一種捲菸煙支保潤性能的評價方法
2023-04-30 22:31:56
一種捲菸煙支保潤性能的評價方法
【專利摘要】本發明公開了一種捲菸煙支保潤性能的評價方法，該方法是在一定溫度下通過建立煙支平衡含水率與環境相對溼度的關係圖，以環境相對溼度為自變量，捲菸煙支的平衡含水率為因變量，建立指數擬合曲線(Y：平衡含水率，T：環境相對溼度)，以係數b1代表煙支的保潤性能，操作簡單，準確便捷。本發明是一種自動化程度高、溫溼度控制水平高且測試效率高的捲菸煙支保潤性能測試和評價方法。
【專利說明】一種捲菸煙支保潤性能的評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及菸草【技術領域】，具體涉及一種捲菸煙支保潤性能的評價方法。
【背景技術】
[0002]增香保潤是行業重大專項之一，近幾年，在該專項上開展了一系列的科研工作，特別是行業內已經開展了一些保潤性能測試方法和評價體系的研究。但是，之前的保潤性能測試和評價主要是針對菸葉，有關捲菸煙支的保潤研究則報導較少。部分研究在涉及捲菸保潤性能時，也只是將菸絲從煙支中剝離後再進行分析。該分析方法雖然可以部分了解捲菸的保潤性能，但是忽略了捲菸紙的作用以及菸絲的堆積形態可能對煙支保潤性能的影響。因此，行業亟需建立一種直接評價捲菸煙支的保潤性能的評價方法。
[0003]對保潤性能測定與評價的主要方法是將菸草樣品放入盛有不同濃度硫酸(調節不同溼度)的乾燥器中，或一定溫溼度條件下的恆溫恆溼箱(實驗室)中，定期取樣稱量，將稱量得出的質量轉化成含水率並繪製出含水率-時間關係曲線圖進行對照比較。此方法可以對菸草或保潤劑的保潤性能進行直觀的定性描述，但是無法給予定量評價，而且取樣過程會干擾到菸草樣品所處的穩定恆溼度環境。此外，很多菸草樣品的含水率-時間關係曲線差別很小，有時會有交叉，無法直接利用含水率-時間關係曲線圖來判斷保潤效果的優劣。
[0004]CN201517986U研發出一套利用手套箱測定菸草含水率的方法，該方法避免了取樣過程對菸草樣品所處穩定溫溼度環境的影響，所得出的菸草含水率-時間的曲線更準確。該方法與前面所述方法相比，在測量方法上有明顯的改進，但在評價方法上還是停留在作圖定性比較的層面。CN102128763A提出了一種保潤性能評價的新方法:使用DVS動態水分吸附分析儀測量菸絲在恆溫恆溼條件下含水率隨時間的變化，待菸草樣品達到平衡時，測定菸絲的幹基重量，計算菸草樣品t時刻的幹基含水率Mt，並繪製幹基含水率Mt隨時間t的變化曲線；當0.4 < Mt-Me/M0-Me < 1.0時，t時刻菸絲幹基含水率Mt值對ta5滿足線性關係，所得直線的斜率就是速率常數k，通過k值可以評價菸絲的保潤性能。該方法可以對菸草或保潤劑的保潤性能進行定性與部分定量的評價，但菸草吸水與失水的過程是相當漫長的過程，一般需要4?5天才能達到平衡，而上述方法中的速率必須在滿足0.4 < Mt-Me/M0-Me <1.0的時間段(一般在0-90min之間)內測量，所以該方法的速率僅代表了 0_90min的平均速率，很難完整地反映整個吸溼或者解溼過程的動態變化，不能夠全面的評價菸草及菸草製品的物理保潤性能。CN102636407A公開了一種菸草物理保潤性能測試方法，該方法包括在菸絲樣品中添加煙用保潤劑和水分、樣品菸絲瓶稱重計算不同時間的即時含水率和作失水率曲線比較步驟。