切絲寬度對(duì)白肋煙主流煙氣中7種有害成分釋放量的影響*

胡 銳，王宏偉，鮑 穗，汪清澤，程雷平，方 鼎，陳 闖，許宗保，田 忠

(安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230088)

隨著公眾對(duì)吸煙與健康問(wèn)題的不斷關(guān)注，卷煙制品中釋放的有害成分成為公眾日益關(guān)注的焦點(diǎn)[1]。自2005年,謝劍平等[2]研究發(fā)現(xiàn)，用CO，HCN，NNK，NH3，B[a]P，苯酚和巴豆醛等7種有害成分煙煙氣的危害性具有科學(xué)性和可行性。國(guó)內(nèi)很多學(xué)者開(kāi)展了煙氣危害性與煙葉內(nèi)在化學(xué)成分以及物理性質(zhì)、卷煙紙、制絲工序之間關(guān)聯(lián)性研究[3-5]，由于切絲寬度是卷煙制造中的重要工藝參數(shù),切絲寬度的改變必然會(huì)帶來(lái)煙絲結(jié)構(gòu)的變化，國(guó)內(nèi)有關(guān)煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)填充值、煙支物理指標(biāo)、煙氣成分及感官質(zhì)量的影響進(jìn)行了大量的研究[6-14]，但上述研究都是以烤煙煙葉及烤煙型卷煙為研究對(duì)象，然而針對(duì)白肋煙在不同切絲寬度條件下有害成分的變化研究鮮有報(bào)道，本文基于對(duì)白肋煙葉切絲工藝參數(shù)的研究，考察了不同切絲寬度對(duì)白肋煙主流煙氣中有害成分釋放量的影響，為混合型卷煙選擇性降低煙氣中七種有害成分及危害性指數(shù)提供依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料、試劑與儀器

白肋煙選擇安徽中煙都寶某牌名白肋煙模塊。

SQ-35型切絲機(jī)，云南昆船第二機(jī)械有限公司；PROTOS1-8卷煙機(jī)，德國(guó)HAUNI公司；GDX2型包裝機(jī)，意大利GD公司。7890A氣相色譜儀和6890-5975氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司；Acquity 型高效液相色譜儀，美國(guó)Waters公司(配備熒光/PDA檢測(cè)器)；4000 Q Trap質(zhì)譜儀，美國(guó)AB公司；離子色譜儀，美國(guó)戴安公司；AL204-1C電子天平(感量0.0001 g)，瑞士Mettler Toledo公司；Milli-Q純水儀，美國(guó)Millipore公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 切絲工序參數(shù)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)白肋煙模塊分別開(kāi)展0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm等4個(gè)切絲寬度工藝參數(shù)，其他工藝處理參數(shù)一致。

表1 切絲工序參數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design of cutting process parameters

1.2.2 樣品卷制

將所有工序試驗(yàn)煙絲平衡到水分12.5%，在同一機(jī)臺(tái)按同一煙支重量，使用相同的煙支輔材進(jìn)行卷制。卷制參數(shù)均按生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)卷制(安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司)。合格煙支在溫度(22±1)℃和相對(duì)濕度60%±2%條件下平衡48 h。

1.2.3 煙氣七種Hoffmann成分測(cè)定

分別采用GB/T 23356-2009《卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測(cè)定非散射紅外法》、GB/T21130-2007《卷煙煙氣總粒相物中苯并[a]芘的測(cè)定》、YC/T 253-2008《卷煙主流煙氣中氰化氫的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 377-2010《卷煙主流煙氣中氨的測(cè)定離子色譜法》、YC/T 255-2008《卷煙主流煙氣中主要酚類(lèi)化合物的測(cè)定高效液相色譜法》、YC/T 254-2008《卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的測(cè)定高效液相色譜法》以及GB/T 23228-2008《卷煙主流煙氣總粒相物中煙草特有N-亞硝胺的測(cè)定氣相色譜-熱能分析聯(lián)用法》測(cè)定主流煙氣中的CO、B[a]P、HCN、NH3、苯酚、巴豆醛和NNK的釋放量，卷煙危害性指數(shù)H值按照國(guó)煙科[2009]211號(hào)文件規(guī)定計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同切絲寬度對(duì)卷煙主流煙氣中 CO 釋放量的影響

不同切絲寬度對(duì)煙氣CO 釋放量的影響見(jiàn)圖1。圖1表明隨著切絲寬度增加，白肋煙主流煙氣中CO的釋放量逐漸降低，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)[1]的烤煙型卷煙研究結(jié)果相吻合，切絲寬度對(duì)煙氣 CO 單位焦油釋放量影響較小。

圖1 不同切絲寬度對(duì)煙氣 CO 釋放量和單位焦油釋放量的影響Fig.1 Effect of different cutting width on CO release and unit tar release of flue gas

2.2 不同切絲寬度對(duì)卷煙主流煙氣中HCN 釋放量的影響

不同切絲寬度對(duì)煙氣 HCN 釋放量的影響見(jiàn)圖2。圖2表明隨著切絲寬度增加，白肋煙主流煙氣中HCN 的釋放量呈明顯下降趨勢(shì)，單位焦油釋放量也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但降幅較小，變化的線性關(guān)系較好，因此調(diào)整切絲寬度對(duì)白肋煙主流煙氣中HCN釋放量影響較顯著。

圖2 不同切絲寬度對(duì)煙氣 HCN 釋放量和單位焦油釋放量的影響Fig.2 Effect of different cutting width on HCN release and unit tar release of flue gas

