CN108936793A - 一种降低卷烟co和焦油释放量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种降低卷烟CO和焦油释放量的方法，是通过对烟丝喷洒改良剂和在滤嘴中填充吸附剂后制备成卷烟产品，达到降低CO和焦油释放量的效果。所述的改良剂由改性白云石粉末和超支化乳酸盐混合制备而得，所述的吸附剂由超支化乳酸盐和中药材料混合制备而得，利用等离子改性白云石能促进烟叶燃烧和吸附CO、CO2和降低焦油裂解温度，通过白云石中碱金属的催化作用使焦油裂解完全，从而达到降低卷烟CO和焦油释放量的效果。本发明有效的改进了卷烟污染物释放量大的问题，提高了卷烟的香味和舒适度，具有很好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于烟草技术领域，特别涉及一种降低卷烟CO和焦油释放量的方法。
背景技术
吸烟有害健康，这已是众所周知的，为了减少吸烟给人类带来的危害，世界卫生组织已将“反吸烟”列为21世纪卫生领域的三大主要行动目标之一。在此背景下，国际卷烟市场也出现了加速向更低焦油、低烟碱和低有害成分卷烟发展的趋势，并对烟气有害成分进行分析研究，尽量减少有害成分，生产出低害安全保健的卷烟制品。因此，国外低焦油卷烟将威胁我国的卷烟制品，直接影响我国的卷烟市场。为了更好的保护消费者的健康，我国已在包括烟叶生产、加工和降焦减害技术等领域加大了研究力度，开发了包括现代生物技术、新材料技术等降焦减害新技术并成功地运用于卷烟生产中。
发明专利CN200910139721.X，一种利用苏叶、艾叶、杜荆叶降低卷烟焦油释放量的方法，将中草药原料苏叶、艾叶、牡荆叶(重量比1:1:1)粉碎混合后加入5倍重量的水煎煮2小时，重复两次，离心分离出水液，合并，浓缩至原料重量的2倍，将水提物用40％~95％乙醇稀释后，均匀喷洒在重量为提取物100~200倍的烟丝上，按常规卷烟工艺制成具有明显降焦效果的卷烟。该方法原料廉价易得、工艺简单，可降低卷烟焦油释放量10％～20％，具有良好的工业化应用前景。
发明专利CN200810140585.1，一种对低焦油卷烟进行香味补偿的含脱氧果糖嗪添加剂，所述添加剂包括下述重量比的原料：其中：脱氧果糖嗪0.001～5％、糠醛0～1％、5-甲基－糠醛0.1～0.5％、3-乙基-2-羟基-2-环戊烯-1-酮0.1～1％、秘鲁浸膏0.005～5％、十六酸甲酯0.1～1％、大马酮0.1～1％、巨豆三烯酮0.1～2％、可可粉酊0.1～3％、丙酸0～1％，含水50％的乙醇为82～99％；所述添加剂以重量比为0.1～5％的用量用于烟叶或深色盘纸的加香。该添加剂可以明显提高低焦油卷烟的香气量，且与烟香协调性好，减少刺激，改善口腔舒适度。
发明专利CN201310053860.7，一种超低焦油烤烟型卷烟的制备方法，将糖含量不高于19%的云南烟叶碎片30份、津巴布韦烟叶碎片20份、吉林晒烟碎片10份、烟梗40份混匀，研磨成粉状，制成片基，涂布香气补偿液制成低焦油造纸法薄片，将造纸法薄片、进口烟叶、国产清香型烟叶、国产中间香型烟叶、国产浓香型烟叶送入松散回潮工序后，使含水率达到20%；将回潮的原料除杂后喷洒香液，吹热风和雾化水后切丝、烘干、喷增香剂，再经卷制、包装制成超低焦油烤烟型卷烟。该发明采用综合降焦法，辅以增香保润添加剂，可使卷烟主流烟气焦油释放量达3mg，保持卷烟香气和吸食满足感。经测试，烟气入口柔和顺畅，香气丰富优雅，烟势上扬，飘逸透发，回甜和生津感较好，口感舒适，余味干净。
发明内容
