专利名称：一种降低卷烟主流烟气一氧化碳释放量的方法
技术领域：
本发明涉及卷烟降焦减害技术领域，特别是一种降低卷烟主流烟气一氧化碳释放
量方法。
背景技术：
烟支燃吸是一种高温缺氧不完全燃烧的过程，最高温度可达950°C左右。卷烟抽吸时燃烧主要发生在燃烧锥底部周围，气流中的氧几乎耗尽，氧化过程不起主要作用。有限度的燃烧导致蒸馏、干馏、热解、合成等反应同时发生，形成大量的新生化合物。卷烟烟气是一种气、液、固并存的复杂多相的气溶胶。据报道，仅卷烟烟气中的化学成分即达近4000种， 比烟叶中还多1000多种。这些化学成分中既有提供烟草香气、吃味和生理作用的物质，也有产生杂气、刺激和不良吃味的物质，还有微量的对人体健康产生危害的物质，如气相的一氧化碳、硫化氢和焦油中的自由基、亚硝胺、苯并[a]芘等。因此，降低卷烟主流烟气中的有害成分具有重要的意义。卷烟主流烟气中含有一氧化碳，一氧化碳同血红蛋白的结合能力比氧大240 300倍，大量吸入人体内便与血红蛋白结合，严重地削弱了红细胞的携氧能力，因此吸烟使血液凝结加快，容易引起心肌梗塞、中风、心肌缺氧等心血管疾病。研究表明，烟气中CO形成存在三种途径。一部分由烟草成分的热解产生，另一部分由烟草成分氧化形成；不完全燃烧产生，一部分由其它物质的反应形成，尤其是CO2。主流烟气中碳氧化物还受烟丝含水量、卷烟纸孔度、烟草配方等因素的影响。目前国际上大型烟草公司，基本上都采用三种主要的方式来降低卷烟主流烟气中的一氧化碳释放量。一是在卷烟滤棒中添加贵金属、或过渡金属催化剂来催化CO转变为CO2,从而降低卷烟中一氧化碳的释放量。国内许多烟草企业和研究单位也在开展在滤棒中利用金属催化剂来降低一氧化碳方面的研究。郑州烟草研究院和中国科学院兰州化学物理研究所、长沙卷烟厂合作，利用常温多相催化氧化一氧化碳为二氧化碳的原理，在国际上首次研制出了适合于烟草工业应用的含纳米贵金属催化材料和二元纳米催化材料的复合滤嘴棒。应用纳米催化材料降低卷烟烟气中的一氧化碳，为国际上降低卷烟烟气中的一氧化碳提供了一种新途径。二是使用打孔滤嘴或带有纵向气槽滤嘴来稀释烟气可使主流烟气中CO有选择地减少。第三种方式是采用高透气性的卷烟纸。后两种技术主要是使一氧化碳从主流烟气中扩散出去，而且容易使烟香或烟味变淡。云南瑞升烟草技术(集团)有限公司采用多羟基有机酸盐来减少卷烟焦油和一氧化碳释放量。它采用单一的多羟基有机酸盐或任意组合的数种多羟基有机酸盐混合物按占卷烟物料干重的0. 2% 5%的添加量添加到烟叶或膨胀烟丝或梗丝或再造烟叶或卷烟纸中，以降低卷烟主流烟气中一氧化碳、焦油量。经多次实验检测降焦幅度可达8% 15%，降一氧化碳幅度在5% 12%。该技术通过多羟基有机酸盐裂解吸热降低卷烟燃烧区的温度，从而减少含羰基化合物裂解生成CO的目的，缺陷是燃烧区温度降低，卷烟香气前体物可能不经裂解而直接进入烟气，导致卷烟香气量降低。
发明内容
本发明的目的是降低卷烟燃吸时其主流烟气中的一氧化碳的释放量，提供一种降低卷烟主流烟气一氧化碳释放量方法，在卷烟滤棒中添加一种复合添加剂，可以把一氧化碳转化为二氧化碳或固定卷烟主流烟气中释放的一氧化碳，从而降低主流烟气中一氧化碳
释放量。本发明的技术方案为在卷烟滤棒中添加一种复合添加剂，其可以降低卷烟主流烟气中一氧化碳的释放量。该复合添加剂由纳米金属氧化物和叶绿素组成。该复合添加剂占卷烟烟支的质量百分数为0.7-7%，其中，纳米金属氧化物和叶绿素的比例为0.25 1-25 :1。·纳米金属氧化物由氧化铁-氧化铜-氧化锰以及氧化铬复配组成。氧化铁，即三氧化二铁，化学式Fe2O3 ;氧化铜是一种铜的黑色氧化物，化学式为CuO ;氧化锰，别名一氧化锰，化学式为MnO ;氧化铬，即三氧化二铬，化学式为Cr203。