切丝宽度对白肋烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响*

胡 锐，王宏伟，鲍 穗，汪清泽，程雷平，方 鼎，陈 闯，许宗保，田 忠

(安徽中烟工业有限责任公司技术中心，安徽 合肥 230088)

随着公众对吸烟与健康问题的不断关注，卷烟制品中释放的有害成分成为公众日益关注的焦点[1]。自2005年,谢剑平等[2]研究发现，用CO，HCN，NNK，NH3，B[a]P，苯酚和巴豆醛等7种有害成分烟烟气的危害性具有科学性和可行性。国内很多学者开展了烟气危害性与烟叶内在化学成分以及物理性质、卷烟纸、制丝工序之间关联性研究[3-5]，由于切丝宽度是卷烟制造中的重要工艺参数,切丝宽度的改变必然会带来烟丝结构的变化，国内有关烟丝结构对填充值、烟支物理指标、烟气成分及感官质量的影响进行了大量的研究[6-14]，但上述研究都是以烤烟烟叶及烤烟型卷烟为研究对象，然而针对白肋烟在不同切丝宽度条件下有害成分的变化研究鲜有报道，本文基于对白肋烟叶切丝工艺参数的研究，考察了不同切丝宽度对白肋烟主流烟气中有害成分释放量的影响，为混合型卷烟选择性降低烟气中七种有害成分及危害性指数提供依据。

1 实 验

1.1 材料、试剂与仪器

白肋烟选择安徽中烟都宝某牌名白肋烟模块。

SQ-35型切丝机，云南昆船第二机械有限公司；PROTOS1-8卷烟机，德国HAUNI公司；GDX2型包装机，意大利GD公司。7890A气相色谱仪和6890-5975气相色谱/质谱联用仪，美国Agilent公司；Acquity 型高效液相色谱仪，美国Waters公司(配备荧光/PDA检测器)；4000 Q Trap质谱仪，美国AB公司；离子色谱仪，美国戴安公司；AL204-1C电子天平(感量0.0001 g)，瑞士Mettler Toledo公司；Milli-Q纯水仪，美国Millipore公司。

1.2 实验方法

1.2.1 切丝工序参数设计

试验白肋烟模块分别开展0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm等4个切丝宽度工艺参数，其他工艺处理参数一致。

表1 切丝工序参数试验设计Table 1 Experimental design of cutting process parameters

1.2.2 样品卷制

将所有工序试验烟丝平衡到水分12.5%，在同一机台按同一烟支重量，使用相同的烟支辅材进行卷制。卷制参数均按生产标准卷制(安徽中烟工业有限责任公司)。合格烟支在温度(22±1)℃和相对湿度60%±2%条件下平衡48 h。

1.2.3 烟气七种Hoffmann成分测定

分别采用GB/T 23356-2009《卷烟烟气气相中一氧化碳的测定非散射红外法》、GB/T21130-2007《卷烟烟气总粒相物中苯并[a]芘的测定》、YC/T 253-2008《卷烟主流烟气中氰化氢的测定连续流动法》、YC/T 377-2010《卷烟主流烟气中氨的测定离子色谱法》、YC/T 255-2008《卷烟主流烟气中主要酚类化合物的测定高效液相色谱法》、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》以及GB/T 23228-2008《卷烟主流烟气总粒相物中烟草特有N-亚硝胺的测定气相色谱-热能分析联用法》测定主流烟气中的CO、B[a]P、HCN、NH3、苯酚、巴豆醛和NNK的释放量，卷烟危害性指数H值按照国烟科[2009]211号文件规定计算。

2 结果与讨论

2.1 不同切丝宽度对卷烟主流烟气中 CO 释放量的影响

不同切丝宽度对烟气CO 释放量的影响见图1。图1表明随着切丝宽度增加，白肋烟主流烟气中CO的释放量逐渐降低，该实验结果与文献[1]的烤烟型卷烟研究结果相吻合，切丝宽度对烟气 CO 单位焦油释放量影响较小。

图1 不同切丝宽度对烟气 CO 释放量和单位焦油释放量的影响Fig.1 Effect of different cutting width on CO release and unit tar release of flue gas

2.2 不同切丝宽度对卷烟主流烟气中HCN 释放量的影响

不同切丝宽度对烟气 HCN 释放量的影响见图2。图2表明随着切丝宽度增加，白肋烟主流烟气中HCN 的释放量呈明显下降趋势，单位焦油释放量也呈现下降趋势，但降幅较小，变化的线性关系较好，因此调整切丝宽度对白肋烟主流烟气中HCN释放量影响较显著。

图2 不同切丝宽度对烟气 HCN 释放量和单位焦油释放量的影响Fig.2 Effect of different cutting width on HCN release and unit tar release of flue gas

