| 来源：中国烟草在线摘自《烟草科学研究》 作者： 云南烟草研究院工业所 胡群 马静 刘志华 杨兵 张成敏 王理珉 发表时间：2003-9-1 |
| 摘要 活性炭多微孔,对气相中有害物有明显吸附效果。国际上对用活炭吸附卷烟烟气中有害组分作过广泛深入的研究,认为活性炭加入过滤材料中,可以除去烟气中的挥发性有机化合物,并改善卷烟吸味；日本烟草界提出“香烟味道的软化”的概念，而且在多数低焦油牌号中使用了活性炭滤嘴。国内研究也认为，活性炭滤嘴对降焦和降低卷烟烟气有害作用明显。对此，本文对国内外及目前我们的一些相关研究进行了初步探讨。 关键词:活性炭 滤嘴 安全性 烟气指标 活性炭性质稳定,无毒、无臭、无味，不溶于水和有机溶剂，耐酸、耐碱、能经受高温和高压作用。 活性炭有强吸附力，主要可用于制糖、酒类加工、制药、净化用水等领域，也可以用于卷烟滤嘴中吸附一些物质。 活性炭具有微晶结构，基本微晶的排列是完全不规则的。活性炭在活化过程中产生微孔、过渡孔或大孔。微孔的有效半径低于20×10-8厘米范围内,大孔的有效半径在1000～100000×10-8厘米之间。1克的总表可达500-1700平方米。 其吸附作用是有选择性的，非极性物质比极性物质易于吸附。同类物质中，沸点高的物质易被吸附，吸附量也大。孔径在12-200×10-8厘米之间的活性炭适于吸附气体，孔径达1000×10-8厘米的活性炭可吸附色素分子。 一、国外对活性炭应用于卷烟滤嘴的研究 尽管活性炭滤嘴中的炭作为一种吃味改良剂，使烟气平和细腻的作用已被许多卷烟生产厂商认可，但它对烟气化学成分的影响鲜为人知。活性炭通过吸附许多气相烟气成分来改善烟气的化学组成。当抽吸卷烟时，这些气相烟气成分凝聚在滤嘴内的活性炭粒上而被从主流烟气中滤除掉。活性炭滤嘴可滤除的一些气相成分包括一氧化碳、丙烯醛、氢氰酸、乙醛、乙腈、乙戊间二烯、丁酮、苯及甲苯，还能吸附烟气气相中的重金属元素和放射性无素。 据文献报道，孔容为0.3cm3/g，孔径为10-40×10-8厘米的活性炭,以烟重量的1%-15%加入过滤材料中,可除去烟气中的挥发性有害机化合物,改善卷烟的吸味.由此可见,加活性炭滤嘴卷烟是降低烟草毒性的有效途径之一。 为了减少吸烟对人体的危害，世界上许多国家从70年代起先后研制出各种活性炭滤嘴并投入市场，最典型的活性炭滤嘴是含有炭粒的空腔式（三复合）和两段式（二复合）。空腔式嘴是将活性炭颗粒放入两段醋酸纤维滤嘴之间的空腔中生产的，两段式滤嘴是通过在一段滤嘴丝束中撒入炭粒生产的。 日本烟草界非常注重活性炭滤嘴在低焦油卷烟滤嘴设计中的研究与应用，他们认为活性炭不但有助于烟气有害物质滤除，而且有助于改善香烟的吸味，提高烟气的内在品质，亦即香烟味道的“软化”（SOFT）。 表1是在日本市场畅销的低焦油卷烟的几个牌号，这些牌号的卷烟都使用了活性炭滤嘴。据悉，近期投放日本市场的Marlboro卷烟也将使用活性炭滤嘴。 二、国内活性炭滤嘴卷烟生物安全性初探 南开大学生物系与天津市医药科学研究所共同对不同卷烟烟气凝结物（CSC）对人和哺乳动物外周血淋巴细胞姊妹染色单体交换（SCE）频率的影响进行了研究（现已证实SCE是检测染色体损伤的一种很敏感的指标）。研究认为①带滤嘴和不带滤嘴卷烟产生的CSC所诱发的SCE频率无明显差异；②卷烟焦油量与其所产生的CSC诱发的SCE频率无相关性。普通滤嘴虽然明显降低卷烟烟气的焦油量，可是未降低诱发SCE的成分。 浦跃朴等测定了8种国产卷烟和3种进口卷烟烟气的致突变性，结果发现致突变性作用最弱的一种是上海卷烟厂生产的带有活性炭滤嘴的“高乐”牌卷烟，而致突变性作用最强的一种普通滤嘴卷烟，其致突变性是上述“高乐”牌卷烟的14倍之多；无滤嘴卷烟烟气的致突变性作用高于滤嘴卷烟，二者之比率为1.5:1。这一研究表明，卷烟烟气中的致突变性物质同时存在于气相和粒相中，普通滤嘴只能阻遏烟中的气粒相物质，对占烟气体积90%以上的气相部分作用不大，而活性炭滤嘴在吸附烟气气相部分中的有害成分方面作用突出，这也预示了活性炭滤嘴在安全性卷烟中的应用前景。 三、活性炭滤嘴卷烟的物理特性及烟气指标的初步分析 1999年6月，云南烟草研究院工业所用英国FILTRONA公司制造的活性炭滤嘴进行了一批放样试验，叶组采用了“WIN”牌叶组配方，盘纸的透气度为40、60、90CORESTA，水松纸为普通的水松纸（为方便起见，不同滤嘴和不同透气度盘纸所试制的样烟用字母表示，见表2）。并对各样烟进行了物检和烟气的比较分析，结果见表3、表4。 表4 普通滤嘴卷烟和活性炭滤嘴卷烟的烟气指标分析比较 从表4中可以看出，与普通滤嘴卷烟（A系列）相比，使用了活性炭滤嘴以后的滤嘴卷烟（C系列），总粒相物（TPM）、烟碱、焦油都有显著的降低；滤嘴对TPM、烟碱的截留效率也有了明显提高，而抽吸口数变化不大。从表3也可以看出，在使用了活性炭以后，只是在吸阻、重量上有所偏高。 从以上的初步研究可以看出，活性炭的使用可以在不明显改变卷烟的物理指标的情况下，有效降低或减少烟气中的一些有害成分，并改善卷烟的吸味。但活性炭滤嘴的生物安全性的评价有待于进一步的研究。 四、结语 活性炭具有大量的微孔和非常大的比表面积，对烟气的气相部分具有强的吸附能力。活性炭在卷烟嘴中的功能主要是吸附挥发性（不凝性）气相有害组份，以弥补普通滤嘴的不足，所以应该选择能大量吸附气相有害物的活性炭，即微孔多的活性炭。需注意的是，在降害的同时要确保卷烟的香吃味相对不受影响。 国内外医学实验及本文的初步实验证实，含活性炭的各种型式的复合滤嘴在选择性吸附方面优于醋纤滤嘴，发展复合滤嘴是过滤技术的重要方向之一。 |
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