烟丝与降焦减害
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随着生活水平的不断提高,吸烟对人类健康的影
响也更加受到关注,如何在满足烟草爱好者需求的同
时,尽量减少烟气中有害物质的含量,早已成为全世
界研究的重点领域之一。一般认为,卷烟烟气中99.4%
左右的成分对人体无害,0.6%左右的成分对人体有害
卷烟烟气中含有大量焦油,1 支普通无过滤嘴卷烟烟
气中含焦油量可达25~30 mg; 而加上滤嘴,可减少4~
5 mg。卷烟烟气中的焦油含有多种致癌物质和促致癌
物质,其中主要是苯并芘(a)和多环芳烃,卷烟中的
焦油比尼古丁对人体更具危害性。卷烟焦油约有0.2%
的成分对人体是致癌性的。但是,焦油又是卷烟香吃
味不可缺少的成分,换言之,没有香吃味的卷烟根本
不能吸引消费者购买,因此,如何能使卷烟既保住香
吃味(吸烟劲头),又适当降低焦油含量、提高吸烟安
全性,这是近几年来卷烟工业发展的热门问题。
1 不同时期、不同国家对卷烟焦油
含量的要求美国卷烟平均焦油量1954年为37 mg/支,1980年
为14 mg/支,1990年仅12.5 mg/支; 日本几年前已规
定只能出售12 mg以下的卷烟,目前卷烟的平均焦油
量已经下降到8 mg/支。欧盟允许的卷烟最高焦油量
1993年是13 mg/支,1998年是12 mg/支,并于2001年
指令,强制所有在欧盟内生产的卷烟,无论是在欧盟
内部消费还是用于出口,焦油含量最高不得超过
10 mg/支,尼古丁含量最高不得超过1 mg/支,CO
含量最高不得超过 10 mg/ 支。从国际来看,降焦
减害已成不可逆转的潮流。
我国卷烟的平均焦油量在1970 年以前一般超过
30 mg/支,1980年28 mg/支,2002年16.9 mg/支。在
WTO和WHO的双重压力下,降焦减害已经成为目前
中国烟草企业对抗跨国烟草巨头进入的当务之急。
根据国家烟草专卖局发布的《关于调整卷烟焦油限
量要求》规定,2004年7月1日以后生产的盒标焦油
量标准高于15 mg/支的卷烟不得在国内市场继续销
售。这也标志着中式卷烟从此将迎来一个“低焦减
害”新时代。目前涌现出如8 mg“红双喜”、 “石狮” 等批量生产的卷烟,5 mg、3 mg、1 mg低焦油释放量
技术与推广的卷烟也已面市。
目前我国对卷烟焦油量的规定: ≤10 mg/ 支为
低,11~15 mg/支为中,>15 mg/支为高; 并要求在
卷烟商标上标明焦油量。我国卷烟的焦油量绝大多
数集中在中焦油档次,少数为中高焦油,极少数为
低焦油。3.1.1 加工技术
(1)离线膨胀技术。目前世界烟草界已推广了不
同类型的CO2烟丝膨胀设备,同时,为了取代氟里昂
(CFC)烟丝膨胀技术和设备,还加强了对膨胀介质
的研究,研制出了利用异戊烷作为介质的新型烟丝
膨胀工艺与设备。
该技术的膨胀率超过CO2和CFC膨
胀技术。
(2)在线除害技术。先用一种溶剂对烟草进行处
理,而后采用免疫抗体紫外线技术对溶剂洗提出的
有害物质进行连续不断的监测,并采用相应的处理
技术有效去除其中的有害物质。
(3)在线膨胀技术。英国迪更森工程公司研制出
了一种新型的卷烟全配方膨胀与干燥系统(HXD 系
统),该系统可对制丝生产线上的全配方叶丝进行在
线处理,从而提高叶丝的填充值。
(4)掺用烟草薄片。完全用烟草薄片制成的卷烟比普通烟丝制成的卷烟焦油释出量下降60%左右,所
以掺用烟草薄片是降焦的一个有效措施。
(5)掺用膨胀烟丝和膨胀梗丝。掺用膨胀烟丝和
膨胀梗丝,能够提高烟丝的填充性,减少单支卷烟的
烟丝用量,加快卷烟的燃烧速度,减少抽吸口数,从
而降低卷烟的焦油量。
第四节 烟丝膨胀技术
在卷烟生产中,投入的烟叶原料是按重量计算的,而卷烟产品是
按支数计算的,如何使投入的烟叶生产出尽可能多的卷烟,一直是卷
烟工业追求的目标。为了达到这个目的,卷烟厂一方面是通过减少造
碎、提高出丝率和减少烟支重量偏差等方法来节约原料,另一方面是
通过改变工艺,使烟(梗)丝充分卷曲和降低烟(梗)丝含量、适当
减少水分等办法增加烟丝的填充能力。 但是要进一步节约原料还要采
用烟(梗)丝膨胀等技术。