在所复配的纳米金属氧化物中，氧化铁占纳米金属氧化物的质量百分数为5-30%;氧化铜占纳米金属氧化物的质量百分数为10-50%，氧化锰占纳米金属氧化物的质量百分数为15-40%:氧化铬占纳米金属氧化物的质量百分数为5_20%。所添加的叶绿素为绿色植物的绿叶中所提取的叶绿素。在卷烟滤棒中所添加的复合添加剂，其中纳米金属氧化物和叶绿素的比例为0. 25 1-25 :1。所添加的金属氧化物为纳米级颗粒，可以提高金属氧化物的催化反应能力，提高一氧化碳的转化率。所用的叶绿素为绿色植物的绿叶中提取分离所得，提取分离的方法可以采用常规的溶剂提取，也可以采用超临界流体提取所得，也可以采用酶法进行提取。分离可以采用溶剂萃取与反萃取、柱分离、膜分离等方法。金属氧化物之间的混合也可以通过简单的机械搅拌方法混合均匀即可。纳米金属氧化物和叶绿素的复合可以通过简单的机械搅拌方法混合均匀。混合均匀后就成为了复合添加剂，将纳米金属氧化物和叶绿素组成的复合添加剂添加于三元滤棒的空腔中，就可以用来降低卷烟燃吸时主流烟气一氧化碳的释放量。金属氧化物包括氧化铁-氧化铜-氧化锰以及氧化铬，它们作为催化剂，可以在低温下把一氧化碳转化为二氧化碳，叶绿素作为一氧化碳的固定剂，它们组合可以降低卷烟主流烟气中一氧化碳的释放量17-35. 8%，有利于保护卷烟消费者的健康。与现有技术相比，本发明的有益效果是
在降低CO同时，不影响卷烟的吸味和香气风格或影响甚微，不影响卷烟烟支的燃烧性倉泛。原料来源广泛、使用安全。
具体实施例方式实施例I
分别称取5公斤纳米氧化铁、50公斤纳米氧化铜、40公斤纳米氧化猛和5公斤纳米氧化铬，采用V型混合机将这些纳米金属氧化物混合均匀，然后再加入40公斤的叶绿素混合均匀即得到复合添加剂A。将混合均匀的复合添加剂A以卷烟烟支质量的0. 7%添加到三元滤棒的空腔中(每支卷烟质量以0.956克计)。在标准的FTC / CORESTA机器吸烟条件下，分别测定空白卷烟样品(空腔加入同样质量的活性炭)和添加有复合添加剂A的卷烟样品(叶组配方和空白卷烟叶组配方完全一致)主流烟气中一氧化碳的释放量，添加有复合添加剂A的卷烟样品的一氧化碳释放量比空白降低20. 6%。实施例2
分别称取5公斤纳米氧化铁、50公斤纳米氧化铜、40公斤纳米氧化猛和5公斤纳米氧化铬，采用V型混合机将这些纳米金属氧化物混合均匀，然后再加入4公斤的叶绿素混合均匀即得到复合添加剂B。将混合均匀的复合添加剂B以卷烟烟支质量的7%添加到三元滤棒的空腔中(每支卷烟质量以0. 956克计)。在标准的FTC / CORESTA机器吸烟条件下，分 别测定空白卷烟样品(空腔加入同样质量的活性炭)和添加有复合添加剂A的卷烟样品(叶组配方和空白卷烟叶组配方完全一致)主流烟气中一氧化碳的释放量，添加有复合添加剂A的卷烟样品的一氧化碳释放量比空白降低25. 2%。实施例3
分别称取5公斤纳米氧化铁、50公斤纳米氧化铜、40公斤纳米氧化猛和5公斤纳米氧化铬，采用V型混合机将这些纳米金属氧化物混合均匀，然后再加入400公斤的叶绿素混合均匀即得到复合添加剂C。将混合均匀的复合添加剂C以卷烟烟支质量的4%添加到三元滤棒的空腔中(每支卷烟质量以0.956克计)。在标准的FTC / CORESTA机器吸烟条件下，分别测定空白卷烟样品(空腔加入同样质量的活性炭)和添加有复合添加剂A的卷烟样品(叶组配方和空白卷烟叶组配方完全一致)主流烟气中一氧化碳的释放量，添加有复合添加剂A的卷烟样品的一氧化碳释放量比空白降低35. 8%。实施例4
