CN103404960A - 采用SH94降低卷烟氨和BaP释放量的烘丝工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用SH94降低卷烟氨和BaP释放量的烘丝工艺方法，具体的工艺参数如下：物料入口含水率22.16%、蒸汽施加量288kg/h。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，达到降低卷烟主流烟气氨和BaP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氨和BaP释放量。

Description

采用SH94降低卷烟氨和BaP释放量的烘丝工艺方法

技术领域

本发明属于卷烟减害领域，涉及一种降低卷烟氨和BaP释放量的加工工艺方法，具体涉及在卷烟加工的制丝工艺，采用高速气流式烘丝机降低氨和BaP释放量的一种烘丝工艺。

背景技术

《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，进一步加大了行业减害降焦的压力，吸烟与健康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。

为解决这些问题，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。该通知将包括氨在内的卷烟烟气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。

氨是大气中的一种碱性气体，主要来源于烟叶调制与发酵过程中氨基酸、蛋白质、硝酸盐、铵盐、酰胺、生物碱及含氮杂环化合物。主流烟气中的氨在气相和粒相中都有存在。在卷烟中，适量的氨对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必要的，但过量的氨会产生强烈的刺激性，引起吸烟者喉部出现收缩作用，感到呛咳，鼻腔、舌头有辛辣难忍的感觉，长期吸入会对人体造成较严重的危害。

苯并[a]芘（BaP）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。

为进一步促进烟草行业减害降焦战略性课题的实施，推进卷烟减害降焦工作的深入开展，国家烟草专卖局于2008年8月27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意见》（国烟科〔2008〕471号），明确提出，到2010年，全国卷烟在选择性降低氨等7种有害成分方面取得显著突破，形成一批具有自主知识产权的核心技术并在行业重点骨干卷烟品牌中得到应用。并认为应加强烟叶原料、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。

如何降低卷烟主流烟气中的氨和苯并[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，主要是通过对烟用滤嘴材料的改良来降低卷烟烟气中的氨释放量，而对于通过工艺方法降低卷烟主流烟气氨释放量的报道较少。中国专利ZL201010288157.0公布了一种降低氨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氨释放量的目的，从而达到优化整个制丝工艺参数而降低氨释放量的目的，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。

BaP即苯并[a]芘，英文名称Benzo(a)pyrene，缩写为BaP，是由一个苯环和一个芘分子结合而成的多环芳烃类化合物，具有明显致癌作用。目前，对于降低苯并[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ZL201010288092.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氨、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氨、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，提供一种特定烘丝设备的烘丝工艺，在卷烟加工的制丝过程中，采用SH94型高速气流式烘丝机降低氨和BaP释放量。

本发明的目的是这样实现的，提供一种采用SH94降低卷烟氨和BaP释放量的烘丝工艺方法，具体的工艺参数如下：

1）、物料入口含水率：22.16%；

2）、蒸汽施加量：288kg/h。

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氨和BaP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——高速气流式烘丝机进行参数组合调整，达到降低卷烟主流烟气中氨和BaP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氨和BaP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：

本实施例所用高速气流式烘丝机的型号为SH94，江苏智思机械制造有限责任公司制造。将按企业制定的制丝工艺烘丝工序高速气流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为优化样品：物料入口含水率为22.16%，蒸汽施加量为288kg/h，其余工序工艺参数不变。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。检测优化样品与空白样品氨释放量和感官质量。结果见下表：

。

由上表可以看出，采用高速气流式烘丝机优化工艺参数生产得到的优化样品氨释放量比空白样品降低了5.42%，有明显的降低氨释放量的效果，且感官评吸得分为81.0，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SH94的高速气流式烘丝机，选定对卷烟主流烟气氨释放量有重大影响的重点工艺参数物料入口含水率和蒸汽施加量，并确定参数水平。

（2）对上述参数进行均匀设计，按照设计的试验方案进行试验，并检测样品主流烟气的氨释放量。结果如下表：

。

（3）运用DPS11.0对以上数据进行分析，得到方程如下：

Y=6.07807355+0.004129805325X₁*X₁+0.0000008050314667X₂*X₂-0.000023125005533X₁*X₂

本方程中，Y为主流烟气氨释放量，X₁为物料入口含水率，X₂为蒸汽施加量。

（4）根据上述方程式的信息，以最低氨释放量为优化目标，得到物料入口含水率为22.16%、蒸汽施加量为288kg/h。经过验证，采用优化后的参数进行烘丝，主流烟气氨释放量为8.02ng/cig。

实施例2

本实施例所用烘丝机为SH94型高速气流式烘丝机，江苏智思机械制造有限责任公司制造。将按企业制定的制丝工艺烘丝工序高速气流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为优化样品：物料入口含水率为22.16%，蒸汽施加量为288kg/h。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。检测优化样品与空白样品苯并[a]芘释放量和感官质量，结果见下表：

。

由上表可以看出，采用高速气流式烘丝机优化工艺参数生产得到的优化样品苯并[a]芘释放量比空白样品降低了17.93%，有明显的降低苯并[a]芘释放量的效果，且感官评吸得分为79.5，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SH94的高速气流式烘丝机，选定对卷烟主流烟气苯并[a]芘释放量有重大影响的重点工艺参数物料入口含水率和蒸汽施加量，并确定参数水平。

（2）对上述参数进行均匀设计，按照设计的试验方案进行试验，并检测样品主流烟气的苯并[a]芘释放量。结果如下表：

。

（3）运用DPS11.0对以上数据进行分析，得到方程如下：

Y=11.23003373-0.003994738350X₂+0.0018413547170X₁*X₁+0.000006154094811X₂*X₂

本方程中，Y为主流烟气苯并[a]芘释放量，X₁为物料入口含水率，X₂为蒸汽施加量。

（4）根据上述方程式的信息，以最低苯并[a]芘释放量为优化目标，得到当物料入口含水率为22.16%，蒸汽施加量为288kg/h。经过验证，采用优化后的参数进行烘丝，主流烟气苯并[a]芘释放量为11.49μg/cig。

Claims (1)

1.一种采用SH94降低卷烟氨和BaP释放量的烘丝工艺方法，其特征在于，具体的工艺参数如下：

1）、物料入口含水率：22.16%；

2）、蒸汽施加量： 288kg/h。