针对现有卷烟CO和焦油量多严重影响烟民身体健康的问题，本发明提供一种降低卷烟CO和焦油释放量的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种降低卷烟CO和焦油释放量的方法，通过对烟丝喷洒改良剂和在滤嘴中填充吸附剂后制备成卷烟产品；其中：
所述的改良剂由改性白云石粉末和超支化乳酸盐按照质量比1:（0.2~0.5）混合制备而得；
所述的吸附剂由超支化乳酸盐和中药材料按照质量比1:（2~5）混合后制备而得；
所述的改良剂加入量为烟丝重量的5%~7%；
所述的吸附剂填充量为20~50mg/支；
所述的中药材料为猕猴桃提取物、茶多酚、黄芪、板蓝根中的一种。
将白云石粉末在NaNO3溶液中浸渍后，白云石表面携带碱金属钠离子，通过等离子体处理后，碱金属钠和白云石中的碳酸钙和碳酸镁被电弧击穿成纳米组分，提高了催化活性，在香烟燃烧时，碱金属钠能吸附并催化CO气体燃烧生成CO2气体，然后通过白云石中的碳酸钙和碳酸镁对CO2气体进行吸附，从而降低有害气体CO的释放；另一方面，白云石表面熔融的NaNO3和乳酸盐为Mg2+、Ca2+扩散提供了离子液体通道，促进离子扩散，有助于烟叶的完全燃烧，降低焦油的裂解温度，提高焦油的转化效率从而降低了卷烟焦油量释放量；
乳酸盐能清除烟草燃烧产生的辛辣味，同时能提高烟丝的保润性，使得烟气润滑爽口，提高烟气的舒适性；将乳酸盐超支化后，能促进乳酸盐分散于烟丝中，使得乳酸盐中的碱金属钠、钾和锂能全面扩散于烟丝中，在烟丝燃烧时，协同并活化白云石催化焦油裂解，从而达到降低焦油裂解的并吸附CO、CO2气体的作用。
滤嘴吸附剂经过超支化乳酸盐具有的大量活性官能团与中药材料结合后，能提高香烟滤嘴的透水气性和吸湿性能，提高有机酸对烟气抽吸品质的改善作用，使得通过滤嘴的烟气中的焦油被截留，再经过有机酸作用后变得更加润滑爽口，提高了烟气舒适度。
作为本发明的进一步改进，所述的改性白云石粉末的制备方法如下：
（1）按重量份数比，称取白云石粉末10~15份，溶于NaNO3中配置成溶液，80℃下搅拌15~20min，然后在120℃下干燥2h，得到复合白云石粉末；
所述的NaNO3与白云石粉末质量比为（0.1~0.2）:1；
（2）将复合白云石粉末在氩气放电等离子体系统中处理1h，一共6次每次10min，得到改性白云石粉末；
所述的氩气放电等离子体系统为抽真空后冲入氩气，使其压力稳定在100~110Pa，然后通入直流电源，击穿电压为900V、稳定电压为600V、电流为9~11mA。
作为本发明的进一步改进，所述的超支化乳酸盐的制备方法如下：
按重量份数比，将乳酸盐50~70份、乳酸10~20份、丙三醇1~5份、葡萄糖酸3~5份混合，边搅拌边升温至120~165℃，加速脱水，移去馏出水分后，继续减压至1000~1300Pa，保持170~175℃恒温反应10~12h，倒出反应产物，冷却后粉碎成粉末，用丙酮溶解后，滴入到无水乙醇中沉淀，过滤，水洗，滤饼60℃真空干燥12h得超支化乳酸盐；
所述的乳酸盐为乳酸钠、乳酸钾和乳酸锂中一种。
作为本发明的进一步改进，所述改良剂的制备方法如下：
将超支化乳酸盐溶于10~20倍水中，30~35℃下搅拌30min使其充分溶解，然后加入改性白云石粉末，继续搅拌24h，得到改良剂；
所述的改性白云石粉末和超支化乳酸盐质量比1:（0.2~0.5）。
作为本发明的进一步改进，所述的吸附剂制备方法如下：
取超支化乳酸盐加入其质量2%~8%的有机酸进行混合，得到混合液，然后加入混合液体积10~20倍的水在30~35℃下搅拌30min，加入中药材料，混合30~40min后，得到吸附剂；
所述的中药材料和超支化乳酸盐质量比为（2~5）:1，边搅拌边加入；
所述的有机酸为柠檬酸、苹果酸中的一种。
