煙草有機廢棄物資源化利用研究進展 李超 王冰 李明洋 劉丹丹 徐建雪 黎娟 引用本文 李超 王冰 李明洋 劉丹丹 徐建雪 黎娟 煙草有機廢棄物資源化利用研究進展 J 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2024 43 7 1435 1448 在線閱讀 View online https doi org 10 11654 jaes 2023 0122 您可能感興趣的其他文章 Articles you may be interested in 養(yǎng)殖業(yè)污染防控技術(shù)研究態(tài)勢的文獻計量分析 李紅娜 姜凱陽 徐海圣 常志州 吳華山 朱昌雄 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2021 40 6 1314 1325 https doi org 10 11654 jaes 2020 1378 蔬菜廢棄物蚯蚓堆肥對雞毛菜生長的影響 王亞利 楊光 熊才耘 謝尚宏 李銀生 曹林奎 趙琦 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2017 36 10 2129 2135 https doi org 10 11654 jaes 2017 0335 同源豬場廢棄物對土壤 生菜系統(tǒng)銅鋅遷移的影響 唐明燈 王艷紅 余丹妮 李盟軍 李義純 李林峰 艾紹英 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2019 38 9 2111 2120 https doi org 10 11654 jaes 2018 1206 汽爆預(yù)處理對廢棄烤后煙葉產(chǎn)甲烷潛力的影響 黃弘毅 薛寒光 李超 黎娟 王冠華 邵思 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2020 39 8 1854 1861 https doi org 10 11654 jaes 2020 0310 稻田氨揮發(fā)損失及減排技術(shù)研究進展 肖其亮 朱堅 彭華 李勝男 紀雄輝 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2021 40 1 16 25 https doi org 10 11654 jaes 2020 0767 關(guān)注微信公眾號 獲得更多資訊信息農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報 J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 4 4 3 7 1 4 3 5 1 4 4 8 2 0 2 4 年 7 月 李 超 王 冰 李 明 洋 等 煙 草 有 機 廢 棄 物 資 源 化 利 用 研 究 進 展 J 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報 2 0 2 4 4 3 7 1 4 3 5 1 4 4 8 L I C W A N G B L I M Y e t a l P r o g r e s s a n d p r o s p e c t s o f r e s e a r c h o n r e s o u r c e u t i l i z a t i o n o f t o b a c c o o r g a n i c w a s t e J J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 4 4 3 7 1 4 3 5 1 4 4 8 煙 草 有 機 廢 棄 物 資 源 化 利 用 研 究 進 展 李 超 1 2 王 冰 2 3 李 明 洋 1 2 劉 丹 丹 4 徐 建 雪 2 5 黎 娟 2 5 1 湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 機 電 工 程 學(xué) 院 長 沙 4 1 0 1 2 8 2 湖 南 省 厭 氧 過 程 控 制 與 智 能 化 儀 器 工 程 技 術(shù) 研 究 中 心 長 沙 4 1 0 1 0 0 3 湖 南 大 學(xué) 環(huán) 境 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 長 沙 4 1 0 0 8 2 4 中 國 煙 草 總 公 司 鄭 州 煙 草 研 究 院 鄭 州 4 5 0 0 0 1 5 湖 南 碧 臣 環(huán) 境 能 源 有 限 公 司 長 沙 4 1 0 1 0 0 P r o g r e s s a n d p r o s