CN103284307B - 采用滚筒管板式烘丝机降低卷烟BaP释放量的烘丝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用滚筒管板式烘丝机降低卷烟BaP释放量的烘丝方法，具体的工艺参数如下：HT入口来料水分：19.3%；HT蒸汽压力：0.1MPa；热风温度：70℃；热风风门开度和排潮风门开度分别为39.9%和30%；烘丝筒转速：13rmp。有益的是，本法通过控制烘丝工序，对工艺参数进行组合调整，达到降低卷烟苯并[a]芘释放量的目的，探索了卷烟减害降焦的新途径，具有重要的理论意义和实际应用价值。本发明对烘丝工序中的重点参数进行筛选认定并在生产工艺范围内进行优化，在保证卷烟感官质量稳定的前提下，有效降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘释放量。

Description

采用滚筒管板式烘丝机降低卷烟BaP释放量的烘丝方法

技术领域

本发明属于卷烟减害领域，涉及一种降低卷烟BaP(苯并[a]芘)释放量的方法，具体涉及一种通过调整烘丝设备的工艺参数来降低卷烟苯并[a]芘释放量的方法。

背景技术

<<烟草控制框架公约>>中规定各国政府要制订出严厉的“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。为提高我国卷烟产品的质量和安全性，国家烟草专卖局明确提出应加强烟叶原料、卷烟加工工艺和辅助材料设计对卷烟烟气中有害成分释放量的影响研究，为减害降焦应用技术研究和低危害产品开发提供理论基础。国家烟草专卖局于2006年6月16日印发了《国家烟草专卖局关于进一步推进减害降焦工作的通知》(国烟科〔2006〕412号)，对减害降焦工作提出了新的要求。该通知将包括苯并[a]芘在内的卷烟烟气7种有害成分作为表征卷烟主流烟气生物危害性的重要指标。

苯并[a]芘是烟气中一种典型的稠环芳烃。稠环芳烃是烟草在高温缺氧条件下不完全燃烧的产物。各种有机物热解所生成的有机物碎片，经过复杂的聚合过程而形成。烟气中稠环芳烃的种类有百种以上，在卷烟烟气中已鉴别出大约30个有致癌性的稠环芳烃，其中最典型就是苯并[a]芘，它的致癌性是最高的，其次是二苯并[a，h]蒽、苯并[b]萤蒽等稠环芳烃。如何降低卷烟的苯并[a]芘释放量，减少吸烟对人体健康的危害，近年来有许多研究。现有技术中降低苯并[a]芘释放量的方法主要集中于改进设备和改进卷烟材料。例如通过特殊材料制成的卷烟滤嘴或在卷烟中加入添加剂来减少卷烟烟气中的苯并[a]芘释放量。如中国专利所公布的申请号为200910263548.4的发明专利提出了一种含有生物组合物的复合滤嘴，采用该滤嘴可以明显降低卷烟烟气中的苯并[a]芘释放量；中国专利ZL 201010288092.X公开了一种降低苯并[a]芘含量的卷烟加工工艺方法，从微波松散、松散回潮和HT+烘丝三个工序分别进行工艺参数优化，均达到降低卷烟烟气中苯并[a]芘释放量的目的，从而达到优化整个制丝工艺参数而降低苯并[a]芘释放量的目的，专利中烘丝段采用的是KLD烘丝设备，未对其它类型的烘丝设备进行限定。烘丝是卷烟生产的关键工序，烘丝工艺参数会对烘后叶丝物理、感官和化学质量产生重要影响，是制丝工艺研究的重点。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中存在如下技术问题：

1、各研究机构忽略了特定烘丝设备工艺参数对苯并[a]芘的释放量的影响；

2、不同烘丝设备对卷烟产品烟气中苯并[a]芘的释放量影响差异巨大；

3、由于烟草制品的特殊性，对烘丝出口水分有严格的要求，一般为12％±0.5％，在保证设备安全运行和产品可用性前提下，只能选取组合参数在各自可调范围内进行控制，且确定一个参数组合需要经过大量的研究实验；

4、生产试验成本大，一次试验仅原材料投入5-8吨，成本40万以上，且在试验过程中需要保障产品不能成为废品，增加了获取试验数据的难度；

5、通过调整烘丝工艺的参数来降低有害气体，使降害效果达到最佳的同时，还要保证卷烟的感官质量保持在较高水平难度大。

发明内容

本发明的目的是，采用滚筒管板式烘丝机，通过调整卷烟制丝工艺的烘丝工序，降低卷烟苯并[a]芘释放量，同时还要保持卷烟感官质量稳定。

本发明的目的是这样实现的，一种采用SH314C型滚筒管板式烘丝机降低卷烟BaP释放量的烘丝方法，运用软件Design expert 7.1.3对工艺参数进行实验设计，按照设计出来的实验方案进行实验并检测样品主流烟气苯并[α]芘释放量，得出方程：苯并[α]芘＝9.73+1.43*HT蒸汽压力+0.00654*热风温度+0.00322*排潮风门开度-0.132*筒体转速，根据上述方程式和实验验证，得到了优化后的工艺参数如下：