2.3 不同切絲寬度對(duì)卷煙主流煙氣中NNK 釋放量的影響

圖3 不同切絲寬度對(duì)煙氣NNK釋放量和單位焦油釋放量的影響Fig.3 Effect of different cutting width on NNK release and unit tar release of flue gas

不同切絲寬度對(duì)煙氣NNK釋放量的影響見(jiàn)圖3。圖3表明隨著切絲寬度的增加，白肋煙主流煙氣中NNK的釋放量和單位焦油釋放量整體呈逐漸增大，這與文獻(xiàn)[1]的烤煙型卷煙研究結(jié)果不同，切絲寬度0.6 mm白肋煙主流煙氣中NNK釋放量和單位焦油釋放量最低，低切絲寬度有利于降低白肋煙主流煙氣中的NNK釋放量。

2.4 不同切絲寬度對(duì)卷煙主流煙氣中NH3釋放量的影響

不同切絲寬度對(duì)煙氣NH3釋放量的影響見(jiàn)圖4。圖4表明隨著切絲寬度的增加，白肋煙主流煙氣中NH3的釋放量和單位焦油釋放量逐漸增大，變化的線性關(guān)系較好，低切絲寬度有利于降低白肋煙主流煙氣中的NH3釋放量。

圖4 不同切絲寬度對(duì)煙氣氨釋放量和單位焦油釋放量的影響Fig.4 Effect of different cutting width on ammonia release and unit tar release of flue gas

2.5 不同切絲寬度對(duì)卷煙主流煙氣中B[a]P釋放量的影響

不同切絲寬度對(duì)煙氣B[a]P釋放量的影響見(jiàn)圖5。圖5表明隨著切絲寬度的變化，白肋煙主流煙氣中B[a]P的釋放量和單位焦油釋放量變化幅度較小，因此切絲寬度對(duì)白肋煙主流煙氣中B[a]P釋放量和單位焦油釋放量影響較小。

圖5 不同切絲寬度對(duì)煙氣B[a]P釋放量和單位焦油釋放量的影響Fig.5 Effect of different cutting width on B[a]P release and unit tar release of flue gas

2.6 不同切絲寬度對(duì)卷煙主流煙氣中苯酚釋放量的影響

不同切絲寬度對(duì)煙氣苯酚釋放量的影響見(jiàn)圖6。圖6表明隨著切絲寬度的增加，白肋煙煙氣中0.6 mm樣品苯酚釋放量略高，當(dāng)切絲寬度大于0.8 mm之后，單位焦油釋放量變化幅度較小。

圖6 不同切絲寬度對(duì)煙氣苯酚釋放量和單位焦油釋放量的影響Fig.6 Effect of different cutting width on phenol release and unit tar release of flue gas

2.7 不同切絲寬度對(duì)卷煙主流煙氣中巴豆醛釋放量的影響

不同切絲寬度對(duì)煙氣巴豆醛釋放量的影響見(jiàn)圖7。圖7表明隨著切絲寬度的增加，白肋煙煙氣中巴豆醛釋放量呈拋物線型變化趨勢(shì)先上升后下降，其中切絲寬度0.6mm巴豆醛釋放量和單位焦油釋放量最低，選擇合適的切絲寬度可以選擇性的降低白肋煙主流煙氣中巴豆醛釋放量。

圖7 不同切絲寬度對(duì)煙氣巴豆醛釋放量和單位焦油釋放量的影響Fig.7 Effect of different cutting width on crotonaldehyde release and unit tar release of flue gas

2.8 不同切絲寬度對(duì)卷煙危害性指數(shù)的影響

圖8 不同切絲寬度對(duì)煙氣危害性指數(shù)的影響Fig.8 Influence of different cutting width on smoke hazard index

不同切絲寬度對(duì)煙氣卷煙危害性指數(shù)的影響見(jiàn)圖8。圖8表明隨著切絲寬度的增加，白肋煙煙氣中危害性指數(shù)逐漸增大，尤其單位焦油釋放量變化趨勢(shì)的線性關(guān)系較好，這與文獻(xiàn)[1]的烤煙型卷煙研究結(jié)果不同，降低切絲寬度有利于降低白肋煙主流煙氣的危害性指數(shù)。

3 結(jié) 論

本文研究了切絲寬度對(duì)白肋煙主流煙氣中七種有害成分及危害性指數(shù)的影響，研究結(jié)果表明：

(1)隨著切絲寬度的增加，白肋煙主流煙氣中CO和HCN的釋放量和單位焦油釋放量逐漸減小，且變化的線性關(guān)系較好。

(2)隨著切絲寬度的增加，白肋煙主流煙氣中NNK和NH3的釋放量和單位焦油釋放量逐漸增大。

(3)隨著切絲寬度的增加，白肋煙主流煙氣中巴豆醛的釋放量和單位焦油釋放量呈拋物線型先上升后降低。

(4)隨著切絲寬度的增加，白肋煙主流煙氣中 B[a]P、苯酚的變化幅度較小，其中煙氣中0.6 mm樣品苯酚釋放量略高，當(dāng)切絲寬度大于0.8 mm之后，單位焦油釋放量變化幅度較小。

(5)總體來(lái)說(shuō)，切絲寬度對(duì)白肋煙主流煙氣中七種有害成分的影響有一定的差異，同時(shí)隨著切絲寬度的增加，主流煙氣中危害性指數(shù)逐漸增大，與切絲寬度對(duì)烤煙型卷煙危害性指數(shù)影響有差異，因此混合型卷煙研發(fā)時(shí)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)及兼顧卷煙品質(zhì)，選擇合適的切絲寬度可選擇性的調(diào)節(jié)混合型卷煙煙氣的七種有害成分及危害性指數(shù)。