p e c t s o f r e s e a r c h o n r e s o u r c e u t i l i z a t i o n o f t o b a c c o o r g a n i c w a s t e L I C h a o 1 2 W A N G B i n g 2 3 L I M i n g y a n g 1 2 L I U D a n d a n 4 X U J i a n x u e 2 5 L I J u a n 2 5 1 S c h o o l o f M e c h a n i c a l 2 H u n a n E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r f o r A D P r o c e s s C o n t r o l a n d I n t e l l i g e n t I n s t r u m e n t C h a n g s h a 4 1 0 1 0 0 C h i n a 3 C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g H u n a n U n i v e r s i t y C h a n g s h a 4 1 0 0 8 2 C h i n a 4 Z h e n g z h o u T o b a c c o R e s e a r c h I n s t i t u t e o f C N T C Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 C h i n a 5 N o v a S k a n t e k H u n a n E n v i r o n E n e r g y C o L t d C h a n g s h a 4 1 0 1 0 0 C h i n a A b s t r a c t T o b a c c o o r g a n i c w a s t e r e f e r s t o t h e w a s t e s e c o n d a r y t o b a c c o l e a v e s s o o t t o b a c c o d u s t a n d t o b a c c o s t a l k s g e n e r a t e d d u r i n g t h e p r o c e s s o f i n d u s t r i a l t o b a c c o p r o d u c t i o n O w i n g t o t h e t o x i c i t y o f n i c o t i n e i n t o b a c c o w a s t e o n s o i l m i c r o o r g a n i s m s i n a p p r o p r i a t e t r e a t m e n t m e t h o d s w i l l n o t o n l y w a s t e b i o m a s s b u t a l s o a g g r a v a t e e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n T h e r e s o u r c e u t i l i z a t i o n o f t o b a c c o w a s t e w h i c h c a n 收 稿 日 期 2 0 2 3 0 2 2 2 錄 用 日 期 2 0 2 3 1 2 2 9 作 者 簡 介 李 超 1 9 8 2 男 博 士 教 授 研 究 方 向 為 農(nóng) 業(yè) 生 物 環(huán) 境 與 能 源 工 程 E m a i l c h a o l i h u n a u e d u c n 基 金 項 目 湖 南 省 厭 氧 過 程 控 制 與 智 能 化 儀 器 工 程 技 術(shù) 研 究 中 心 項 目 2 0 2 2 T P 2 0 7 4 P r o j e c t s u p p o r t e d H u n a n E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r f o r A D P r o c e s s C o n t r o l a n d I n t e l l i g e n t I n s t r u m e n t 2 0 2 2 T P 2 0 7 4 摘 要 煙 草 有 機 廢 棄 物 指 煙 草 工 業(yè) 生 產(chǎn) 和 加 工 過 程 中 產(chǎn) 生 的 廢 次 煙 葉 煙 灰 煙 末 和 煙 梗 等 有 機 固 體 廢 