作为本发明的进一步改进，所述的猕猴桃提取物制备方法如下：
（1）取猕猴桃，放入到榨汁机中打浆破碎，加入同等质量的混合酶水溶液，在温度36℃~38℃进行恒温酶解2h，升温到80℃并保持20~30min灭活，得到混合物；
所述的混合酶的水溶液为果胶酶、纤维素酶、糖化酶、α-淀粉酶和酸性蛋白酶按质量比2:1:1:1:2混合加入到蒸馏水中，制备成质量分数为10%混合酶水溶液；
（2）调节灭酶后的混合物的pH为3.5~4.0，在25~30℃下，进行18h的美拉德反应，得到反应混合物；
（3）将反应混合物进行蒸馏，收集馏分，得到挥发性的头香组分，蒸馏后的残渣用体积分数为33~40%的乙醇水溶液萃取，取上清液浓缩，得潜香组分；
（4）将头香组分和潜香组分按照质量比4︰1混合，2~4℃进行冷藏8h，取上清液即可得猕猴桃提取物。
作为本发明的进一步改进，所述的中药材料黄芪、板蓝根材料处理方法如下：
将黄芪或板蓝根加入2~5倍水中，煎煮至水分含量为原体积的0.3~0.5倍后，将材料取出晾干并粉碎，过50~100目筛，得到黄芪、板蓝根材料。
本发明的有益效果：
1.本发明利用等离子体改善白云石作为烟丝改良剂，能有效促进烟叶燃烧效率，吸附CO和CO2气体，同时降低焦油裂解温度，使得在烟叶燃烧时就利用白云石中的碱金属催化焦油裂解，从而降低焦油释放量；
2.本发明利用超支化乳酸盐与改性白云石改善烟丝的燃烧性能，能使碱金属和白玉石完全分散并活化，提高烟叶完全燃烧效率，降低CO释放量，同时超支化乳酸盐和有机酸提高了滤嘴对焦油的吸附作用，改善了烟气的舒适度，增加了卷烟的品质。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一、制备改性白云石粉末
（1）按重量份数比，称取白云石粉末10份，按照NaNO3与白云石粉末质量比为0.1:1溶于NaNO3中配置成溶液，80℃下搅拌15min，然后在120℃下干燥2h，得到复合白云石粉末；
（2）将复合白云石粉末在氩气放电等离子体系统中处理1h，一共6次每次10min，得到改性白云石粉末；
所述的氩气放电等离子体系统为抽真空后冲入氩气，使其压力稳定在100Pa，然后通入直流电源，击穿电压为900V、稳定电压为600V、电流为9mA。
二、制备超支化乳酸盐
按重量份数比，将乳酸钠50份、乳酸10份、丙三醇1份、葡萄糖酸3份混合，边搅拌边升温至120℃，加速脱水，移去馏出水分后，继续减压至1000Pa，保持170℃恒温反应10h，倒出反应产物，冷却后粉碎成粉末，用丙酮溶解后，滴入到无水乙醇中沉淀，过滤，水洗，滤饼60℃真空干燥12h得超支化乳酸钠。
三、制备改良剂
将超支化乳酸钠溶于10倍水中，30℃下搅拌30min使其充分溶解，然后按照改性白云石粉末和超支化乳酸盐质量比1:0.2加入改性白云石粉末，继续搅拌24h，得到改良剂。
四、制备吸附剂
取超支化乳酸钠加入其质量2%的柠檬酸进行混合，得到混合液，然后加入混合液体积10倍的水在30~35℃下搅拌30min，按照猕猴桃提取物和超支化乳酸盐质量比为2:1，边搅拌边加入猕猴桃提取物，混合30min后，得到吸附剂；
所述的猕猴桃提取物制备如下：
（1）取猕猴桃，放入到榨汁机中打浆破碎，加入同等质量的混合酶水溶液，在温度36℃℃进行恒温酶解2h，升温到80℃并保持20min灭活，得到混合物；
所述的混合酶的水溶液为果胶酶、纤维素酶、糖化酶、α-淀粉酶和酸性蛋白酶按质量比2:1:1:1:2混合加入到蒸馏水中，制备成质量分数为10%混合酶水溶液；
（2）调节灭酶后的混合物的pH为3.5，在25℃下，进行18h的美拉德反应，得到反应混合物；
