子加速器辐照处理技术。
背景技术
烟草是我国的重要经济作物之一，在国民经济中占有重要的地位。目前，全世界有11亿烟民，而中国有3亿多，吸烟已成为一种社会性群体行为。早在20世纪30年代就有人提出吸烟会危害身体健康，尤其1950年英国皇家医学会和1964年美国医政总署正式发表吸烟与健康的关系报告，明确提出了吸烟对人体有害。随着人们对健康的日益重视，卷烟的吸食安全性已经成为近年来研究的热点，引起世界各国政府的高度关注。
氢氰酸是卷烟主流烟气中的重要有害物质，被列为评价卷烟安全性的7种卷烟烟气有害成分之一，在这7种有害成分中，其含量较高，且毒性最大。卷烟烟气中的氢氰酸主要是烟草中的蛋白质、氨基酸、硝酸盐和含氮化合物在燃吸过程中的氧化分解产物。氢氰酸是一种高挥发性的A类剧毒物，对人体阈值仅10ppm，氢氰酸进入人体内后离解为氢氰酸根离子(CN-)，CN-可抑制42种酶的活性，能与氧化型细胞色素氧化酶的铁元素结合，阻止氧化酶中Fe3+的还原，使细胞色素失去传递电子的能力，使呼吸链中断，引起组织缺氧而中毒。卷烟烟气中的氢氰酸经呼吸道吸入后迅速进入机体，严重危害人体健康。因此，降低卷烟主流烟气中氢氰酸对人体健康的危害，提高吸烟安全性已成为当今国际共识和追求的目标，也是当今烟草工业发展中亟待解决的重大研究课题之一。
目前，对于卷烟烟气中氢氰酸处理比较困难，国际上采用的方法主要有吸附法(中国专利：2011，ZL200910094312.2；2011，ZL200910172250.2)和化学催化氧化法(中国专利申请：2002，CN02155489.7；中国专利：2006，ZL200410023246.7)。吸附法有很多缺点，吸附剂在对烟气气相组分有效过滤的同时，改变卷烟吸味，影响吸食者的口感；吸附剂价格昂贵，制作成本较高；还可能给卷烟带来更大的毒性等。化学催化氧化法的催化温度较高(250-450℃)，所需催化剂价格昂贵，生产成本较高，不具有推广应用前景。因此，这些处理措施都不具备合乎理想的选择性，很有必要开发一种降低卷烟烟气中氢氰酸的方法。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术所存在的问题而提供的一种能够减少卷烟主流烟气中氢氰酸含量的方法，其主要特点是烟叶/成品香烟经过电子加速器产生的电子束或X射线辐照后，可以有效减少烟气中的氢氰酸含量，提高卷烟的吸食安全性，并且能杀虫、杀菌，而不影响其吸食品质。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的减少卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)将烟叶/成品香烟采用纸箱包装，烟叶/成品香烟在纸箱中的堆积厚度为26～72cm，堆积密度为0.20～0.34g/cm3；
b)将包装好的烟叶/成品香烟置于传送装置上，所述传送装置的输送速度为0.02～0.3m/s；
c)置于传送装置上的烟叶/成品香烟接受电子加速器产生的电子束/X射线辐照，所述电子加速器的能量为5～10MeV，束流为0.3～20mA，束功率为10～20kW，最大扫描宽度为100cm，扫描频率为5～15Hz，辐照剂量为1～10kGy，所述辐照采取二次辐照的方式，烟叶/成品香烟两次经传送装置传送通过电子加速器扫描窗接受辐照，一次接受一半的辐照剂量，第一次辐照后上下翻转烟箱，第二次射线穿过烟箱的另一面进行辐照，辐照时烟箱中心距离电子加速器的扫描窗40～60cm；
d)在步骤c)的操作过程中，电子加速器的工作温度设定在5～35℃范围内，环境湿度限制在不大于60％；
e)完成上述步骤a)～d)后，将烟叶卷制成卷烟，取卷制成的卷烟或上述成品香烟若干支，按照GB/T 19609-2004规定的标准条件，利用吸烟机模拟人吸烟状态，使用剑桥滤片和气体吸收瓶采集烟气中的氢氰酸，采用连续流动分析仪分析测定氢氰酸的含量，以对应的未经辐照的卷烟样品作为对照检验卷烟烟气中氢氰酸的含量的降低程度。
本发明所公开的上述技术方案中，改进了现有技术中仅简单通过电子加速器进行辐照的方法，通过对整条辐照工作链中各项工艺参数的优化，即通过对烟叶/成品香烟在纸箱中的堆积厚度、堆积密度、纸箱和电子加速器扫描窗之间的距离、传送装置的输送速度、以及电子加速器的能量、束流、束功率、最大扫描宽度、扫描频率、辐照剂量等多项工艺参数的优化，显著提高了使用电子加速器辐照来降低卷烟烟气中氢氰酸含量的效果。
所述卷烟为成品香烟或烟叶经辐照后卷制而成的卷烟。
所述烟叶可以是初烤烟叶、复烤烟叶、晾晒烟叶的任意一种。
所述传送装置可为带式、辊杆式、链式。
本发明的优点是：
(1)本发明的减少卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，采用的电子加速器产生的电子束/X射线辐照具有较高的能量，能够有效减少烟气中的氢氰酸，提高卷烟的吸食安全性，并且能杀虫、杀菌，而不影响其吸食品质，具有实用性；
(2)本发明的减少卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，采用电子加速器辐照技术属于新兴的辐照加工技术，辐照效率高，辐照均匀度好，操作安全性强，设备管理简单，适应性强，科技含量高，具有创新性；
(3)本发明的减少卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，采用电子加速器辐照技术这一绿色高新技术，为烟草降焦减害开辟了一条新的途径，具有广阔的应用前景和重大的经济意义；