物 由 于 煙 草 廢 棄 物 中 煙 堿 對 土 壤 微 生 物 的 毒 性 作 用 其 不 合 理 的 處 置 方 式 不 僅 會 造 成 資 源 浪 費 還 會 加 劇 環(huán) 境 污 染 煙 草 廢 棄 物 的 資 源 化 利 用 在 降 低 污 染 的 同 時 還 能 回 收 能 源 對 推 動 我 國 煙 草 行 業(yè) 綠 色 低 碳 和 可 持 續(xù) 發(fā) 展 具 有 重 要 意 義 為 優(yōu) 化 煙 草 廢 棄 物 資 源 化 利 用 途 徑 提 升 資 源 化 利 用 效 率 本 文 首 先 結(jié) 合 煙 草 廢 棄 物 國 內(nèi) 外 最 新 研 究 進 展 系 統(tǒng) 梳 理 了 煙 草 廢 棄 物 中 有 效 化 合 物 的 提 取 方 法 及 利 用 途 徑 并 歸 納 了 現(xiàn) 有 材 料 化 制 備 技 術(shù) 闡 述 了 肥 料 化 利 用 形 式 其 次 對 能 源 化 利 用 手 段 及 可 行 性 進 行 了 分 析 最 后 對 煙 草 廢 棄 物 資 源 化 利 用 進 行 了 展 望 以 期 為 煙 草 綠 色 低 碳 生 產(chǎn) 體 系 發(fā) 展 提 供 一 定 的 參 考 關(guān) 鍵 詞 煙 草 廢 棄 物 資 源 化 利 用 堆 肥 厭 氧 發(fā) 酵 中 圖 分 類 號 X 7 9 5 文 獻 標 志 碼 A 文 章 編 號 1 6 7 2 2 0 4 3 2 0 2 4 0 7 1 4 3 5 1 4 d o i 1 0 1 1 6 5 4 j a e s 2 0 2 3 0 1 2 2 開 放 科 學(xué) O S I D農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報 第 4 3 卷 第 7 期 煙 草 有 機 廢 棄 物 主 要 來 源 于 煙 草 種 植 中 和 原 料 加 工 中 產(chǎn) 生 的 兩 大 類 廢 棄 物 1 具 體 包 括 煙 葉 采 收 留 下 的 煙 稈 底 腳 葉 病 害 植 株 烘 烤 后 的 不 合 格 煙 葉 次 等 煙 葉 復(fù) 烤 過 程 中 挑 選 出 的 霉 變 煙 葉 煙 梗 及 卷 煙 加 工 產(chǎn) 生 的 廢 煙 絲 煙 末 等 2 煙 草 N i c o t i a n a t a b a c u m L 作 為 嗜 好 類 經(jīng) 濟 作 物 具 有 十 分 可 觀 的 經(jīng) 濟 價 值 很 多 國 家 都 將 煙 草 產(chǎn) 業(yè) 作 為 增 加 財 政 收 入 的 重 要 手 段 據(jù) 統(tǒng) 計 2 0 2 0 年 我 國 煙 草 行 業(yè) 帶 來 的 工 商 稅 利 總 額 高 達 1 2 8 萬 億 元 繳 納 稅 收 占 全 國 財 政 總 收 入 1 0 以 上 3 現(xiàn) 今 煙 草 主 要 用 于 制 成 卷 煙 旱 煙 斗 煙 雪 茄 煙 等 供 人 吸 食 4 除 此 之 外 煙 草 還 有 多 種 醫(yī) 療 用 途 我 國 作 為 世 界 上 最 大 的 煙 草 生 產(chǎn) 和 消 費 國 無 論 是 煙 草 栽 種 面 積 產(chǎn) 量 還 是 煙 草 制 品 產(chǎn) 量 吸 煙 人 數(shù) 都 居 世 界 之 首 5 其 中 云 南 貴 州 和 河 南 是 我 國 煙 草 產(chǎn) 量 最 大 的 3 個 省 份 6 聯(lián) 合 國 糧 食 及 農(nóng) 業(yè) 組 織 F A O 官 方 統(tǒng) 計 數(shù) 據(jù) 顯 示 我 國 2 0 2 0 年 煙 草 種 植 總 面 積 達 9 3 9 1 萬 h m 2 煙 葉 產(chǎn) 量 高 達 2 1 3 5 3 萬 t 7 伴 隨 著 煙 草 的 生 產(chǎn) 加 工 大 量 煙 草 廢 棄 物 隨 之 產(chǎn) 生 煙 草 采 收 過 程 中 被 丟 棄 的 生 物 產(chǎn) 量 近 乎 占 到 其 總 生 物 產(chǎn) 量 的 6 0 8 剩 下 的 煙 草 原 料 的 2 0 2 5 也 不 能 用 于 卷 煙 生 產(chǎn) 9 煙 草 有 機 廢 棄 物 的 有 機 質(zhì) 含 量 豐 富 具 有 很 高 的 利 用 價 值 然 而 受 傳 統(tǒng) 農(nóng) 業(yè) 煙 草 種 植 習(xí) 慣 的 影 響 煙 稈 底 腳 葉 及 不 合 格 煙 葉 等 煙 草 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 在 大 多 數(shù) 煙 區(qū) 仍 采 用 集 中 焚 燒 及 填 