（3）将反应混合物进行蒸馏，收集馏分，得到挥发性的头香组分，蒸馏后的残渣用体积分数为33%的乙醇水溶液萃取，取上清液浓缩，得潜香组分；
（4）将头香组分和潜香组分按照质量比4:1混合，2~4℃进行冷藏8h，取上清液即可得猕猴桃提取物。
五、卷烟的制备
对烟丝喷洒其重量的5%改良剂，在滤嘴中填充50mg吸附剂后制备成卷烟产品。
实施例2
一、制备改性白云石粉末
（1）按重量份数比，称取白云石粉末15份，按照NaNO3与白云石粉末质量比为0.2:1溶于NaNO3中配置成溶液，80℃下搅拌15~20min，然后在120℃下干燥2h，得到复合白云石粉末；
（2）将复合白云石粉末在氩气放电等离子体系统中处理1h，一共6次每次10min，得到改性白云石粉末；
所述的氩气放电等离子体系统为抽真空后冲入氩气，使其压力稳定在110Pa，然后通入直流电源，击穿电压为900V、稳定电压为600V、电流为11mA。
二、制备超支化乳酸盐
按重量份数比，将乳酸钾70份、乳酸20份、丙三醇5份、葡萄糖酸5份混合，边搅拌边升温至165℃，加速脱水，移去馏出水分后，继续减压至1300Pa，保持175℃恒温反应12h，倒出反应产物，冷却后粉碎成粉末，用丙酮溶解后，滴入到无水乙醇中沉淀，过滤，水洗，滤饼60℃真空干燥12h得超支化乳酸钾。
三、制备改良剂
将超支化乳酸钾溶于20倍水中，35℃下搅拌30min使其充分溶解，然后按照改性白云石粉末和超支化乳酸盐质量比1:0.5加入改性白云石粉末，继续搅拌24h，得到改良剂。
四、制备吸附剂
取超支化乳酸钾加入其质量8%的苹果酸进行混合，得到混合液，然后加入混合液体积20倍的水在35℃下搅拌30min，按照中药材料和超支化乳酸盐质量比为5:1，边搅拌边加入黄芪材料，混合40min后，得到吸附剂；
所述的黄芪材料处理方法如下：
将黄芪和板蓝根加入5倍水中，煎煮至水分含量为原体积的0.5倍后，将材料取出晾干并粉碎，过100目筛，得到黄芪材料。
五、卷烟的制备
对烟丝喷洒其重量的7%改良剂，在滤嘴中填充20mg吸附剂后制备成卷烟产品。
实施例3
一、制备改性白云石粉末
（1）按重量份数比，称取白云石粉末12份，按照NaNO3与白云石粉末质量比为0.2:1；溶于NaNO3中配置成溶液，80℃下搅拌20min，然后在120℃下干燥2h，得到复合白云石粉末；
（2）将复合白云石粉末在氩气放电等离子体系统中处理1h，一共6次每次10min，得到改性白云石粉末；
所述的氩气放电等离子体系统为抽真空后冲入氩气，使其压力稳定在100Pa，然后通入直流电源，击穿电压为900V、稳定电压为600V、电流为10mA。
二、制备超支化乳酸盐
按重量份数比，将乳酸锂60份、乳酸15份、丙三醇3份、葡萄糖酸4份混合，边搅拌边升温至150℃，加速脱水，移去馏出水分后，继续减压至1200Pa，保持173℃恒温反应11h，倒出反应产物，冷却后粉碎成粉末，用丙酮溶解后，滴入到无水乙醇中沉淀，过滤，水洗，滤饼60℃真空干燥12h得超支化乳酸锂。
三、制备改良剂
将超支化乳酸锂溶于15倍水中，32℃下搅拌30min使其充分溶解，然后按照改性白云石粉末和超支化乳酸盐质量比1:0.4加入改性白云石粉末，继续搅拌24h，得到改良剂。
四、制备吸附剂
取超支化乳酸锂加入其质量5%的柠檬酸进行混合，得到混合液，然后加入混合液体积15倍的水在32℃下搅拌30min，按照板蓝根材料和超支化乳酸盐质量比为3:1，边搅拌边加入板蓝根材料，混合30~40min后，得到吸附剂；
所述的黄芪和板蓝根处理方法如下：
将板蓝根加入3倍水中，煎煮至水分含量为原体积的0.4倍后，将材料取出晾干并粉碎，过80目筛，得到板蓝根材料。
五、卷烟的制备
对烟丝喷洒其重量的6%改良剂，在滤嘴中填充40mg吸附剂后制备成卷烟产品。
