专利名称：一种其烟雾中低亚硝胺含量的卷烟及其制法的制作方法
技术领域：
本发明是一种卷烟，具体地说，是一种在烟丝中加有沸石催化剂的卷烟。
卷烟燃烧产生两种不同烟气主流烟气和侧流烟气。主流烟气是指吸烟者通过滤咀吸入口腔的烟气，而侧流烟气是指烟支自然燃烧并直接释放到空气中的烟气。据文献报道，一支卷烟仅三分之一被抽吸掉，三分之二是自然燃烧掉。
卷烟烟雾中含有数以千计的化合物如CO、NOx、胺类和多环芳烃以及杂环、羧基化合物、尼古丁等生物碱，其中N-亚硝基化合物NOC以其强致癌性引起人们越来越广泛的重视，因为实验证明它可引发人体多种器官产生癌变。卷烟烟雾直接散布于人群之中，污染环境并伤害人体健康，受烟草伤害的还有人数更多的被动吸烟者。在中国受卷烟烟气污染伤害的人数可达八亿之多。
国内目前尚无降低卷烟烟气中NOC含量的专利或专题报道。有关对策大致可分为三类(1)研制将卷烟先燃烧再收集烟气经净化处理后所制成的净化卷烟，和只薰烤而不点燃烟草的“无烟卷烟”，但是不合烟民的口味。(2)采用“尼古丁控制卡”等以分解卷烟中有害物质，也因效果并不明显而仅仅在小范围内推广。(3)采用各种材料的过滤嘴，可是很难选择性去除NOC，更不能解决被动吸烟的污染问题。相反，由于尼古丁被吸收得太厉害，烟味变淡而销路不好。日本1987年的专利[JP62 14774]采用薄荷醇、抗坏血酸、乙氨酸、硬脂酸、卵磷脂及苯甲酸、香兰醛等制成烟焦油的吸附剂。据称将这种试剂用于卷烟的燃烧端，可以减少烟气中尼古丁、CO、苯并[a]芘以及亚硝胺的含量[JP62 14772]。1996年欧洲专利[EP0740907]将沸石直接掺进烟丝中卷烟，在燃烧过程中催化去除卷烟烟雾中的有害组分，其中包括NOC。据称添加Y和β沸石的卷烟其口味未被改变。但是，在该专利中沸石必须先与胶联剂如硅胶粘合，再与胶溶液混合，才能用作添加剂，其添加量为5wt％。此外，添加剂中大量使用HY,HZSM-5等氢型沸石。众所周知，合成沸石产品都是含钠离子的钠型沸石原粉，只能通过盐酸溶液交换，焙烧等步骤才能转变为相应的氢型沸石这不仅消耗能源，而且会造成新的环境污染。更重要的是，该专利中报道了N-亚硝基化合物(NOC)中的几个主要组分如亚硝基去甲烟碱、亚硝胺酮及亚硝基新烟碱的含量下降，但是二甲基亚硝胺的含量却上升该专利中并没有明确说明卷烟主、侧流烟气中的NOC总量是否被显著降低。
本发明的目的在于提供一种在燃烧过程中其烟雾含N-亚硝胺总量低的卷烟，且不改变卷烟的原有口感。本发明的另一个目的是提供本发明的卷烟的制法。
本发明的技术方案如下一种其烟雾中低亚硝胺含量的卷烟，它是在卷烟的烟丝中加有2-5％(重量)的化学组成通式为MO/M2’O·Al2O3·mSiO2·nH2O的负载型沸石，式中M为Mg,Zn,Fe,Cu,Ni,Mn或Ba离子，M’为沸石骨架阳离子，如H+,Na+,K+。m、n为化学计量数，其中1≤m＜200,5≤n≤500。
上述的负载型沸石是负载有金属氧化物的，孔径为0.4-0.8nm的沸石，可以是A型、ZSM-5型、M型、X型、Y型或L型沸石。负载型沸石中金属氧化物的负载量为0.1-30％(重量)。
本发明的卷烟的制法是将金属氧化物与沸石按配比量混合均匀，研磨成粉，或经高温焙烧，或经微波辐射，制得负载型沸石，再将该负载型沸石以2-5％(重量)的比例与烟丝混合均匀，卷制成烟。
上述的负载型沸石也可以湿法制各将金属的可溶盐，如醋酸盐，溶于水中，加入粉末状沸石，搅拌蒸干，经高温焙烧即得负载型沸石。
本发明的卷烟在燃烧过程中，其烟雾(侧流、主流)的N-亚硝胺的总含量有明显的降低，甚至可以降低67％，且原有口感没有改变。因此卷烟烟雾对环境的污染，以及对于吸烟者和人数更多的被动吸烟者的健康的危害都大大降低。本发明的卷烟制造方法简单可行，成本低廉。
以下通过实施例进一步说明本发明实施例为检测新型负载型沸石对于卷烟烟气中NOC含量的降低效果，将选用的卷烟烟支拆散，并向烟丝中直接掺入3-5wt-％的不同负载型沸石，然后重新卷烟成型。采用Caldwell报道的装置和方法(Caldwell W.,J.Assoc.Off.Anal.Chem.,73(5),783,1990)收集侧流烟气；用Miyake报道的装置和方法(Miyake T.,J.Chromatogr.A,693,376,1995)收集主流烟气，但将其收集液改用pH值为4.5的150mL柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液。对卷烟烟气收集液中NOC含量的测定，采用本实验室发明的新型分光光度法(专利申请号97107228.0)。将0.5gMgO与0.95gKL沸石混合均匀后，研磨至100目，经600℃焙烧4h即可得到5％MgO/KL负载型沸石其XRD谱上可见KL沸石(100)特征峰(d=15.935)和残留MgO(200)峰(d=2.016)。同法可制备含ZnO,MnO,FeO,CuO或BaO的负载型沸石。将2.7g Mg(OAc)2溶于3ml水中，再加入0.95g NaY沸石，搅拌2h后蒸干，经500℃焙烧4h后得5％MgO/NaY负载型沸石；其XRD谱上可见NaY沸石(Ⅲ)特征峰(d=14.348)和残留MgO(200)峰(d=2.016)。