埋 方 式 處 理 1 0 從 而 會 對 周 邊 環(huán) 境 造 成 一 定 程 度 的 污 染 而 在 打 葉 復(fù) 烤 和 卷 煙 制 造 生 產(chǎn) 過 程 中 對 于 失 去 預(yù) 期 使 用 價 值 的 煙 草 原 料 廢 棄 物 1 1 可 篩 選 部 分 進 行 回 收 加 工 用 于 制 造 煙 草 薄 片 膨 脹 梗 絲 和 膨 脹 煙 絲 以 再 利 用 1 2 剩 余 不 可 回 收 的 煙 草 原 料 廢 棄 物 多 采 用 粉 碎 毀 形 及 焚 燒 的 方 式 處 理 1 3 這 在 造 成 資 源 浪 費 的 同 時 焚 燒 的 煙 氣 中 含 有 的 大 量 尼 古 丁 及 甲 醛 等 致 癌 物 質(zhì) 還 會 造 成 嚴 重 的 生 態(tài) 環(huán) 境 污 染 并 威 脅 人 體 健 康 1 4 近 年 來 世 界 范 圍 內(nèi) 對 環(huán) 境 治 理 和 煙 草 廢 棄 物 資 源 化 利 用 越 來 越 重 視 世 界 衛(wèi) 生 組 織 W T O 2 0 1 7 年 的 報 告 煙 草 及 其 環(huán) 境 影 響 概 述 1 5 呼 吁 全 世 界 關(guān) 注 每 年 煙 草 種 植 烘 烤 包 裝 和 制 造 所 帶 來 的 環(huán) 境 負 擔(dān) 1 6 聯(lián) 合 國 在 全 世 界 可 持 續(xù) 發(fā) 展 目 標 S D G 框 架 中 明 確 提 出 在 2 0 3 0 年 實 現(xiàn) 對 化 學(xué) 品 及 所 有 廢 棄 物 生 命 周 期 的 無 害 化 管 理 1 7 但 煙 草 廢 棄 物 的 處 理 還 是 參 考 固 體 廢 物 等 的 方 法 以 填 埋 與 焚 燒 處 理 為 主 而 面 向 食 品 醫(yī) 藥 化 工 及 能 源 等 行 業(yè) 領(lǐng) 域 的 生 物 處 理 能 源 回 收 及 非 煙 物 質(zhì) 的 提 取 1 1 等 技 術(shù) 還 有 待 進 一 步 發(fā) 掘 煙 草 廢 棄 物 多 元 化 和 資 源 化 處 理 體 系 還 不 甚 健 全 我 國 實 行 煙 草 專 賣 體 制 為 杜 絕 煙 草 專 賣 品 外 流 定 點 企 業(yè) 統(tǒng) 一 銷 毀 煙 草 廢 棄 物 2 0 0 6 年 國 家 煙 草 專 賣 局 針 對 煙 草 廢 棄 物 流 向 非 法 煙 廠 的 問 題 提 出 了 國 家 煙 草 專 賣 局 關(guān) 于 加 強 殘 次 和 廢 棄 煙 草 專 賣 品 管 理 的 通 知 國 煙 法 2 0 0 6 3 7 5 號 明 確 指 出 殘 次 和 廢 棄 煙 草 專 賣 品 除 再 造 煙 葉 及 煙 草 薄 片 回 收 利 用 外 必 須 予 以 銷 毀 2 0 2 0 年 國 家 煙 草 專 賣 局 出 臺 了 國 家 煙 草 專 賣 局 關(guān) 于 加 強 廢 棄 煙 草 專 賣 品 處 置 監(jiān) 管 工 作 的 通 知 國 煙 專 2 0 2 0 8 0 號 指 出 在 防 止 煙 草 專 賣 品 流 入 卷 煙 制 假 窩 點 用 于 生 產(chǎn) 煙 堿 的 目 標 基 礎(chǔ) 上 倡 導(dǎo) 安 全 環(huán) 保 及 高 效 處 理 方 式 拓 寬 了 銷 毀 途 徑 除 毀 形 焚 燒 及 填 埋 外 還 可 采 用 堆 肥 的 資 源 化 處 理 方 式 但 目 前 煙 草 廢 棄 物 整 體 利 用 率 仍 然 較 低 以 云 南 省 為 例 其 煙 草 廢 棄 物 綜 合 利 用 率 僅 達 4 0 1 8 近 年 來 電 子 煙 等 新 型 煙 草 制 品 快 速 興 起 煙 草 行 業(yè) 產(chǎn) 生 重 大 變 革 水 果 味 等 類 型 的 電 子 煙 逐 步 發(fā) 展 為 電 子 煙 市 場 的 主 流 市 場 占 比 超 9 0 1 9 然 而 受 到 控 煙 政 策 稅 收 政 策 以 及 人 們 健 康 意 識 增 強 等 因 素 影 響 全 球 煙 草 行 業(yè) 市 場 規(guī) 模 近 年 來 表 現(xiàn) 萎 靡 2 0 1 3 2 0 2 0 年 的 年 復(fù) 合 增 速 僅 為 2 2 0 2 2 年 3 月 1 1 日 國 家 煙 草 專 賣 局 發(fā) 布 的 電 子 煙 管 理 辦 法 法 1 9 中 明 確 規(guī) 定 禁 止 銷 售 除 煙 草 口 味 外 的 調(diào) 味 電 子 煙 和 可 自 行 添 加 霧 化 物 的 電 子 煙 這 意 味 著 電 子 煙 精 油 添 加 劑 必 須 為 煙 草 本 味 水 果 味 等 新 穎 非 煙 草 