該方法利用測量菸絲的重量差異，根據菸絲的初始含水率計算出菸絲的即時含水率，並計算即時含水率與初始含水率的差異，計算失水率，根據捲菸失水率與時間關係的數據點繪製曲線，根據比較平衡曲線的數值差異，以此作為比較煙用保潤劑物理保潤性能的依據。CN103105341A公開了一種評價菸草保潤性能的方法，該方法按以下步驟進行:測定菸草樣品的初始含水率；利用菸草含水率測量裝置測量菸草樣品在恆定環境中菸絲重量隨時間的變化；根據初始含水率與菸草質量-時間的數據計算菸草樣品含水率-時間的數據；通過菸草樣品含水率對時刻作非線性擬合圖，所擬合的曲線滿足一定的公式；根據公式可以求出任意時間段內解溼(吸溼)平均速率。在菸草樣品初始含水率相近的情況下，將解溼(吸溼)的值作為評價菸草樣品保潤性能的依據。
[0005]然而上述方法仍存在一些不足:(1)環境溫溼度的波動較大，例如有些研究直接用恆溫恆溼箱控制溼度使得環境的溼度波動較大，不能真實反應樣品在一定溼度條件下的保潤性能；(2)環境溫溼度的設定範圍有限，例如有些方法不能建立絕對溼度為0的環境，有些方法不能建立溼度大於75%的環境；(3)測試效率不高，例如有些研究為了使溫溼度保持恆定腔體設計得比較小，因而不能同時測定多個樣品；(4)自動化和集成水平不高，易受人為因素影響引起實驗誤差，例如有些方法需脫離恆溫恆溼環境稱量樣品水分的變化。保潤性能測試方法的不完善直接影響了提高捲菸物理保潤性能的研究，既不利於保潤性能的評價，也不利於新型保潤劑等保潤劑技術和方法的開發。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的第一個技術問題是提供一種捲菸煙支保潤性能的評價方法，該方法可以建立一種自動化程度高、溫溼度控制水平高且測試效率高的捲菸煙支保潤性能測試和評價方法。
[0007]為解決上述技術問題，本發明採用下述技術方案:
[0008]一種捲菸煙支保潤性能的評價方法，包括以下製備步驟:
[0009]I)製備捲菸試樣，將捲菸煙支置於「溫度22°C，相對溼度60%」的條件下平衡48小時，然後從煙支端開始截取I?4cm的煙支作為捲菸試樣；
[0010]2)動態水分吸附的環境溫溼度條件設定如下:首先調節SPSx動態水分吸附儀的溫度為22°C，相對溼度為60%，達到平衡以後，設定環境溫度，相對溼度以1%?20%的步長從最聞減到0 ;
[0011]3)在吸附儀中放入裝捲菸試樣的稱量盤，另放入一個相同的稱量盤作為空白參比盤，然後稱量盤子的皮重；
[0012]4)將捲菸試樣置於稱量盤內，稱量捲菸試樣初始的質量Mtl ；
[0013]5)每間隔I?IOmin自動稱量試樣質量Mi,待質量Mi恆定不變達到平衡後(此時質量記為M)，環境相對溼度由最高溼度按1%?20%的步長自動減到另一溼度條件下，繼續稱量試樣，待試樣質量穩定不變後，繼續按照上述方法變化溼度進行稱量，直至溼度為0試樣達到平衡時，結束測量；
[0014]6)捲菸試樣在「溫度22°C，相對溼度60% 」的條件下平衡48小時後，，放入100°C的烘箱乾燥2小時，測量試樣的初始含水率Ytl=(Gtl-G) AVGtl:乾燥前試樣質量；G:乾燥2小時後試樣質量；
[0015]7)根據捲菸試樣的初始含水率Y0,計算每個相對溼度環境下試樣的平衡含水率Y= (M0*Y0-M0+M) /M ；
[0016]8)以環境相對溼度為自變量，捲菸煙支的平衡含水率為因變量，建立指數擬合曲線y' = ，式中Y:平衡含水率，T:相對溼度，k:擬合方程的常數項，以係數bi代表捲菸煙支的保潤性能。