试验例
常规卷烟进行常规烟气分析实验：按照GB/T 19609-2004《卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》和GB/T 23356-2009《卷烟烟气气相中一氧化炭的测定非散射红外法》测定烟气总粒相物(TPM)、焦油及一氧化碳(CO)含量。
将实施例1~3制备的卷烟进行常规烟气分析实验，按照GB/T 23356-2009《卷烟烟气气相中一氧化碳的测定非散射红外法》测定一氧化碳、GB/T 19609-2004《卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》测定烟气总粒相物(TPM)和焦油，具体结果见表1。
表1 卷烟烟气分析结果
由表1可知，实施例1~3制备的卷烟焦油释放量、总粒相物和CO释放量均低于市面上常规卷烟，从而改善了卷烟的吸烟口感。
将市面上常规的卷烟和实施例1~3获得的卷烟进行烟气成分分析，具体结果见表2。其中，相应成分的检测方法为：GB/T 23356-2009《卷烟烟气气相中一氧化碳的测定非散射红外法》、YC/T 253-2008《卷烟主流烟气中氰化氢的测定连续流动法》、QJ/SY·JF10.4-2013《卷烟主流烟气总粒相物中烟草特有N-亚硝胺的测定、氨气正化学电离模式三重四极杆气质联用法》、YC/T 377-2010《卷烟主流烟气中氨的测定离子色谱法》、GB/T 21130-2007《卷烟烟气总粒相物中苯并[a]芘的测定》、YC/T 254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》。
表2 卷烟烟气成分分析
由表2可知，实施例1~3制备卷烟的危险性评价指数来看，明显优于市面上常规卷烟，对于一些高沸点物质(如NNK、苯酚和苯并[a]芘)的去除效果显著，而且，主要存在于烟气粒相成分中的氨的去除效率同高沸点成分的去除效率相当好。
随机抽取10位吸烟人员，抽用本发明实施例1~3制备的卷烟后和常规卷烟，填写感官质量数据如表3。
表3 卷烟感官质量数据
由表3可知，相比于市面上常规卷烟，本发明制备的卷烟具有很好的抽吸体验。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种降低卷烟CO和焦油释放量的方法，通过对烟丝喷洒改良剂和在滤嘴中填充吸附剂后制备成卷烟产品，其特征在于：
所述的改良剂由改性白云石粉末和超支化乳酸盐按照质量比1:（0.2~0.5）混合制备而得；
所述的吸附剂由超支化乳酸盐和中药材料按照质量比1:（2~5）混合后制备而得；
所述的改良剂加入量为烟丝重量的5%~7%；
所述的吸附剂填充量为20~50mg；
所述的中药材料为猕猴桃提取物、茶多酚、黄芪、板蓝根中的一种。
2.根据权利要求1所述的降低卷烟CO和焦油释放量的方法，其特征在于，所述的改性白云石粉末的制备方法如下：
（1）按重量份数比，称取白云石粉末10~15份，溶于NaNO3中配置成溶液，80℃下搅拌15~20min，然后在120℃下干燥2h，得到复合白云石粉末；
所述的NaNO3与白云石粉末质量比为（0.1~0.2）:1；
（2）将复合白云石粉末在氩气放电等离子体系统中处理1h，一共6次每次10min，得到改性白云石粉末；
所述的氩气放电等离子体系统为抽真空后冲入氩气，使其压力稳定在100~110Pa，然后通入直流电源，击穿电压为900V、稳定电压为600V、电流为9~11mA。
3.根据权利要求1所述的降低卷烟CO和焦油释放量的方法，其特征在于，所述的超支化乳酸盐的制备方法如下：
