卷烟产品由烟丝和卷烟材料组成，卷烟有害成分生成机理复杂，释放量水平受多种因素的影响。卷烟产品中9种成分释放量除与卷烟材料参数有密切关系以外，还受到烟叶原料、叶组配方、加工工艺等变化的影响。实现卷烟降焦减害的目的，并非是独立应用某一项技术就能达到的。只有在综合应用各项技术，发挥各自专长的前提下进行多方面的技术集成应用，才能实现卷烟产品降焦减害的目标。从而实现以卷烟产品为最终技术载体，在卷烟感官品质稳定，甚至稳中有升的基础上，实现卷烟产品主流烟气中9种有害成分释放量的降低或选择性降低。目前国内烟草生产企业致力于卷烟产品的减害降焦技术的集成应用取得了一定的成果。本节主要通过对几个代表性降焦减害技术集成应用实例的介绍，为卷烟产品的降焦减害提供模式和参考。

一、选择性减害技术集成实例

A企业卷烟产品苯并 [a] 芘释放量偏高，为了选择性降低卷烟主流烟气中苯并 [a] 芘释放量，该企业系统考察了材料设计、叶组配方、工艺优化、功能性添加剂等烟支设计重要因素，形成了一套卷烟的降低苯并 [a] 芘的集成技术。在着眼苯并 [a] 芘这一单项卷烟危害性指标化合物的同时，综合考量对其他六项指标的影响，保证卷烟H值整体上有所下降。

1. 技术可行性分析

首先对原料配方、辅材参数、新材料应用、加工参数等可能影响卷烟产品的主流烟气中苯并 [a] 芘释放量的因素进行分析，得出各因素对降低主流烟气中苯并 [a] 芘释放量技术可行性进行分析，分析结果表7-6所示。

表7-6 降低主流烟气中苯并 [a] 芘释放量技术提炼总结

注：++表示明显作用，+表示一定作用。

2. 技术集成与生产适应性评价

集成原料平衡规划技术、减害配方技术、定向减害卷烟材料开发与优化技术、全配方工艺减害技术，实现低苯并 [a] 芘释放量的低危害卷烟设计、维护与生产。

（1）原料平衡规划技术 产地因素改变对苯并 [a] 芘释放量有显著影响，通过统计分析，获得还原糖、钾和蛋白质的限值分别为21.94以上、2以上和7.05以上，多酚总量为25.42以下和甾醇总量为949.7以下时，可作为单位焦油苯并 [a] 芘含量在1.04ng/mg以下的样品筛选的限值范围。按照限制范围，给予叶组配方设计更大的减害操作空间针对高苯并 [a] 芘释放量卷烟规格，在制订原料模块方案时，针对性设计低苯并 [a] 芘模块进入配方，设计出低苯并[a] 芘释放量的原料模块，用于特定卷烟规格的开发或维护。

（2）减害配方技术 从烟气分析数据来看，烟叶部位对单位焦油苯并[a] 芘释放量影响显著，上部烟叶的单位焦油苯并 [a] 芘释放量较低。考虑增加上部烟叶用量这一技术途径，较为符合产品改造实际情况，叶组配方调整难度较小，整体感官风格不易发生较大负面变化。

适当增大新型膨胀烟丝用量，增加薄片丝用量，可以选择性降低苯并[a] 芘释放量。气流干燥法膨胀烟丝工艺成熟，生产实现程度高，且在叶组配方中容易协调。通过填充料改变降低苯并 [a] 芘技术手段可行，但考虑到老产品维护中的原配方结构使用膨胀梗丝及薄片丝比例，大幅增加用量并不现实，因此，必须综合考虑配方技术降低苯并 [a] 芘手段为在叶组配方设计过程中，以焦油量、危害性指数和苯并 [a] 芘释放量为关键控制指标，以“三丝”有害成分释放量模型为指导，应用新型烟丝、梗丝处理技术，开发具有低特定有害成分释放量的叶组配方。

（3）定向减害辅料开发与优化技术 增加卷烟纸透气度、接装纸透气度以及嘴棒吸阻可以降低苯并 [a] 芘释放量。但从选择性降低苯并 [a] 芘的效果来看，随着焦油释放量的降低，选择性降低苯并 [a] 芘的难度增加。从嘴棒结构考虑，通过调整二元复合滤棒前后半段丝束规格和吸阻，可以选择性降低苯并 [a] 芘释放量。功能性嘴棒考察表明除同轴芯嘴棒可一定程度选择性降低苯并 [a] 芘释放量外，其他嘴棒对单位焦油、苯并 [a] 芘释放量均有一定程度升高。水松纸打孔结构来看，在实际生产中，选择合适的打孔孔密度有利于降低苯并 [a] 芘的释放量，打孔孔密度并不是越高越好。调整打孔位置，使其接近唇端，能够降低苯并 [a] 芘释放量，但对单位焦油、苯并 [a] 芘释放量的控制作用不明显。

