烟草降焦减害技术

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1、烟草降焦减害技术姓名：郭思雨学号：1208105061班级：理学院12级信安320世纪80年代，我国烟草种植面积年均约为2000万亩，总产4000多万 担。1984年国家烟草专卖局成立后，推动了烟草产业的发展。1990年1997年， 我国烟草种植面积年均达到2500万亩，总产达到6000万担。烟农种一亩烟当年 可收现金10002000元，为粮食作物收入的35倍，是一种脱贫致富的重要途 径。然而，卷烟烟气中含有多环芳烃、亚硝胺等有害成分，正在危害我国3.5 亿烟民。科学已经证明，烟碱的化学性质可以以任何比例溶于水，它不同于毒品， 不是积累性中毒物质，因此烟草未被列为毒品。吸烟虽然致病，但也存在个

2、体 差异。抽多少、能不能致病，还在于个人身体的适应性，不是说所外界质疑，“降 焦”后会导致烟民过量吸烟。降低卷烟危害的技术中有一项物理打孔稀释技术， 即把抽进去的烟气混合空气，给烟稀释。因此，也有烟草学者认为，从整体上看， 烟的摄入量并不像有些人所说的会成倍增加。“降焦减害”是国家烟草专卖局 的一大战略，它主要针对我国烤烟型卷烟的焦油含量高的问题。随着焦油含量的 降低，它的相对的安全性会提高。这是21世纪我国烟草工业的一项战略：1.农业的角度卷烟减害降焦是一项涉及多学科的系统工程，从烟叶生产方面着手进行减害 降焦大有可为。这方面的主要研究领域有烟草品种选育、栽培和调制技术以及生 物技术等。品种

3、选育。培育焦油和其他有害物质生成量少的优质高抗烟草新品 种一直是烟草农业技术研究的重要生物技术。尽管生物技术的大多数产品通过传 统的育种方法都可以获得，但是生物技术和基因工程为达到某一特殊目的提供了 更加快速、更具有目标性的技术选择。利用分子生物技术针对各种有害成分改变 烟叶的遗传性状，有大量的工作可做。该方面的研究已经取得了可喜的进展。烟草的类型不同、品种不同，则其所含的化学成分也有所不同，燃烧后产生 的焦油量也不同，目前，国际上十分重视对低焦油烟草品种的选育。通过多种育 种技术，成功地培育出了一些低焦油烟草品种，如美国人Sato从烤烟品种Hicks 与雪茄烟品种NFT706的杂交后代中，已

4、选育出了 3个低焦油品种系列。印度也 培育出了低焦油烟草栽培品种。我国科研人员研究表明，通过改良烟草品种和改 进栽培措施，可降低烟叶燃烧后产生的焦油量，对提高卷烟安全性是很有成效的。 由于卷烟焦油量受到烟叶品种、产地、等级等多种因素的影响，并且与施肥的种 类、打顶高低、采收时的成熟度、烘烤技术等密切相关，因此，国际上对烟草栽 培技术的研究十分重视，以期找到可生产出低焦油卷烟的一整套栽培技术，尤其 是在施肥、打顶、采收等方面。如法国科学家对烤烟品种ITB3413的打顶和采收 与其焦油释放量的关系进行了研究，结果表明，高打顶可使烟叶的焦油量下降 20%-30%。烟草中的有机钾能有效地提高烟叶的可燃

5、性和阴燃的持火能力，从而降低了 烟叶燃烧的温度，减少烟气中的焦油量及其它有害物质，可提高烟叶制品吸食的 安全性。近年来，国际上许多国家的专家对烟叶中的有机钾与焦油释放量的关系 进行了大量的研究，结果表明，烟叶中的有机钾含量与其焦油量呈负相关，即在 一定范围内，提高烟叶中有机钾的含量，可以有效地降低其焦油释放量。一些国 家在实际生产中已采用了上述研究成果，取得了一定的降焦效果。由于卷烟焦油的产生量与烟叶的物理和化学特性密切相关，所以，多年来国 际上特别重视烤烟生产中提高烟叶的成熟度，以改善烟叶的物理和化学特性，提 高烟叶的可用性。成熟发育完好的烟叶，组织结构疏松，孔隙较大，密度较小， 填充性能强

6、，燃烧性好，烟叶含糖量低，香味浓度增大，青杂气和刺激性减少， 可使卷烟焦油的产生量减少。同时也为降焦减害而采取的其它物理措施打下基 础。采用合适的烟叶烘烤技术，就可以减少烟叶焦油的生成量，这已被国内外的 研究所证实。美国专家研究发现，在烟叶烘烤过程的变黄后期，采用冷冻干燥（冷 冻价质是氟里昂或氮气），即先用氟里昂或液态氮把烟叶温度降低到零下28C， 使烟叶细胞内的水分结冰，然后再吹冷风使所结的冰直接升华，从而使烟叶干燥， 可使烤后烟叶焦油生成量下降。还有一些学者研究改进烟叶的调制方法，先把新鲜烟叶中的蛋白质、烟碱和 糖类等物质提取出来，而后把剩余物制成烟薄片，从而达到降低卷烟焦油等有害 物质的