当烟叶从田间成熟采收, 并经调制干燥后, 其组织结构已经收缩。
烟(梗)丝膨胀的概念就是要使烟(梗)丝的组织结构在某种介质的
作用下,使烟的叶片组织结构膨胀,从而增加体积。后来经过不断的探索改进,便形成了现在的较完善的烟草膨胀技术。这种技术包括叶
丝膨胀和梗丝膨胀。
烟(梗)丝膨胀可分为全配方膨胀和部分膨胀两种。全配方膨胀
是将卷烟所用的全部烟(梗)丝,经烘丝前的加温加湿处理后,立即
送入烘丝机快速干燥。经这种方法处理的烟(梗)丝比一般的烘后烟
(梗) 丝具有较高的填充性能。 部分膨胀是将卷烟所用的部分烟 (梗)
丝加入某种膨胀介质后进行高温处理, 可比全配方膨胀获得更高的填
充值。将膨胀后烟(梗)丝掺入到原有烟(梗)丝中,可提高卷烟烟
(梗)丝的填充性能。
50 年代后,就世界范围内有关吸烟与健康问题的讨论,医药卫
生界明确指出,吸烟影响健康的主要因素是主流烟气中的焦油量。部
分国家的政府一方面采取了限制卷烟厂广告和限制卷烟消费者在公
共场所吸烟的措施;另一方面限定卷烟的焦油量。在这种情况下,烟草界进行了大量研究,开发了膨胀烟
(梗)丝技术,既降低了烟气中
的焦油,又能节约烟叶,降低卷烟成本。因此,膨胀技术在国外烟草
工业中得到广泛应用。
烟草薄片是利用烟末、烟梗、碎烟片等在
卷烟过程中的废弃烟草物质为原料制成片状或
丝状的再生产品,用作卷烟填充料。在卷烟中
填加适量的烟草薄片,一方面可以最大限度地
节省烟叶原料,有效降低卷烟成本;另一方面
可以在一定程度上使卷烟的物理性能和化学成
分按人们的意愿或要求得到调整和改善,从而
有助于卷烟内在品质的提高,是减少和改善烟
草有害成分的一项重要技术措施。
烟草薄片起源于20世纪50年代,其发展经
历了辊压法-稠浆法-造纸法3个过程,20世纪70
年代末,随着人们对吸烟安全性的重视,国外
烟草商开始系统研究造纸法薄片工艺技术,并
在20世纪80年代进行了大范围的推广应用,将
其作为降低卷烟产品焦油量的一个有效手段。1 造纸法
造纸法烟草薄片是利用卷烟生产过程中
废弃的烟梗、烟末等原料,经过浸取浓缩、打
浆抄造、干燥加香三个步骤,制成性状接近甚
至优于天然烟叶的薄片,回用于卷烟生产,从
而使烟叶原料得到最大限度的利用。烟草原料
先用水萃取,添加天然纤维制成浆后进入造纸
机,初步形成纸网,水溶性萃取物经浓缩后和
添加剂一并加入纸网中,干燥后即为成品。加工制造时,可从水溶性物质中提取或除去某些
烟草成分,均质烟叶调制多用此法。该法所生
产的薄片,物理强度高,湿强度好,不易破
碎,单位体积重量轻,燃烧速度快,生成焦油
量低。由于工艺复杂,能耗较多,设备投资
大,适于较大规模生产。
1.1 造纸法薄片的生产工艺
目前,造纸法烟草薄片生产工艺主要有
一步法和两步法两种,一步法工艺是将烟草薄
片原料经浸泡、打浆后获得的高浓度浆料直接
送到特殊设计的抄纸机上,经脱水、烘干、分
切后制得烟草薄片。
烟末和烟
梗分别用不同的工艺萃取(烟末用有机溶剂萃取,烟梗用水萃取);萃取后的烟末、烟梗经打
浆处理后,将浆料送到抄纸机上抄造成形,两
种萃取液合并后经过浓缩等手段处理后分两次
涂布到薄片片基上[1]
。①密度小,填充值
高;②耐机械加工性能好,成丝率高;③燃烧
速度快,焦油释放量仅为烟叶的50%左右,是降
低卷烟焦油量的有效手段之一;④产品具有可
塑性,可根据实际需要对薄片物理性能和内在
化学指标进行人工调控[1]
。汪华文 研究发现,在卷烟中加入造纸法烟
草薄片,可改善烟支的整体燃烧性能,加快静
燃速度,减少抽吸口数,降低焦油。可用造纸
法烟草
薄片来调节卷烟烟气中的烟碱含量。当
造纸法烟草薄片的添加比例小于10%时,对原有
卷烟风格、香气质量、香气谐调性和刺激性的
影响较小。
邱承宇[3]
等人也发现在混合烟丝中掺入适当
比例的烟叶碎片,既可提高其填充值、降低烟
支单重、减少卷烟焦油量的产生,且对感官质
量无太大影响,又可充分利用烟叶原料,为卷
烟降耗、降焦工艺提供了一种新的参考方法。
有研究表明[4]
,完全用造纸法烟草薄片生产
的卷烟,其焦油释放量仅为10mg/支,比普通烟
丝制成的卷烟低60%左右。如在配方中掺用20%
比例的烟草薄片,可使卷烟焦油含量减少10%左
右,目前美国的卷烟配方中烟草薄片使用比例
已达到30~35%。