低害、低苯并 [a] 芘卷烟纸应用于卷烟产品中，能够降低苯并 [a] 芘释放量。经感官评吸，该卷烟纸对卷烟感官品质无负面影响，具有工业可应用性。

疏槽嘴棒作为一种新型的功能性嘴棒，能够明显增大烟气横向流动的面积，增大烟气中被过滤的焦油量，有效降低烟气中焦油及各项有害成分释放量，具有工业可应用性。

由此产出的定向减害辅料开发与优化技术为：在保证卷烟危害性指数不升高的前提下，以降低卷烟主流烟气苯并 [a] 芘释放量为目标，设计开发功能性卷烟纸、嘴棒，辅以“三纸一棒”参数优化，实现低苯并 [a] 芘释放量的低危害卷烟产品设计与开发。

（4）全配方工艺减害技术 通过对现行参数进行小幅度优化，在保证焦油量和感官质量稳定的前提下，实现卷烟主流烟气苯并 [a] 芘释放量一定程度的降低。

3. 集成技术应用

为了实现选择性降低卷烟产品主流烟气苯并 [a] 芘释放量，A企业共进行了四次技术集成。第1次选择性降苯并 [a] 芘技术集成验证——叶组配方优化，辅料设计参数优化；第2次选择性降苯并 [a] 芘技术集成验证——降苯并 [a] 芘专用卷烟纸，嘴棒降低吸阻，降低接装纸透气度，叶组配方优化（适当提高上部烟叶、薄片使用量）；第3次选择性降苯并 [a] 芘技术集成验证——降苯并 [a] 芘专用卷烟纸，降低滤嘴吸阻，降低接装纸透气度，叶组配方优化（适当提高上部烟叶、薄片使用量）；第4次选择性降苯并 [a] 芘技术集成验证——降苯并 [a] 芘专用卷烟纸，优化叶组配方（适当提高上部烟叶、薄片用量）。

经过四次技术集成应用，实现了苯并 [a] 芘的释放量绝对值降低，同时实现了对焦油的相对值的降低，选择性减害成果显著。A企业卷烟产品苯并[a] 芘的释放量由2008年的12.4ng/支降低到2014年的7.6ng/支，下降38.7%，苯并 [a] 芘单位焦油释放量由2008年的0.98ng/mg降低为2014年的0.69ng/mg，特别是2014年，在全国单位焦油苯并 [a] 芘释放量上升的形势下，A企业产品首次低于全国平均水平。A企业产品单位焦油苯并 [a]芘释放量与全国平均水平比较图如图7-33所示。

图7-33 A企业产品单位焦油苯并 [a] 芘释放量与全国平均水平比较图

二、降焦减害集成技术应用实例

国内某中烟公司，根据公司品牌“B”主规格产品辅材/配方参数特点、有害成分释放量状况，结合公司品牌发展的战略规划，将综合降焦减害技术体系针对性地应用于指导各主导规格产品的改造和低害新产品的开发中，切实有效地降低了品牌的危害性。

1. 品牌降焦减害的集成设计方案

2010年该中烟公司在卷烟降焦方面取得良好的成效，但在卷烟减害方面进展缓慢，“B”品牌减害形势严峻。因此，公司着力加快常规减害技术在生产中的转化应用，推进减害技术研究成果的落地应用，通过减害预测模型指导“B”品牌高焦油主规格产品7种辅材参数和3种配方参数的优化调整，力争短时间内有效降低“B”卷烟烟气有害成分和危害指数。结合品牌的产量目标规划，到2011年品牌卷烟危害指数将降至8.5；到2012年度，“B”品牌卷烟危害指数将降至8.3；到2013-2015年度，“B”品牌卷烟危害指数将维持在8.2（见表7-7）。

2. 品牌降焦减害技术的集成应用

根据制定的减害方案，2011～2015年度该中烟逐步对“B”品牌卷烟重点规格产品的7种辅材参数和3种配方参数进行优化调整如表7-7所示，具体调整措施如下：

（1）提高卷烟纸透气度和定量2011年度通过对B（软灰）的改造（透气度从50CU到60CU，定量从28g/m²到32g/m² ），以及在“B”通系高端卷烟和低焦卷烟开发中采用较高透气度和定量的卷烟纸，提高了“B”品牌卷烟的卷烟纸透气度和定量，从而有利于危害指数的降低。(www.daowen.com)

（2）提高卷烟纸助燃剂含量和钾盐比例 2011年度通过对B（白）的改造（助剂含量增加2‰，K∶Na比例由2∶1升至7∶1），以及在“B”通系高端卷烟和低焦卷烟开发中采用较高助燃剂含量和钾含量的卷烟纸，提高了“B”品牌助燃剂含量和钾含量比重，从而有效降低B（白）和“B”品牌卷烟有害成分和危害指数。

（3）提高滤嘴吸阻和通风率 由于滤嘴吸阻和通风率变化，对“B”经典系类产品感官质量的影响比较大，同时可能会改变其加工工艺条件，因此在“B”经典系类产品改造中没有对其滤嘴吸阻和通风率进行调整，但是在通系产品和纯系低焦产品均采用通风和高吸阻的降焦减害技术。