按重量份数比，将乳酸盐50~70份、乳酸10~20份、丙三醇1~5份、葡萄糖酸3~5份混合，边搅拌边升温至120~165℃，加速脱水，移去馏出水分后，继续减压至1000~1300Pa，保持170~175℃恒温反应10~12h，倒出反应产物，冷却后粉碎成粉末，用丙酮溶解后，滴入到无水乙醇中沉淀，过滤，水洗，滤饼60℃真空干燥12h得超支化乳酸盐；
所述的乳酸盐为乳酸钠、乳酸钾和乳酸锂中一种。
4.根据权利要求1-3任一所述的降低卷烟CO和焦油释放量的方法，其特征在于，所述改良剂的制备方法如下：
将超支化乳酸盐溶于10~20倍水中，30~35℃下搅拌30min使其充分溶解，然后加入改性白云石粉末，继续搅拌24h，得到改良剂；
所述的改性白云石粉末和超支化乳酸盐质量比1:（0.2~0.5）。
5.根据权利要求1-3任一所述的降低卷烟CO和焦油释放量的方法，其特征在于，所述的吸附剂制备方法如下：
取超支化乳酸盐加入其质量2%~8%的有机酸进行混合，得到混合液，然后加入混合液体积10~20倍的水在30~35℃下搅拌30min，加入中药材料，混合30~40min后，得到吸附剂；
所述的中药材料和超支化乳酸盐质量比为（2~5）:1，边搅拌边加入；
所述的有机酸为柠檬酸、苹果酸中的一种。
6.根据权利要求1-3任一所述的降低卷烟CO和焦油释放量的方法，其特征在于，所述的猕猴桃提取物制备方法如下：
（1）取猕猴桃，放入到榨汁机中打浆破碎，加入同等质量的混合酶水溶液，在温度36℃~38℃进行恒温酶解2h，升温到80℃并保持20~30min灭活，得到混合物；
所述的混合酶水溶液为果胶酶、纤维素酶、糖化酶、α-淀粉酶和酸性蛋白酶按质量比2:1:1:1:2混合加入到蒸馏水中，制备成质量分数为10%混合酶水溶液；
（2）调节灭活后的混合物的pH为3.5~4.0，在25~30℃下，进行18h的美拉德反应，得到反应混合物；
（3）将反应混合物进行蒸馏，收集馏分，得到挥发性的头香组分，蒸馏后的残渣用体积分数为33~40%的乙醇水溶液萃取，取上清液浓缩，得潜香组分；
（4）将头香组分和潜香组分按照质量比4︰1混合，2~4℃进行冷藏8h，取上清液即可得猕猴桃提取物。
7.根据权利要求1-3任一所述的降低卷烟CO和焦油释放量的方法，其特征在于，所述的中药材料黄芪、板蓝根材料处理方法如下：
将黄芪或板蓝根加入2~5倍水中，煎煮至水分含量为原体积的0.3~0.5倍后，将材料取出晾干并粉碎，过50~100目筛，得到黄芪、板蓝根材料。
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| CN201810621121.6A CN108936793B (zh) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | 一种降低卷烟co和焦油释放量的方法 |
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| DE1900491B2 (de) * | 1968-01-10 | 1979-07-12 | Celanese Corp., New York, N.Y. (V.St.A.) | Tabakaustauschmaterial |
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2018
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Patent Citations (6)
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