同法可制备含ZnO,MnO,FeO,CuO或NiO及BaO的负载型沸石。将0.5g MgO与0.95gNaY沸石混合均匀后，研磨至100目，经微波(2450MHz)辐射10-40分钟，即可得到5％MgO/NaY负载型沸石。其XRD谱上可见NaY沸石(Ⅲ)特征峰(d=14.348)和残留MgO(200)峰(d=2.016)。同法可制备含ZnO,MnO,FeO,CuO或NiO及BaO的负载型沸石。将5％MgO/NaY负载型沸石以3wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支。点燃卷烟收集侧流烟气并分析NOC含量在相同条件下卷制并燃点不加负载型沸石的卷烟以进行对比(下同)。侧流烟气中NOC含量被降低了46％。将5％MgO/NaY负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支。点燃卷烟收集侧流烟气并分析NOC含量，发现其中NOC含量被降低了54％。将5％MgO/NaY负载型沸石以5wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支。点燃卷烟收集侧流烟气并分析NOC含量，发现其中NOC含量被降低了61％。将5％ZnO/NaY负载型沸石以3wt-％的添加量掺入烟丝，卷成烟支，对主流及侧流烟气做分析对比。主流烟气中NOC含量降低了60％，侧流烟气中降低了49％。专业人员对掺加负载型沸石前后的卷烟进行抽吸评价，确认其原有口味未被改变。将5％ZnO/KL负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了26％。将5％ZnO/NaZSM-5负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了35％。将5％MnO/NaY负载型沸石以3wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了48％。将5％ZnO/NaA负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了58％。将5％ZnO/NaX负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了67％。将5％ZnO/NaM负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了44％。将5％ZnO/HM负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了53％。将5％ZnO/HZSM-5负载型沸石以4wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了46％。将2％BaO/NaY负载型沸石以3wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了63％。将2％BaO/NaY负载型沸石以3wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了12％。将2％CuO/NaY负载型沸石以3wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了10％。将2％FeO/NaY负载型沸石以3wt-％添加量掺入烟丝，卷成烟支，对侧流烟气做分析对比，发现其中NOC含量降低了20％。
权利要求
1．一种其烟雾中低亚硝胺含量的卷烟，其特征是在烟丝中加有2-5％(重量)的化学组成通式为MO/M2’O-Al2O3·mSiO2·nH2O的负载型沸石，式中M为Mg,Zn,Fe,Cu,Ni,Mn或Ba离子，M为沸石骨架阳离子，m、n为化学计量数，其中1≤m＜200,5≤n≤500。
2．根据权利要求1所述的卷烟，其特征是负载型沸石是负载金属氧化物的，孔径为0.4～0.8nm的沸石。
3．根据权利要求1所述的卷烟，其特征是负载型沸石中金属氧化物的负载量为0.1～30％(重量)，优选的负载量为2～5％(重量)。
4．根据权利要求1所述的卷烟的制法，其特征是将金属氧化化物与沸石混合均匀，研磨成粉，经高温焙烧，得负载型沸石，再将负载型沸石与烟丝均匀混合后卷制成烟。
5．根据权利要求1所述的卷烟的制法，其特征是将金属的可溶盐溶于水中，加入粉末状沸石，搅拌蒸干，经高温焙烧得负载型沸石，再将负载型沸石与烟丝均匀混合后卷制成烟。
6．根据权利要求1所述的卷烟的制法，其特征是将金属氧化物与沸石混合均匀后研磨成粉，经微波辐射后得负载型沸石，再将负载型沸石与烟丝均匀混合后卷制成烟。
全文摘要
一种其烟雾中低亚硝胺含量的卷烟,它是在烟丝中混入2～5%的载有金属氧化物的沸石,金属氧化物可以是镁、锌、铁、锰等金属的氧化物,此种卷烟与未加有负载型沸石的卷烟相比,在燃烧时,其侧流和主流烟气中的亚硝胺总量可降低50%左右,本发明提供了生产方法。
文档编号A24B15/00GK1209970SQ98111479
公开日1999年3月10日 申请日期1998年9月2日 优先权日1998年9月2日
发明者朱建华, 沈彬, 吴锋, 须沁华 申请人:南京大学