7、目的。2工业的角度传统技术再升级。中式烤烟型卷烟最初主要依赖物理方式进行降焦。目前卷 烟工业企业通过对卷烟纸克重、透气度、亚麻含量、阻燃剂含量对卷烟焦油及有 害物质释放量的研究，接装纸透气度、打孔位置、打孔间距、成型纸透气度等对 卷烟焦油及有害物质释放量的研究，滤棒降压、长度、丝束规格对卷烟焦油及有 害物质释放量的研究等基础性研究及组合型实验，初步形成了低焦油卷烟辅材设 计综合技术，企业更加注重对新型减害降焦材料的研发和应用技术，在选择性吸 附、离子交换、植物颗粒增香等功能性滤嘴、环保包装材料等研究领域取得了突 破。目前，部分卷烟工业企业在其低焦高档卷烟产品中应用三元多孔颗粒滤棒这 一新技术，

8、通过滤棒中颗粒物质活性基团对部分有害成分的选择性降低作用，对 减害起到了显著作用。同时可以增加烟香丰富度及改善抽吸品质，从而提升烟香 的质感。随着工业企业卷烟辅材应用技术的不断提升，四元滤棒技术也已开始在 部分低焦油卷烟产品上应用。叶组配方更精细。由于物理降焦手段的局限性，工业企业要想生产出高品 质低焦油卷烟，现代复合配方技术便应运而生，为了研发出对技术要求更高的“6 毫克及以下”低焦油卷烟，工业企业更加注重配方的精细化与协调性。上海烟草 集团在配方技术方面开展了低害低焦叶组配方设计技术的研究，该项研究采用全 等级配方设计技术，打破原来配方设计的框架，通过对不同产地、不同部位、不 同成熟度、不

9、同等级的烟叶原料单位焦油释放量进行研究，测定单品烟的原始焦 油释放量，以此构建低害低焦叶组原料备选库，进而进行卷烟叶组配方的设计。 除此之外，某些集团在打叶复烤过程中，采取小配方二次打叶模式，根据不同产 品的需求分别打叶，重点关注优质上部烟叶在卷烟配方中的作用，以在一定程度 上弥补卷烟因物理降焦而导致的烟气变淡、香气不足等问题。所谓二次打叶，即 在打叶过程中根据单品烟的焦油量、感官特性及其在配方中的作用，由几个单等 级烟叶进行初次打叶，打成一个有指向风格的混打等级，并以此类推，打出多个 不同风格的混打等级烟叶；再将这些初次打叶形成的混打等级烟叶做成一个有指 向性的初配方，以满足对卷烟产品焦油量

10、和香气的最初指标，最终才能进入二次 打叶环节，即通过产品的叶组配方用混打等级的烟叶进行打叶。卷烟工业企业在降焦过程中对于配方技术的改进增加了上部烟叶和部分晒 烟的用量，因此从烟叶生产环节这两种烟叶的储备量则要相应增加。同时，由于 对卷烟原有配方的改动，即便低焦油卷烟实现了低焦不低香，但对其品牌原有风 格特征也会造成影响，而对于一些传统强势品牌而言，消费者对其原有口味习惯 性很强，因此，这些品牌的低焦油卷烟将面临更多技术问题和市场问题需要解决。多种手段齐发力。在工业企业调整低焦油卷烟配方的过程中，除了对叶组 配方进行优化，对功能性薄片、膨胀梗丝在卷烟配方中使用比例及使用特性的研 究也在不断发挥作

11、用。目前卷烟工业企业已开发出“减害降焦型”、“增香提质 型”、“高舒适度型”等功能性薄片，通过有针对性地改善功能性薄片的吃味、 保水性能以及外观质量，根据产品需要进行组合使用，发挥再造烟叶调节烟气、 强化风格特色、增香、减害降焦等功能特性，并在减害降焦的同时，形成特殊的 补香、增香、协调香气的效果，并通过改变膨胀梗丝的物理状态，提高烟丝的掺 配均匀性，提升低焦油卷烟抽吸的顺畅。同时，卷烟工业企业积极开展低焦油卷 烟香味补偿技术、保润技术的研究，以有针对性地改善因降焦导致香气物质的损 失、卷烟干燥感增加等问题，进而提升低焦油卷烟的感官质量。除此之外，卷烟工业企业还在制丝过程中采用精细化分组、低强

12、度柔性处 理的加工模式，以改善卷烟烟丝的物理形态、填充性能、均匀性，保留香气物质， 去除杂气，避免优质烟叶原烟香的损失。运用专门设计的HDT气流干燥加工、薄 板烘丝加工技术，可以充分激活烟叶内部的致香活性物，提升烟丝的烘焙香及丰 富度，达到工艺生香的效果。卷烟降焦是一项综合集成多种手段的技术体系，从农业的角度出发，运用各 种加工手段。许多降焦技术的研究和开发对于卷烟工业企业来讲仍然只是个开 始，相信在不久的将来，烟草工作者们一定能为消费者提供更为优质的低焦油卷 烟。烟叶原料是卷烟生产的基础，不同类型、不同地区、不同部位、不同等级 的烟叶，燃烧后产生的焦油量也有所不同。因此，改进卷烟的叶组配方，