1)、HT入口来料水分：19.3％；

2)、HT蒸汽压力：0.1MPa；

3)、热风温度：70℃；

4)、热风风门开度为39.9％，排潮风门开度为30％；

5)、烘丝筒转速：13rmp。

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。

在烘丝工序应用以上相应的优化工艺参数组合，可以有效降低所制得卷烟产品烟气中苯并[a]芘释放量同时保持卷烟感官质量稳定。

本发明的有益效果是，控制制丝工艺关键点——烘丝工序，在保持卷烟感官质量稳定的前提下，选择特定的烘丝设备——滚筒管板式烘丝机进行参数组合调整，达到降低卷烟苯并[a]芘释放量的目的，探索了卷烟减害降焦的新途径，具有重要的理论意义和实际应用价值。

本发明对烘丝工序中的重点参数进行筛选认定并在生产工艺范围内进行优化，在保证卷烟感官质量稳定的前提下，有效降低卷烟苯并[a]芘释放量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

本实施例所用滚筒管板式烘丝机的型号为SH314C，秦皇岛烟草机械有限责任公司制造。将按企业制定的制丝工艺烘丝工序滚筒管板式烘丝机设备参数生产得到的烟草样品作为空白样品。在制丝工序，按照以下参数进行工艺调整得到的烟草样品为优化样品：HT入口来料水分为19.3％，HT蒸汽压力为0.1MPa，热风温度为70℃，热风风门开度和排潮风门开度分别为39.9％和30％，烘丝筒转速为13rmp。烘丝工序进行试验参数调整生产得到的烟草样品为试验样品。三种样品的烟气苯并[a]芘释放量和感官评吸得分见表1。

表1：

由表1可以看出，在制丝工艺的关键点——烘丝工序，改变以上工艺参数，可以生产得到的烟草样品烟气中苯并[a]芘释放量比空白样品降低了10.75％，具有明显的降低苯并[α]芘释放量效果，且感官评吸得分为82.5，与空白样品比较，感官质量保持稳定。

本发明通过试验设计，对设备的各参数进行筛选，确定重要的试验参数，并将这些参数进行优化，优化过程的具体步骤如下：

(1)针对型号为SH314C的滚筒管板式烘丝机，选取以下可控重点参数进行组合，并确定各个参数范围，各参数范围见表2：

表2：

因素	名称	单位	类型	下限	上线
						A	HT蒸汽压力	Mpa	数字型	0.1	0.4
B	热风温度	℃	数字型	70	110
						C	热风风门开度	％	数字型	30	100
D	排潮风门开度	％	数字型	30	100
						E	筒体转速	rpm	数字型	9	13
F	入口物料含水率	％	数字型	18	20

(2)运用软件Design expert 7.1.3对上述因素进行实验设计，按照设计出来的实验方案进行实验并检测样品主流烟气苯并[α]芘释放量，结果见表1。

(3)使用软件Design expert 7.1.3分析后，得出以下方程：

苯并[a]芘＝9.73+1.43*HT蒸汽压力+0.00654*热风温度+0.00322*排潮风门开度-0.132*筒体转速。

(4)根据上述方程式，以最低苯并[a]芘释放量为优化目标，得到HT入口来料水分为19.3％，HT蒸汽压力为0.1MPa，热风温度为70℃，热风风门开度和排潮风门开度分别为39.9％和30％，烘丝筒转速为13rmp时，经过验证，采用优化后的参数进行烘丝，主流烟气苯并[a]芘释放量最低为8.72ng/cig。

Claims (1)

1.一种采用滚筒管板式烘丝机降低卷烟BaP释放量的烘丝方法，其特征在于，运用软件Design expert 7.1.3对工艺参数进行实验设计，按照设计出来的实验方案进行实验并检测样品主流烟气苯并[α]芘释放量，得出方程：苯并[α]芘＝9.73+1.43*HT蒸汽压力+0.00654*热风温度+0.00322*排潮风门开度-0.132*筒体转速，根据上述方程式和实验验证，得到了优化后的工艺参数如下：

1)、HT入口来料水分：19.3％；

2)、HT蒸汽压力：0.1MPa；

3)、热风温度：70℃；

4)、热风风门开度为39.9％，排潮风门开度为30％；

5)、烘丝筒转速：13rmp；

所述滚筒管板式烘丝机的型号为SH314C型。