[0017]優選地，步驟(I)所述的煙支重量允差±20mg，吸阻允差±50Pa，所述的截取的煙支包含捲菸紙。
[0018]優選地，步驟(2)所述環境溫度為5~60°C。
[0019]優選地，步驟(4)所述捲菸試樣數量為I~4支。
[0020]優選地，步驟(5)所述每個溼度條件下試樣平衡所用時間為2~120小時。
[0021]SPSx水分分析儀包括可調節的恆溫恆溼箱、多孔樣品架、稱量盤和樣品室；多孔樣品架設在恆溫恆溼箱箱體內；稱量盤放置在多孔樣品架上；樣品室設有溫度控制儀和溼度控制儀；恆溫恆溼箱箱體下腔設有內置高精度分析天平、溫度傳感器、和自動進樣器；高精度分析天平、溫度傳感器、和自動進樣器與電腦相連實現實時監控。
[0022]本發明的有益效果:
[0023]本發明可實現煙支保潤性能的定量，反映出捲菸煙支中水分的變化過程。該方法可用於捲菸煙支保潤性能的測定，操作簡單，準確便捷。
【具體實施方式】
[0024]為更好地理解本發明，下面將通過具體的實施例進一步說明本發明的方案，本發明的保護範圍應包括權利要求的全部內容，但不限於此。
[0025]實施例1
[0026]I)製備捲菸試樣，將2支捲菸煙支置於溫度22°C，相對溼度60%的條件下平衡48小時，然後從煙支端開始截取4cm作為捲菸試樣；
[0027]2)調節SPSx動態水分`吸附儀的「溫度為22°C，相對溼度為60% 」，達到平衡以後，環境溫度保持22 °C，相對溼度以10%的步長從90%減到0 ;
[0028]3)放入裝捲菸試樣的稱量盤，另放入一個相同的稱量盤作為空白參比盤，然後稱量盤子的皮重；
[0029]4)將捲菸試樣置於稱量盤內，稱量捲菸試樣初始的質量Mtl ；
[0030]5)每間隔I~IOmin自動稱量試樣質量Mi,待質量Mi恆定不變達到平衡後質量記為M，環境相對溼度按10%的步長自動減到另一溼度條件下，繼續稱量試樣，待試樣質量穩定不變後，繼續按照上述方法變化相對溼度進行稱量，直至相對溼度為0試樣達到平衡時，結束測量；
[0031]6)捲菸試樣在「溫度22°C，相對溼度60% 」的條件下平衡48小時後，，放入100°C的烘箱乾燥2小時，測量試樣的初始含水率Ytl=(Gtl-G) AVGtl:乾燥前試樣質量；G:乾燥2小時後試樣質量；
[0032]7)根據捲菸試樣的初始含水率Yci,計算每個相對溼度環境下試樣的平衡含水率Y= (M0*Y0-M0+M) /M ；
[0033]8)以環境相對溼度為自變量，捲菸煙支的平衡含水率為因變量，建立指數擬合曲線 y- = b0e!'T，
[0034]擬合得到指數方程如下:
[0035]Y=0.712eao46T
[0036]式中:Y平衡含水率(％)；
[0037]T環境相對溼度。
[0038]得到的指數擬合方程的修正相關係數R2為0.987，該品牌捲菸煙支在22°C下的保潤性能指數為0.046。
[0039]實施例2
[0040]取4支某品牌捲菸，放置在已測好皮重的SPSx動態水分吸附儀鋁質稱量盤中，首先「溫度:22°C，相對溼度:60%」平衡，達到平衡以後，後在10°C下，溼度以9%的步長從90%變到0，每間隔5分鐘測定一次質量，待其質量變化率2小時小於0.01%,進入下一溼度環境測量。測定結束後，以環境相對溼度為自變量，煙用原料的含水率為因變量，擬合得到指數方程如下:
[0041]Y=0.866e0 041T
[0042]式中:Y表示平衡含水率(％)；
[0043]T表不環境相對溼度。
[0044]得到的指數擬合方程的修正相關係數R2為0.976，該品牌捲菸煙支在10°C下的保潤性能指數為0.041。