分别称取30公斤纳米氧化铁、50公斤纳米氧化铜、15公斤纳米氧化猛和5公斤纳米氧化铬，采用V型混合机将这些纳米金属氧化物混合均匀，然后再加入50公斤的叶绿素混合均匀即得到复合添加剂D。将混合均匀的复合添加剂D以卷烟烟支质量的1%添加到三元滤棒的空腔中(每支卷烟质量以0. 956克计)。在标准的FTC / CORESTA机器吸烟条件下，分别测定空白卷烟样品(空腔加入同样质量的活性炭)和添加有复合添加剂A的卷烟样品(叶组配方和空白卷烟叶组配方完全一致)主流烟气中一氧化碳的释放量，添加有复合添加剂A的卷烟样品的一氧化碳释放量比空白降低17%。实施例5
分别称取15公斤纳米氧化铁、25公斤纳米氧化铜、40公斤纳米氧化锰和20公斤纳米氧化铬，采用V型混合机将这些纳米金属氧化物混合均匀，然后再加入200公斤的叶绿素混合均匀即得到复合添加剂E。将混合均匀的复合添加剂E以卷烟烟支质量的3%添加到三元滤棒的空腔中(每支卷烟质量以0. 956克计)。在标准的FTC / CORESTA机器吸烟条件下，分别测定空白卷烟样品(空腔加入同样质量的活性炭)和添加有复合添加剂A的卷烟样品(叶组配方和空白卷烟叶组配方完全一致)主流烟气中一氧化碳的释放量，添加有复合添加剂A的卷烟样品的一氧化碳释放量比空白降低32. 9%。实施例6
分别称取5公斤纳米氧化铁、35公斤纳米氧化铜、40公斤纳米氧化猛和20公斤纳米氧化铬，采用V型混合机将这些纳米金属氧化物混合均匀，然后再加入20公斤的叶绿素混合均匀即得到复合添加剂F。将混合均匀的复合添加剂F以卷烟烟支质量的6%添加到三元滤棒的空腔中(每支卷烟质量以0. 956克计)。在标准的FTC / CORESTA机器吸烟条件下， 分别测定空白卷烟样品(空腔加入同样质量的活性炭)和添加有复合添加剂A的卷烟样品(叶组配方和空白卷烟叶组配方完全一致)主流烟气中一氧化碳的释放量，添加有复合添加剂A的卷烟样品的一氧化碳释放量比空白降低28. 2%。
权利要求
1.一种降低卷烟主流烟气一氧化碳释放量的方法，其特征在于在卷烟滤棒中添加纳米金属氧化物和叶绿素的复合添加剂，该复合添加剂在卷烟滤棒中的添加量为卷烟烟支的质量百分数的0. 7-7% ;所述的纳米金属氧化物由氧化铁-氧化铜-氧化锰以及氧化铬复配组成，其中，氧化铁占纳米金属氧化物的质量百分数的5-30% ;氧化铜占纳米金属氧化物的质量百分数的10-50%，氧化锰占纳米金属氧化物的质量百分数的15-40%:氧化铬占纳米金属氧化物的质量百分数的5-20% ;纳米金属氧化物和叶绿素的比例为0. 25 1-25 :1，两者混合后得到复合添加剂。
2.根据权利要求I所述的降低卷烟主流烟气一氧化碳释放量的方法，其特征在于纳米金属氧化物是纳米级的金属氧化物颗粒。
3.根据权利要求I所述的降低卷烟一氧化碳释放量的方法，其特征在于所述的叶绿素为从绿色植物的绿叶中所提取的叶绿素。
4.根据权利要求I所述的降低卷烟一氧化碳释放量的方法，其特征在于卷烟滤棒中添加复合添加剂是添加于三元滤棒的空腔中。
全文摘要
本发明是一种降低卷烟主流烟气一氧化碳释放量的方法。在卷烟滤棒中添加纳米金属氧化物和叶绿素的复合添加剂，该复合添加剂在卷烟滤棒中的添加量为卷烟烟支的质量百分数的0.7-7%；所述的纳米金属氧化物由氧化铁-氧化铜-氧化锰以及氧化铬复配组成，其中，氧化铁占纳米金属氧化物的质量百分数的5-30%；氧化铜占纳米金属氧化物的质量百分数的10-50%，氧化锰占纳米金属氧化物的质量百分数的15-40%氧化铬占纳米金属氧化物的质量百分数的5-20%；纳米金属氧化物和叶绿素的比例为0.251-251，两者混合后得到复合添加剂。它们组合可以降低卷烟主流烟气中一氧化碳的释放量17-35.8%，有利于保护卷烟消费者的健康。
文档编号A24D3/06GK102669818SQ20121017085
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者冯伟博, 宋红平, 彭国岗, 白晓莉, 董伟, 龚荣岗 申请人:云南天宏香精香料有限公司, 红塔烟草(集团)有限责任公司