(4)本发明的减少卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，采用电子加速器，易于与现有的烟草加工工艺相结合，可以根据目前我国烟草加工工艺，设计制造出应用于烟草辐照专用的电子加速器，把电子加速器直接安装在烟草加工的流水线中，作为烟叶加工工艺流程中的一道工艺环节，易于实现工业化；
(5)本发明的减少卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，安全卫生，无残留，不污染环境；
(6)本发明的减少卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，耗能低，可以节约成本。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不局限于下面的实施例。
实施例1
随机取初烤烟叶150kg，每50kg分装一箱，共3箱，用长×宽×高为70cm×60cm×50cm的瓦楞纸箱密封包装，烟叶在纸箱中的堆积厚度为26～72cm，堆积密度为0.20～0.34g/cm3；将包装好的烟叶置于输送速度为0.02～0.3m/s的传送装置上；置于传送装置上的烟叶接受电子加速器产生的电子束/X射线辐照，电子加速器的能量为5～10MeV，束流为0.3～20mA，束功率为10～20kW，最大扫描宽度为100cm，扫描频率为5～15Hz，辐照剂量为1kGy，采用二次辐照的方式，烟叶两次经传送装置传送通过电子加速器扫描窗接受辐照，一次接受一半的辐照剂量，第一次辐照后上下翻转烟箱，第二次射线穿过烟箱的另一面进行辐照，辐照时烟箱中心距离电子加速器的扫描窗40～60cm；在上述操作过程中，电子加速器的工作温度设定在5～35℃范围内，环境湿度限制在不大于60％；完成上述步骤后，将烟叶卷制成卷烟，取卷制成的卷烟40支，按照GB/T 19609-2004规定的标准条件，利用吸烟机模拟人吸烟状态，使用剑桥滤片和气体吸收瓶采集烟气中的氢氰酸，采用连续流动分析仪分析测定氢氰酸的含量，以对应的未经辐照的卷烟样品作为对照，并进行吸食评价。结果见表1。
表1初烤烟辐照前后氢氰酸含量及其变化
实施例2
随机取标准箱包装的复烤烟叶3箱，纸箱长×宽×高为113.6cm×72cm×72.5cm，每箱重200kg。采用5kGy剂量的X射线进行辐照处理，辐照后烟叶通过卷烟机卷制，随机取符合测定要求的卷烟40支，按照GB/T 19609-2004规定的标准条件，利用吸烟机模拟人吸烟状态，使用剑桥滤片和气体吸收瓶采集烟气中的氢氰酸，采用连续流动分析仪分析测定氢氰酸的含量，以对应的未经辐照的卷烟样品作为对照，并进行吸食评价。结果见表2。
表2复烤烟辐照前后氢氰酸含量及其变化
实施例3
随机取成品香烟3箱，纸箱长×宽×高为47.5cm×26cm×59.5cm，每箱重15kg，数量50条。采用10kGy剂量的电子束进行辐照处理，辐照后随机取符合测定要求的卷烟40支，按照GB/T 19609-2004规定的标准条件，利用吸烟机模拟人吸烟状态，使用剑桥滤片和气体吸收瓶采集烟气中的氢氰酸，采用连续流动分析仪分析测定氢氰酸的含量，以对应的未经辐照的卷烟样品作为对照，并进行吸食评价。结果见表3。
表3成品香烟辐照前后氢氰酸含量及其变化
由表1～3可知，本发明的降低卷烟主流烟气中氢氰酸含量的方法，电子加速器辐照对卷烟主流烟气中氢氰酸的降解效果明显，但不影响其吸食品质。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种降低卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)将烟叶/成品香烟采用纸箱包装，烟叶/成品香烟在纸箱中的堆积厚度为26~72cm，堆积密度为0.20~0.34 g/cm3；
b)将包装有烟叶/成品香烟的纸箱置于传送装置上，所述传送装置的输送速度为0.02~0.3m/s；
c)置于传送装置上的烟叶/成品香烟接受电子加速器产生的电子束/ X射线辐照，
所述电子加速器的能量为5~10MeV，束流为0.3~20mA，束功率为10~20kW，最大扫描宽度为100cm，扫描频率为5~15Hz，辐照剂量为1~5 kGy，
所述辐照采取二次辐照的方式，烟叶/成品香烟两次经传送装置传送通过电子加速器扫描窗接受辐照，一次接受一半的辐照剂量，第一次辐照后上下翻转烟箱，第二次射线穿过烟箱的另一面进行辐照，辐照时烟箱中心距离电子加速器的扫描窗40~60cm；
d)在步骤c）的操作过程中，电子加速器的工作温度设定在5~35℃范围内，环境湿度限制在不大于60%；
e)完成上述步骤a）~d）后，将烟叶卷制成卷烟，取卷制成的卷烟或上述成品香烟若干支，利用吸烟机模拟人吸烟状态，使用剑桥滤片和气体吸收瓶采集烟气中的氢氰酸，采用连续流动分析仪分析测定氢氰酸的含量；
所述烟叶为初烤烟叶、复烤烟叶或晾晒烟叶。
2.根据权利要求1所述的降低卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，其特征在于，在上述步骤e）中，使用剑桥滤片和气体吸收瓶采集烟气中的氢氰酸，采用连续流动分析仪分析测定氢氰酸的含量，以对应的未经辐照的卷烟样品作为对照，检验卷烟烟气中氢氰酸的含量的降低程度。
3.根据权利要求1所述的降低卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，其特征在于，所述卷烟为成品香烟或烟叶经辐照后卷制而成的卷烟。
4.根据权利要求1至3任一项所述的降低卷烟主流烟气中氢氰酸的方法，其特征在于，所述传送装置为带式、辊杆式或链式。
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