CN102706547A - 一种表征卷烟料液浸润性能好坏的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表征卷烟料液浸润性能好坏的方法，属于卷烟加料领域。通过料液表面性质（表面张力和接触角）作为直接表征方法，表面性质越活泼（表面张力越小，接触角越小）表明浸润性能越好；用料液在再造烟叶的可勃法吸收率和在不同纸张表面的动态渗透性能作为侧面证明，可勃法吸收率越高、动态渗透性能越强表明浸润性能越好。本发明为料液的性质表征以及料液开发提供了一定的理论支撑。本发明避免了单一方法分析液体浸润性能可能带来的误差，具有更好的准确性。

Description

一种表征卷烟料液浸润性能好坏的方法

技术领域

本发明属于卷烟生产加料技术领域，具体涉及一种能够表征卷烟料液浸润性能好坏差异的方法。

背景技术

卷烟料液是卷烟生产中不可缺少的部分，卷烟施加料液的最终目的是提高卷烟的吸食品质，形成特有风格，以满足吸烟者的要求。通常料液的主要成分是能够提升卷烟吸食品质的香精香料，比如烟草提取物、天然植物提取物、糖、保润剂等，这些成分混合配成卷烟适宜的水溶液。

现阶段，卷烟加料对中式卷烟独特的香气风格和口味特征的形成起着重要作用，而相应的加料技术成为了我国烟草行业关注的重要技术之一。如何改善加料的方式，提升料液的质量，从而使得加料工序中烟丝或片烟能更好地吸收料液，成为了目前中式卷烟加料技术发展中的一个重要研究内容。通常的研究方法主要集中在工艺环节，很少关注料液本身的性质。

然而，料液的浸润性能好坏一定程度上会影响到烟丝对料液的吸收。浸润是指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象。如果液体对固体浸润，液体会渗透到固体的内部。通常的卷烟生产中的加料方式有喷料法和浸料法两种，喷料法的喷涂质量和烟丝对料液的吸收逊于浸料法，但由于设备简单、热能消耗低，喷料法仍然是我国卷烟工业企业使用最为广泛的方法。浸料法是将烟叶浸入预先配制好的料液中，由于料液能充分而均匀地被吸收，所以对提高产品质量，增加香气，改善吃味和燃烧性能方面都比喷料法效果好。但是该方法对烟叶品质整体影响过大，尤其是风格特征方面改变过于显著，一般较难控制其质量。

料液的吸收性能好坏也会影响卷烟抽吸感官质量。部分研究者通过对料液均匀性的研究发现，尽管通过控制不同参数使得料液能够均匀喷洒到烟叶表面，但由于烟叶表面结构的特殊性及料液内组分的不同，尽管通过了储叶过程，但部分料液仍然难被烟叶吸收，部分大分子的料液成分虽附着于烟叶表面，但在后期加工过程中，易于损失和挥发，导致加入的料液未能起到相应的作用。部分研究者通过对烟丝进行处理后改变工艺的方式来提升料液的吸收性能。如采用低温处理的方式，提升烟丝的填充值，增加其对料液的吸收率，能够有效的提升卷烟的舒适性。温若愚等探讨了烟叶先加料后切丝与先切丝后加料之间的区别，发现先切丝后加料的样品，香气特性表现更好，杂气减轻，其过程有利于料液的快速吸收，同时，提高了料液的利用率。

但现有的研究方法主要集中在工艺环节，很少关注料液本身的性质。因此，若能在不改变现有工艺的基础上，通过料液浸润性能的改变来提升卷烟抽吸感官质量是一种新颖、合理的方法。然而，现阶段对卷烟料液的研究，特别是对料液浸润性能差异的表征方法还比较缺乏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种表征卷烟料液浸润性能好坏的方法，为研究卷烟料液吸收性能的提升提供基础依据。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