調(diào) 味 電 子 煙 正 式 禁 售 隨 著 監(jiān) 管 政 策 的 逐 步 落 實 會 在 很 大 程 度 上 加 大 電 子 煙 中 煙 用 香 精 香 料 的 需 求 為 煙 草 廢 s i m u l t a n e o u s l y r e d u c e p o l l u t i o n a n d r e c o v e r e n e r g y i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e t o p r o m o t e t h e g r e e n l o w c a r b o n a n d s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t o f C h i n a s t o b a c c o i n d u s t r y T o i m p r o v e t h e e f f i c i e n c y o f r e s o u r c e u t i l i z a t i o n f r o m t o b a c c o w a s t e t h i s s t u d y p r o v i d e s a n o v e r v i e w o f t h e l a t e s t r e s e a r c h p r o g r e s s s y s t e m a t i c a l l y i n t r o d u c e s t h e e x t r a c t i o n a n d u t i l i z a t i o n m e t h o d s o f e f f e c t i v e c o m p o u n d s f r o m t o b a c c o w a s t e s u m m a r i z e t h e e x i s t i n g p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y o f r a w m a t e r i a l u t i l i z a t i o n a s f e r t i l i z e r a n d a n a l y z e s e n e r g y u t i l i z a t i o n f e a s i b i l i t y F i n a l l y t h e p r o s p e c t o f u t i l i z a t i o n o f t o b a c c o w a s t e a s a r e s o u r c e h a v e b e e n d i s c u s s e d p r o v i d i n g t e c h n i c a l r e f e r e n c e f o r t h e g r e e n a n d l o w c a r b o n c i r c u l a r d e v e l o p m e n t o f t o b a c c o p r o d u c t i o n s y s t e m K e y w o r d s t o b a c c o w a s t e r e s o u r c e u t i l i z a t i o n c o m p o s t a n a e r o b i c d i g e s t i o n 1 4 3 6李 超 等 煙 草 有 機 廢 棄 物 資 源 化 利 用 研 究 進 展 2 0 2 4 年 7 月 w w w a e s o r g c n 棄 物 熱 解 制 備 煙 草 香 味 化 合 物 等 資 源 化 利 用 工 藝 發(fā) 展 提 供 了 新 的 機 遇 2 0 在 碳 中 和 新 形 勢 下 煙 草 行 業(yè) 如 何 加 強 內(nèi) 部 資 源 綜 合 利 用 效 率 提 升 循 環(huán) 利 用 水 平 成 為 了 煙 草 綠 色 低 碳 循 環(huán) 發(fā) 展 的 迫 切 需 求 本 文 就 煙 草 廢 棄 物 的 利 用 現(xiàn) 狀 和 最 新 研 究 成 果 進 行 綜 述 指 出 了 煙 草 廢 棄 物 多 途 徑 資 源 化 利 用 的 巨 大 發(fā) 展 空 間 和 應(yīng) 用 前 景 以 期 為 煙 草 廢 棄 物 綜 合 利 用 的 高 值 化 無 害 化 和 高 效 化 道 路 提 供 技 術(shù) 支 撐 1 煙 草 基 本 特 性 1 1 煙 草 植 物 學(xué) 特 性 煙 草 屬 雙 子 葉 植 物 綱 D i c o t y l e d o n e a c 管 花 目 T u b i f l