[0045]實施例3
[0046]重複實施例1，其不同之處僅在於，所述捲菸試樣為I支，步驟2)所述環境溫度為50C，初始相對溼度為80%;相對溼度以20%的步長從80%減到O。步驟5)所述環境相對溼度按20%的步長自動減到另一溼度條件下。
[0047]實施例4
[0048]重複實施例1，其不同之處僅在於，所述捲菸試樣為3支，步驟2)所述環境溫度為600C，初始相對溼度為70%;相對溼度以5%的步長從70%減到O。步驟5)所述環境相對溼度按5%的步長自動減到另一溼度條件下。
[0049]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定，對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。
【權利要求】
1.一種捲菸煙支保潤性能的評價方法，其特徵在於，具體步驟如下: 1)製備捲菸試樣，將捲菸煙支置於「溫度22°C，相對溼度60%」的條件下平衡48小時，然後從煙支端開始截取I?4cm的煙支作為捲菸試樣； 2)動態水分吸附的環境溫溼度條件設定如下:首先調節SPSx動態水分吸附儀的溫度為22°C，相對溼度為60%，達到平衡以後，設定環境溫度，相對溼度以1%?20%的步長從最聞減到0 ； 3)在吸附儀中放入裝捲菸試樣的稱量盤，另放入一個相同的稱量盤作為空白參比盤，然後稱量盤子的皮重； 4)將捲菸試樣置於稱量盤內，稱量捲菸試樣初始的質量M0； 5)每間隔I?IOmin自動稱量試樣質量Mi,待質量Mi恆定不變達到平衡後質量記為M,環境相對溼度由最高溼度按1%?20%的步長自動減到另一溼度條件下，繼續稱量試樣，待試樣質量穩定不變後，繼續按照上述方法變化溼度進行稱量，直至溼度為0試樣達到平衡時，結束測量； 6)捲菸試樣在「溫度22°C，相對溼度60%」的條件下平衡48小時後，放入100°C的烘箱乾燥2小時,測量試樣的初始含水率Yci=(Gc1-G)AVGc1:乾燥前試樣質量；G:乾燥2小時後試樣質量; 7)根據捲菸試樣的初始含水率Yci,計算每個相對溼度環境下試樣的平衡含水率Y= (M0*Y0-M0+M) /M ； 8)以環境相對溼度為自變量，捲菸煙支的平衡含水率為因變量，建立指數擬合曲線7 = ，式中Y:平衡含水率，T:相對溼度，Idc1:擬合方程的常數項，以係數h代表捲菸煙支的保潤性能。
2.根據權利要求1所述的捲菸煙支保潤性能的評價方法，其特徵在於，步驟(I)所述的煙支重量允差±20mg，吸阻允差±50Pa，所述的截取的煙支包含捲菸紙。
3.根據權利要求1所述的捲菸煙支保潤性能的評價方法，其特徵在於，步驟(2)所述環境溫度為5?60°C。
4.根據權利要求1所述的捲菸煙支保潤性能的評價方法，其特徵在於，步驟(4)所述捲菸試樣數量為I?4支。
5.根據權利要求1所述的捲菸煙支保潤性能的評價方法，其特徵在於，步驟(5)所述每個相對溼度條件下試樣平衡所用時間為2?120小時。
【文檔編號】G01N5/04GK103760061SQ201410051706
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月14日 優先權日:2014年2月14日
【發明者】沈曉晨, 張華 , 莊亞東, 王晨輝, 王珂清, 曹毅, 劉獻軍, 秦豔華, 韓開冬, 尤曉娟, 劉琪, 何紅梅 申請人:江蘇中煙工業有限責任公司