本发明的技术方案主要基于以下认识：

料液浸润性能的好坏可以从料液本身的性质和在固体中的吸收渗透性能两方面进行表征。

料液本身性质主要包括表面张力和接触角：表面张力是引起液体表面收缩的单位长度上的力，是表征液体浸润性和渗透性的重要物理化学性质；接触角是指液固界面的水平线与气液界面切线之间通过液体内部的夹角θ液体在固体上的接触角越小，润湿性能越好，而润湿性能好则表示渗透性能好，因此分析液体的接触角可以对其渗透性能进行表征。

料液在固体中的吸收渗透性能可通过其在不同固体中的吸收率和渗透性进行表征，本发明中采用料液在再造烟叶中的吸收率和在不同纸张中的动态渗透性能对料液浸润性能进行表征，对表面性质分析的结果进行验证。

料液本身性质可以反应料液浸润性能的好坏，却缺少可以证明料液能够被吸收的证据，因此，在直接性质表征的基础上采用料液在固体中的吸收渗透性能分析，能够更加全面的对料液的浸润性能好坏进行准确的表征。

一种表征卷烟料液浸润性能好坏的方法，包括以下步骤：

（1）对料液表面性质进行分析，作为料液浸润性能好坏的直接证据：

①表面张力测定：用KRUSS DSA-10型表面界面张力仪测定卷烟料液的表面张力，用悬挂液滴法测量表/界面张力；

②接触角θ测定：用KRUSS DSA-10型表面界面张力仪配备的高分辨性能相机拍摄卷烟料液在固体表面的状态，根据所拍照片测量出液体在固体表面的接触角，接触角越小，表示料液铺展性能较好，即润湿性能好；

（2）对料液在不同固体中的吸收渗透性能进行分析，验证表面性质分析结果：

①可勃法吸收率：

参考GB 1540-2002 《纸和纸板吸水性的测定 可勃法》，采用翻转式测定再造烟叶的吸水性能；将再造烟叶样品切成直径125mm±5mm圆形的试样，一共切取10张,正反面各5张，测试前称重，用量筒量取100 ml液体样品倒入圆筒中，然后将再造烟叶放置于圆筒的环形面上，将压盖盖在再造烟叶上并夹紧，使之与圆筒固定在一起，翻转圆筒180°，计时5 s，将圆筒翻正，松开压盖夹紧装置，取下再造烟叶，立即使吸水面朝下放在预先铺好的吸水纸上，再在上面放一张吸水纸，然后立即用金属压辊不加其它压力地在4 s内往返辊压一次，将试样表面剩余的水吸干；将再造烟叶快速取出，吸水面对折，然后再对折一次后称量；

每个样品用10张再造烟叶测定，计算吸收率，取平均值：

$\mathrm{\α}=\frac{(m_2-m_1)}{m_1}\×100$

②EST动态渗透

动态渗透分析仪EST12用于测量液体渗透进入吸收性物体的动态过程：用双面胶带将样品固定在样品支架上，借助测量装置将样品架浸入装有试验液的测试容器里，在测试容器里，在接受器的对面安装了一个超声波发射器，当试样接触试验液时，发射器立刻发射穿过试样的超声波信号，其固定频率为1MHz或2MHz，在液体渗透的过程中，信号被反射、散射及吸收；最终的信号变化记录在接受器里，且集成处理器计算试样的吸收性能；

该实验中要求纸张平整度较高，在纸张固定过程中避免气泡的产生，因此选用了A4（80 g/m²）纸和烟用水松纸（36 g/m²），分别选用A(t)和t95作为测试指标：

A(t)值为液体吸收性，是以时间来衡量液体由纸张一面渗透到纸张另一表面的程度；ESTl2系统同时检测短期液体吸收值A(t)，即检测A(t)为0.5s、2s、5s、10s、30s、60s后的水吸收性，这是COBB检测仪不能达到的。A(t)越大表明渗透程度越大，即液体渗透速度越快。

t95表示曲线在达到最高点后下降，强度降到95%时对应的时间，即t（I=95%），液体渗透越快，t95值越小。

（3）对所得数据进行对比分析

将表面性质即表面张力和接触角、可勃法吸收率和EST动态渗透每项分析方法得到的数据进行分析，获得不同料液浸润性能好坏的排序，若各方法获得的结果一致，则可确定料液浸润性能的好坏。