o r a e 茄 科 S o l a n a c e a e 煙 草 屬 N i c o t i a n a 作 物 2 1 廣 泛 種 植 于 北 緯 5 5 至 南 緯 4 0 之 間 成 熟 煙 草 一 般 由 根 莖 葉 和 花 組 成 主 莖 的 高 度 從 十 幾 厘 米 到 幾 百 厘 米 之 間 單 葉 互 生 葉 形 變 化 較 大 聚 傘 狀 花 序 花 色 有 黃 色 白 色 紫 色 和 紅 色 等 莖 葉 和 花 萼 都 有 腺 毛 能 分 泌 黏 液 2 2 我 國 作 為 世 界 上 最 主 要 的 煙 草 生 產(chǎn) 國 有 著 豐 富 的 煙 草 種 質(zhì) 資 源 截 至 2 0 1 7 年 底 我 國 已 保 存 煙 屬 種 質(zhì) 資 源 5 7 6 7 份 位 居 世 界 第 一 2 3 煙 草 種 質(zhì) 資 源 可 分 為 烤 煙 晾 曬 煙 白 肋 煙 雪 茄 煙 香 料 煙 黃 花 煙 和 野 生 煙 等 類 型 2 4 我 國 已 種 植 煙 草 種 質(zhì) 資 源 2 3 8 5 份 其 中 烤 煙 有 1 3 0 5 份 其 生 產(chǎn) 量 最 大 占 全 國 煙 葉 總 產(chǎn) 量 的 8 0 2 5 此 外 我 國 晾 曬 煙 資 源 也 非 常 豐 富 共 7 1 1 份 占 2 9 8 1 分 布 較 為 集 中 的 省 份 有 云 南 湖 南 湖 北 貴 州 山 東 等 2 6 我 國 還 分 布 有 白 肋 煙 黃 花 煙 香 料 煙 雪 茄 煙 野 生 煙 及 馬 里 蘭 煙 但 種 質(zhì) 資 源 和 種 植 面 積 均 有 限 分 別 占 我 國 煙 葉 總 產(chǎn) 量 的 4 4 0 4 7 8 2 4 7 2 0 1 1 5 1 和 0 2 9 2 7 1 2 煙 草 廢 棄 物 特 性 從 煙 草 種 植 到 卷 煙 制 品 加 工 完 成 有 許 多 復(fù) 雜 的 工 藝 環(huán) 節(jié) 不 同 環(huán) 節(jié) 會 產(chǎn) 生 不 同 類 型 的 煙 草 廢 棄 物 目 前 煙 草 廢 棄 物 主 要 有 煙 草 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 及 煙 草 原 料 廢 棄 物 主 要 包 括 煙 稈 2 8 底 腳 葉 及 廢 棄 鮮 煙 葉 2 9 不 合 格 煙 葉 3 0 次 等 煙 葉 5 煙 梗 3 1 以 及 煙 末 2 研 究 表 明 煙 草 生 產(chǎn) 中 有 6 0 的 生 物 量 不 能 用 于 卷 煙 生 產(chǎn) 煙 草 廢 棄 物 產(chǎn) 量 巨 大 估 計 每 年 全 行 業(yè) 會 產(chǎn) 生 3 0 0 萬 t 煙 草 廢 棄 物 3 2 煙 草 廢 棄 物 產(chǎn) 生 流 程 圖 詳 見 圖 1 煙 草 有 機 廢 棄 物 主 要 化 學(xué) 成 分 的 種 類 與 煙 葉 類 似 含 量 上 略 有 差 異 煙 草 有 機 廢 棄 物 除 含 有 豐 富 的 糖 類 物 質(zhì) 纖 維 素 木 質(zhì) 素 木 糖 等 多 種 天 然 植 物 素 煙 堿 菲 汀 等 及 維 生 素 V E V K 2 以 外 還 含 有 豐 富 的 煙 草 葉 蛋 白 及 氮 磷 鉀 等 礦 物 質(zhì) 元 素 2 與 烤 后 煙 葉 中 鉀 含 量 1 8 4 2 7 2 3 3 相 比 煙 梗 的 鉀 含 圖 1 煙 草 有 機 廢 棄 物 產(chǎn) 生 流 程 圖 F i g u r e 1 W a y s a n d p r o p o r t i o n o f t o b a c c o w a s t e o r g a n i c g e n e r a t i o n 1 4 3 7農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報 第 4 3 卷 第 7 期 量 更 高 可 達 5 0 2 5 9 5 3 1 而 磷 含 量 較 低 烤 后 煙 葉 磷 含 量 為 0 2 4 5 0 2 9 4 3 3 煙 稈 灰 分 中 磷 含 量 為 1 3 5 3 4 不 同 種 類 煙 草 有 機 廢 棄 物 所 對 應(yīng) 的 物 理 特 性 及 化 學(xué) 成 分 不 同 表 1 其 特 性 及 資 源 化 應(yīng) 用 途 徑 也 有 差 異 煙 草 中 含 4 0 余 種 生 物 堿 包 括 左 旋 煙 堿 毒 藜 堿 去 氫 毒 覃 堿 等 其 中 烤 后 煙 葉 煙 堿 含 量 最 高 占 煙 草 總 生 物 堿 的 9 5 以 上 4 煙 葉 經(jīng) 烘 烤 