2.3 不同切丝宽度对卷烟主流烟气中NNK 释放量的影响

图3 不同切丝宽度对烟气NNK释放量和单位焦油释放量的影响Fig.3 Effect of different cutting width on NNK release and unit tar release of flue gas

不同切丝宽度对烟气NNK释放量的影响见图3。图3表明随着切丝宽度的增加，白肋烟主流烟气中NNK的释放量和单位焦油释放量整体呈逐渐增大，这与文献[1]的烤烟型卷烟研究结果不同，切丝宽度0.6 mm白肋烟主流烟气中NNK释放量和单位焦油释放量最低，低切丝宽度有利于降低白肋烟主流烟气中的NNK释放量。

2.4 不同切丝宽度对卷烟主流烟气中NH3释放量的影响

不同切丝宽度对烟气NH3释放量的影响见图4。图4表明随着切丝宽度的增加，白肋烟主流烟气中NH3的释放量和单位焦油释放量逐渐增大，变化的线性关系较好，低切丝宽度有利于降低白肋烟主流烟气中的NH3释放量。

图4 不同切丝宽度对烟气氨释放量和单位焦油释放量的影响Fig.4 Effect of different cutting width on ammonia release and unit tar release of flue gas

2.5 不同切丝宽度对卷烟主流烟气中B[a]P释放量的影响

不同切丝宽度对烟气B[a]P释放量的影响见图5。图5表明随着切丝宽度的变化，白肋烟主流烟气中B[a]P的释放量和单位焦油释放量变化幅度较小，因此切丝宽度对白肋烟主流烟气中B[a]P释放量和单位焦油释放量影响较小。

图5 不同切丝宽度对烟气B[a]P释放量和单位焦油释放量的影响Fig.5 Effect of different cutting width on B[a]P release and unit tar release of flue gas

2.6 不同切丝宽度对卷烟主流烟气中苯酚释放量的影响

不同切丝宽度对烟气苯酚释放量的影响见图6。图6表明随着切丝宽度的增加，白肋烟烟气中0.6 mm样品苯酚释放量略高，当切丝宽度大于0.8 mm之后，单位焦油释放量变化幅度较小。

图6 不同切丝宽度对烟气苯酚释放量和单位焦油释放量的影响Fig.6 Effect of different cutting width on phenol release and unit tar release of flue gas

2.7 不同切丝宽度对卷烟主流烟气中巴豆醛释放量的影响

不同切丝宽度对烟气巴豆醛释放量的影响见图7。图7表明随着切丝宽度的增加，白肋烟烟气中巴豆醛释放量呈抛物线型变化趋势先上升后下降，其中切丝宽度0.6mm巴豆醛释放量和单位焦油释放量最低，选择合适的切丝宽度可以选择性的降低白肋烟主流烟气中巴豆醛释放量。

图7 不同切丝宽度对烟气巴豆醛释放量和单位焦油释放量的影响Fig.7 Effect of different cutting width on crotonaldehyde release and unit tar release of flue gas

2.8 不同切丝宽度对卷烟危害性指数的影响

图8 不同切丝宽度对烟气危害性指数的影响Fig.8 Influence of different cutting width on smoke hazard index

不同切丝宽度对烟气卷烟危害性指数的影响见图8。图8表明随着切丝宽度的增加，白肋烟烟气中危害性指数逐渐增大，尤其单位焦油释放量变化趋势的线性关系较好，这与文献[1]的烤烟型卷烟研究结果不同，降低切丝宽度有利于降低白肋烟主流烟气的危害性指数。

3 结 论

本文研究了切丝宽度对白肋烟主流烟气中七种有害成分及危害性指数的影响，研究结果表明：

(1)随着切丝宽度的增加，白肋烟主流烟气中CO和HCN的释放量和单位焦油释放量逐渐减小，且变化的线性关系较好。

(2)随着切丝宽度的增加，白肋烟主流烟气中NNK和NH3的释放量和单位焦油释放量逐渐增大。

(3)随着切丝宽度的增加，白肋烟主流烟气中巴豆醛的释放量和单位焦油释放量呈抛物线型先上升后降低。

(4)随着切丝宽度的增加，白肋烟主流烟气中 B[a]P、苯酚的变化幅度较小，其中烟气中0.6 mm样品苯酚释放量略高，当切丝宽度大于0.8 mm之后，单位焦油释放量变化幅度较小。

(5)总体来说，切丝宽度对白肋烟主流烟气中七种有害成分的影响有一定的差异，同时随着切丝宽度的增加，主流烟气中危害性指数逐渐增大，与切丝宽度对烤烟型卷烟危害性指数影响有差异，因此混合型卷烟研发时根据产品设计目标及兼顾卷烟品质，选择合适的切丝宽度可选择性的调节混合型卷烟烟气的七种有害成分及危害性指数。