表7-7 2011～2015年度“B”品牌卷烟减害降焦实施措施及危害指数预测

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注：*代表2010年度该中烟技术中心实测值。

（4）提高三丝掺兑比例、提高梗丝和薄片的占比2011-2015年度，主要通过“经典”系列产品的配方改造和低焦产品的开发，逐步提高了“B”品牌卷烟三丝掺兑总量，其年增幅＞10%。由于薄片和梗丝的减害效果要优于膨胀丝，在进行配方改造和新产品开发时，优先选择薄片和梗丝进行减害实验。

3. 品牌降焦减害技术的应用效果

（1）品牌危害指数 2011-2015年度该中烟通过卷烟辅材设计参数和配方设计参数两方面对“B”品牌卷烟产品进行相应的优化调整，实现了“B”品牌主规格卷烟烟气有害成分和危害指数的有效降低，达到了预期的减害效果。品牌危害指数下降约10%；大部分有害成分均显著降低。

表7-8将有害成分和危害指数的预期结果与国家局的实测值进行了比对分析，从结果可知：通过减害预测模型对主规格卷烟的指导应用，各个规格卷烟危害指数如期降低，且偏差基本小于8%，品牌卷烟烟气CO、HCN、NNK、氨和B[a]P的加权平均释放量基本按期实现降低的目的。

表7-8 H的数学模型预测值与实际测试值的偏差

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（2）重点规格卷烟有害成分及危害指数 2011-2015年度，该中烟选择“B（白）”（三类烟，12 mg）、“B（红）”（二类烟，12 mg）和“B（豪情）”（四类烟，12 mg）作为研究载体，以NH₃、苯酚和B [a] P为重要研究对象，通过应用常规减害技术对产品的减害改造，从而实现“B（白）”、“B（红）”和“B（豪情）”烟气有害成分和危害指数的下降。此外，通过减害技术的应用，降低了“B（蓝）”（三类烟，8 mg）烟气单位焦油有害成分和危害指数的释放量。

①降低“B（白）”卷烟有害成分及危害指数：通过表7-9可知，2011-2015年度通过“助燃剂含量”、“助燃剂类型”、“薄片含量”、“梗丝含量”和“膨胀丝含量”5个参数对“B（白）”卷烟进行相应的优化调整，实现了“B（白）”卷烟烟气CO、氨、B[a] P、苯酚和危害指数的有效降低。

表7-9“B（白） ”卷烟烟气有害成分及危害指数的年度状况

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②选择性降低“B（红） ”烟气中B[a]P：通过表7-10和图7-34可知，2011-2015年度该中烟通过“膨胀烟丝含量”和“薄片含量”2个配方参数优化对“B（红） ”卷烟进行相应的调整，在焦油变化不大的情况下，选择性降低了“B（红） ”卷烟烟气中B[a]P，B[a]P选择性降低率的年度平均值接近14%；此外，2011-2012年度氨和苯酚也呈现不同程度选择性下降。

表7-10“B（红） ”卷烟烟气有害成分和危害指数

图7-34 2011～2015年度“B（红） ”卷烟烟气中B [a] P选择性降低率

③降低“B（豪情）”烟气中氨、苯酚和危害指数：以“B（豪情）”为载体，降低膨胀丝的使用比例并提高薄片和梗丝的使用比例，同时提高下部烟叶使用比例，实现“B（豪情）”卷烟烟气中苯酚、氨和危害指数的有效降低。如表7-11和图7-35所示：“B（豪情）”危害指数逐年下降，平均降低率0.3；苯酚和B [a] P显著下降，其中，苯酚下降幅度＞20%，HCN和氨也有一定程度降低。

表7-11“B（豪情）”卷烟烟气中苯酚、氨和危害指数

④降低“B（蓝）”烟气中单位焦油危害指数和有害成分：以“B（蓝）”为载体，通过调整国内主要原料产地的使用比例（即减小云南烟叶的使用比例并增加贵州和该烟叶使用比例），并提高薄片的使用比例，实现“B（蓝）”卷烟单位焦油B[a] P、苯酚和危害指数的有效降低。如表7-12和图7-36所示：2011-2015年度“B（蓝）”卷烟单位焦油危害指数均同比2010年下降；单位焦油B [a] P释放量呈逐年下降趋势，平均降低率为6%左右；单位焦油苯酚释放量同比2010年也呈现不同程度下降。其他有害成分变化如下：单位焦油CO呈现下降趋势；单位焦油巴豆醛呈现上升趋势；其他有害成分单位焦油释放量变化较小。

图7-35“B（豪情） ”卷烟烟气中有害成分和危害指数降低率的年度变化

表7-12 降低“B（蓝） ”危害指数和有害成分释放量结果

图7-36 降低“B（蓝） ”单位焦油危害指数和有害成分释放量结果