后 組 織 結(jié) 構(gòu) 變 疏 松 淀 粉 大 量 轉(zhuǎn) 換 成 糖 類 物 質(zhì) 總 糖 量 達 2 5 3 5 3 3 相 對 于 煙 葉 煙 稈 的 煙 堿 含 量 較 低 纖 維 化 程 度 明 顯 高 纖 維 素 半 纖 維 素 和 木 質(zhì) 素 是 其 干 物 質(zhì) 的 主 要 組 成 部 分 同 時 煙 稈 保 水 性 強 且 含 水 量 豐 富 含 水 量 在 9 0 以 上 3 5 2 煙 草 廢 棄 物 資 源 化 利 用 2 1 煙 草 廢 棄 物 中 功 能 成 分 的 提 取 2 1 1 有 效 化 合 物 的 提 取 研 究 表 明 在 煙 草 及 煙 氣 中 能 檢 測 出 近 9 6 0 0 種 化 學(xué) 成 分 4 8 其 中 煙 草 中 化 學(xué) 物 質(zhì) 有 3 3 0 0 多 種 4 9 具 有 很 高 的 應(yīng) 用 價 值 從 煙 草 廢 棄 物 中 可 提 取 茄 尼 醇 綠 原 酸 煙 堿 植 物 蛋 白 和 果 膠 等 重 要 原 料 用 于 化 工 食 品 及 醫(yī) 藥 領(lǐng) 域 5 0 隨 著 科 技 的 進 步 煙 草 綠 色 新 型 提 取 工 藝 也 取 得 了 迅 速 發(fā) 展 相 比 傳 統(tǒng) 的 水 蒸 氣 蒸 餾 和 有 機 溶 劑 萃 取 法 超 聲 波 輔 助 微 波 輔 助 及 超 臨 界 C O 2 法 等 新 型 提 取 法 因 其 提 取 溫 度 低 時 間 短 和 效 率 高 等 特 點 而 得 到 了 廣 泛 的 應(yīng) 用 1 黃 飛 等 5 1 利 用 微 波 輔 助 法 對 廢 棄 煙 葉 進 行 了 煙 堿 提 取 的 工 藝 優(yōu) 化 結(jié) 果 表 明 微 波 輔 助 法 的 提 取 效 率 遠 高 于 傳 統(tǒng) 提 取 法 在 最 佳 工 藝 條 件 下 煙 堿 的 提 取 率 高 達 9 8 6 8 朱 松 等 5 2 發(fā) 現(xiàn) 超 聲 波 輔 助 酶 法 對 煙 草 中 綠 原 酸 和 煙 堿 的 提 取 具 有 顯 著 的 促 進 作 用 最 佳 提 取 條 件 下 煙 葉 中 煙 堿 茄 尼 醇 及 綠 原 酸 的 提 取 率 分 別 高 達 9 5 4 2 8 2 3 5 及 9 3 6 5 但 該 微 波 輔 助 提 取 法 還 僅 限 于 實 驗 室 規(guī) 模 并 未 真 正 運 用 到 工 業(yè) 實 踐 中 孫 高 軍 等 5 3 的 研 究 表 明 采 用 熱 水 浸 提 煙 葉 多 糖 的 最 有 條 件 為 浸 提 劑 為 蒸 餾 水 溫 度 為 8 0 料 液 比 為 1 6 0 時 間 為 3 0 m i n 浸 提 兩 次 多 糖 提 取 率 可 達 4 0 8 Y u a n 等 5 4 在 1 2 0 1 6 0 微 波 水 熱 條 件 下 從 煙 葉 和 煙 稈 中 提 取 非 結(jié) 構(gòu) 性 單 糖 多 糖 結(jié) 果 表 明 在 煙 葉 和 煙 稈 中 的 最 高 產(chǎn) 量 分 別 為 1 1 8 6 和 1 2 0 3 L i n 等 5 5 提 出 了 一 種 全 面 高 值 化 利 用 策 略 通 過 將 海 水 與 微 波 水 熱 方 法 結(jié) 合 碳 水 化 合 物 轉(zhuǎn) 化 率 可 高 達 9 1 5 利 用 無 機 鹽 提 高 了 水 熱 殘 渣 熱 解 生 物 油 中 的 芳 香 類 化 合 物 含 量 其 中 苯 和 苯 酚 類 化 合 物 的 含 量 高 達 3 7 5 和 3 6 4 生 物 炭 等 副 產(chǎn) 物 可 用 作 吸 附 材 料 去 除 環(huán) 境 中 的 污 染 物 J o k i 等 5 6 首 次 使 用 亞 臨 界 水 提 取 技 術(shù) 從 不 同 類 型 的 工 業(yè) 煙 草 廢 物 中 提 取 活 性 化 合 物 結(jié) 果 表 明 與 莖 稈 煙 灰 糠 等 其 他 廢 料 相 比 碎 煙 葉 除 了 煙 堿 含 量 更 高 外 其 還 富 含 蕓 香 苷 3 4 二 羥 基 丁 酸 3 4 D H B A 和 綠 原 酸 等 酚 酸 以 及 煙 酰 胺 和 煙 酸 等 化 合 物 并 基 于 所 得 結(jié) 果 提 出 了 尼 古 丁 在 亞 臨 界 水 中 的 降 解 機 理 由 此 可 見 煙 草 有 機 廢 棄 物 化 合 物 相 關(guān) 提 取 技 術(shù) 近 1 0 年 取 得 了 飛 速 發(fā) 展 主 要 化 合 物 煙 堿 綠 原 酸 及 茄 尼 醇 的 提 取 率 均 在 9 0 以 上 提 取 純 度 高 達 9 5 5 7 