13、尽可能 使用焦油释放量低的烟叶原料，也是降低卷烟焦油的重要途径之一。主，尤其是 高档烤烟型卷烟。其原因是中下部烟叶刺激性小，杂气少，香味较好，但中部烟 叶的含糖量高，糖类物质是卷烟烟气焦油的主要来源之一.国外卷烟叶组配方中， 已大量使用成熟度好的主要来源之一。国外卷烟叶组配方中，已大量使用成熟度 好的上部烟叶，因其香味更浓，焦油释放量较低。我国一些卷烟企业也已在叶组 配方中探索使用成熟度好的上部烟叶。烟丝的填充能力是指一定重量的烟丝所能卷成卷烟的多少，填充能力是卷 烟烟丝一项重要的物理指标，优化卷烟制丝工艺，提高烟丝的填充能力，对降低 卷烟生产成本和焦油产生量均有明显效果。因为烟丝填充能力越强

14、，烟丝单位体 积内重量就越小，因而烟支重量和吸阻降低，烟支燃烧更完全，燃烧速度加快， 抽吸口数减少，从而使卷烟厂焦油的产生量减少。烟丝填充能力的提高可通过改 善烟叶制丝加工的技术参数，优化烟丝结构、切丝宽度、烟丝长度来实现。所谓三丝即为膨胀梗丝、膨胀烟丝、薄片丝，在卷烟配方中增加它们的用 量对于降低卷烟的焦油量可以起到明显的效果。据有关研究表明，造纸法烟草薄 片结构疏松、填充能力强、燃烧性好、焦油释放最低，完全用造纸法烟草薄片制 成的卷烟，其焦油释出量仅为10mg/支左右，比普通烟丝制成的卷烟低60%左右。 如在配方中掺用20%的烟草薄片，可使卷烟焦油量下降10%左右。目前，国际上 十分重视烟

15、草薄片的降焦作用，并把烟草薄片作为卷烟配方的主要原料这一，在 卷烟配方中使用比例高达30%-40%。卷烟烟丝、梗丝经膨胀后，其细胞组织膨胀， 密度减小，体积增大，因而单位重量膨胀烟丝与空气的接触面积大大增加，使卷 烟在燃烧过程中发生的氧化反应比较安全，减少了每次抽吸时的焦油释出量。同 时，也可减少每支烟的抽吸口数，进而也减少抽吸时卷烟焦油的摄入量。另外， 膨胀后烟丝、梗丝的填充能力增大，可减少烟支中的烟丝用量，进而也减少了卷 烟焦油的产生量。因此在卷烟配方中掺用烟草薄片、膨胀烟丝、梗丝，不但可以 节约原料，降低卷烟生产成本，而且也可减少卷烟的焦油量。滤嘴的作用是使烟气中的粒子经直接截留、惯性碰

16、撞和扩散沉积而被物理 过滤。滤嘴对烟气焦油的过滤效果因过滤材料的不同而有所差异，并且与滤嘴的 压降、长度密切相关。普通滤嘴的过滤不仅过滤掉了烟气中的有害成分，同时烟 气中的芳香烃类物质也被截留。有选择的进行过滤是国内外专家正在积极探索的 问题。目前的过滤方法有三种：即吸附剂法、化学反应方法和溶解法。吸附剂法 是靠吸附剂巨大的内表面积捕集烟气中的蒸气物。现在使用的吸附剂有活性炭、 碳分子筛、碳化聚合物、硅胶、活性氧化铝、粘土和沸石等。以选择性地滤除烟 气中的焦油和其它有害成分，活性炭是最常用的吸附剂，因为活性炭具有大小不 等到的微孔，这使其具有广泛的吸附能力。化学反应方法过滤是指在滤嘴中加入 反

17、应添加剂，烟气虽然在滤嘴中的停滞时间极短，但滤嘴中的化学反应是可行的。 它可以选择地过滤掉成分极其复杂的烟气有害部分，减少对人体的危害。溶解法 是通过溶剂滤出烟气中有害的可溶性物质。例如水就可以高效地除去烟气中的醛 类和酮类物质。但至今还没有一种将水保持在滤嘴中的实用方法。滤棒打孔及提高卷烟盘纸的透气度，其目的都是为了稀释主流烟气，使人 体摄入的焦油量减少。滤棒打孔稀释技术就是在卷烟滤嘴或水松纸上用激光、电 火花或机械等方式打上小孔，从而在烟支抽吸时，使外界空气进入滤嘴内，并对 主流烟气进行稀释，使人体吸入的焦油量减少。卷烟盘纸透气度的高低直接影响 烟支的燃烧速度，进而影响烟支的焦油释放量。卷烟纸透气度高，则燃烧时提供 的空气量多，卷烟燃烧完全，燃烧速度也随之加快，从而减少烟支的抽吸口数， 减少了焦油的摄入量。总体来说，农业方面的工作比起工业方面是较为艰难的，但农业方面工作 却是能较为根本地解决问题，所以农业方面应该是更为重要的。