利 用 也 更 為 廣 泛 表 2 2 1 2 香 精 香 料 的 提 取 煙 草 香 精 香 料 是 卷 煙 生 產(chǎn) 中 必 不 可 少 的 物 質(zhì) 在 改 善 卷 煙 口 感 突 出 煙 草 風(fēng) 格 方 面 有 重 要 的 作 用 6 2 2 0 0 4 年 初 高 香 氣 低 焦 油 低 危 害 的 中 式 卷 煙 理 念 的 出 臺 大 力 推 動 了 煙 草 香 精 香 料 在 各 研 究 領(lǐng) 域 中 的 發(fā) 展 6 3 Y i n 等 6 4 采 用 色 譜 法 和 偏 最 小 二 乘 回 歸 分 析 了 煙 葉 中 糖 類 煙 草 生 物 堿 有 機 酸 氨 基 酸 和 4 種 離 子 化 合 物 等 煙 葉 組 成 其 可 通 過 美 拉 德 反 應(yīng) 成 為 重 要 的 致 香 物 質(zhì) 并 分 析 了 淡 香 卷 煙 產(chǎn) 品 中 清 新 花 香 和 酸 性 香 氣 等 的 香 氣 品 質(zhì) 特 征 煙 草 中 致 香 成 分 復(fù) 雜 按 致 香 基 團 的 不 同 分 為 酸 類 醇 類 酮 類 醛 類 酯 類 內(nèi) 酯 類 酚 類 氮 雜 環(huán) 類 呋 喃 類 酰 胺 類 醚 類 及 烴 類 6 5 段 昊 沅 等 6 6 對 比 了 水 蒸 氣 蒸 餾 法 干 餾 法 與 過 熱 水 蒸 氣 蒸 餾 干 餾 集 成 表 1 煙 草 有 機 廢 棄 物 的 化 學(xué) 成 分 T a b l e 1 C h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f t o b a c c o o r g a n i c w a s t e 原 料 M a t e r i a l 煙 草 秸 稈 2 8 3 6 3 8 廢 棄 鮮 煙 葉 1 3 1 3 9 烤 后 煙 葉 3 6 4 0 4 2 煙 梗 5 3 1 4 3 4 4 煙 末 5 3 1 4 5 4 7 煙 堿 N i c o t i n e 0 6 1 1 8 5 0 0 5 6 7 0 0 8 4 3 8 4 0 4 6 1 1 9 總 糖 T o t a l s u g a r 0 1 3 0 1 6 9 2 7 1 4 1 4 1 5 7 0 3 0 0 2 1 5 0 6 2 0 8 4 1 5 0 1 碳 氮 比 C N 3 8 6 4 1 0 6 1 0 5 9 1 8 5 5 1 7 1 1 1 9 3 2 1 6 4 0 2 6 0 0 1 3 0 0 3 5 8 0 蛋 白 質(zhì) P r o t e i n 5 8 6 6 9 7 5 1 0 7 3 5 7 8 5 1 7 1 5 2 9 8 3 7 2 6 6 9 綜 纖 維 素 H o l o c e l l u l o s e 6 3 2 7 6 8 5 5 2 9 1 0 3 5 3 3 3 6 8 7 3 8 0 9 2 9 4 0 3 9 8 8 2 9 3 9 2 9 4 7 木 質(zhì) 素 L i g n i n 1 8 4 9 2 0 7 4 5 5 3 6 9 1 1 8 7 5 1 9 4 3 4 4 9 9 2 2 4 8 0 5 2 1 灰 分 A s h 5 9 5 6 4 7 1 1 8 8 1 4 3 1 1 0 9 5 1 9 8 4 1 2 8 8 1 5 0 1 1 0 2 2 2 0 1 9 1 4 3 8李 超 等 煙 草 有 機 廢 棄 物 資 源 化 利 用 研 究 進 展 2 0 2 4 年 7 月 w w w a e s o r g c n 等 香 料 制 備 技 術(shù) 在 提 取 的 香 料 組 成 香 氣 特 征 及 品 吸 口 感 方 面 的 差 異 過 熱 水 蒸 氣 蒸 餾 干 餾 集 成 技 術(shù) 下 酮 類 致 香 物 質(zhì) 的 含 量 有 提 升 且 能 得 到 糠 醛 4 5 1 愈 創(chuàng) 木 酚 4 4 5 等 致 香 物 質(zhì) 整 體 提 升 了 烤 香 對 感 官 質(zhì) 量 的 提 升 明 顯 不 同 類 型 煙 葉 中 的 致 香 物 質(zhì) 種 類 基 本 相 同 但 在 含 量 上 有 顯 著 差 異 其 中 新 植 二 烯 茄 酮 糠 醛 大 馬 酮 法 尼 基 丙 酮 巨 豆 三 烯 酮 等 幾 種 致 香 物 質(zhì) 含 量 較 高 主 要 致 香 物 質(zhì) 含 量 和 香 氣 特 征 見 表 3 不 同 煙 草 原 料 經(jīng) 不 同 分 離 方 法 可 得 到 形 態(tài) 不 同 的 產(chǎn) 品 如 精 油 浸 膏 酊 劑 香 脂 和 香 樹 脂 等 7 5 Z h a n g 等 7 6 采 用