本发明相对于现有技术具有以下优点：

（1）目前尚无系统表征料液浸润性能好坏的方法，本发明为料液的性质表征以及料液开发提供了一定的理论支撑；

（2）本发明从表面性质入手 ，直接证明料液的浸润性能，从吸收率和渗透性两个方面给进行侧面验证，具有较好的系统性；

（3）本发明避免了单一方法分析液体浸润性能可能带来的误差，具有更好的准确性。

附图说明

图1. 实施例中云烟（紫）和云烟（软珍品）料液在A4打印纸中的动态渗透曲线A（30）；

图2. 实施例中云烟（紫）和云烟（软珍品）料液在水松纸中动态渗透曲线（t₉₅分析）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但它们不是对本发明的限定。

实施例1

分析云烟（紫）和云烟（软珍品）卷烟所用料液浸润性能好坏。

1、表面性质分析

两种云烟产品所用料液的表面张力测试结果如表1所示，同一固体表面上，表面张力越小，表明液体的浸润性能越好。

表1.  两种云烟产品所用料液的表面张力值

两种云烟产品所用料液的接触角测试结果如表2所示，同一固体表面上，接触角越小，表明液体在固体表面的铺展性能越好，即液体的浸润性能越好，渗透性能也相应越好。

表2.  5种云烟产品所用料液的接触角值

2．料液在不同固体中的吸收渗透性能分析

再造烟叶对两种料液的吸收率测定结果如表3所示，对于同一再造烟叶片基，吸收率越高表明了再造烟叶对料液的吸收效果越好，也侧面反映了料液的渗透性能越好，即料液浸润性越好。

表3.  5种云烟产品所用料液的可勃法吸收率

两种料液的EST动态渗透曲线如图1和图2所示所示，数值如表4所示。

表4. 不同纸张对不同料液的动态吸收结果

3. 数据对比分析

表面性质分析的结果表明：两种料液的浸润性能云烟（软珍品）好于云烟（紫）；再造烟叶对料液的吸收性能可验证不同料液的浸润性能，吸收性能越好表明料液浸润性能越好，结果表明云烟（软珍品）浸润性能好于云烟（紫）； A(30)值越大表明液体渗透进入纸张的程度越深，t95越小表明液体渗透进入纸张的速度越快,结果表明，云烟（软珍品）料液的吸收渗透性能好于云烟（紫）。

综上分析，在表面性质分析的基础上，利用吸收渗透性能分析进行验证，结果表明浸润性能：云烟（软珍品）>云烟（紫）。

实施例2

分析云烟（红印象）、云烟（印象）和云烟（软礼印象）所用料液浸润性能的好坏。

1、表面性质分析

三种云烟产品所用料液的表面张力测试结果如表5所示，同一固体表面上，表面张力越小，表明液体的浸润性能越好。

表5.  三种云烟产品所用料液的表面张力值

三种云烟产品所用料液的接触角测试结果如表6所示，同一固体表面上，接触角越小，表明液体在固体表面的铺展性能越好，即液体的浸润性能越好，渗透性能也相应越好。

表6.  三种云烟产品所用料液的接触角值

2．料液在不同固体中的吸收渗透性能分析

再造烟叶对三种料液的吸收率测定结果如表7所示，对于同一再造烟叶片基，吸收率越高表明了再造烟叶对料液的吸收效果越好，也侧面反映了料液的渗透性能越好，即料液浸润性越好。

表7.  三种云烟产品所用料液的可勃法吸收率

云烟（红印象）、云烟（印象）和云烟（软礼印象）三种料液的EST动态渗透数值如表8所示。

表8. 不同纸张对不同料液的动态吸收结果

3. 数据对比分析

表面性质分析的结果表明：三种料液的浸润性能好坏顺序为云烟（印象）>云烟（软礼印象）>云烟（红印象）；再造烟叶对料液的吸收性能可验证不同料液的浸润性能，吸收性能越好表明料液浸润性能越好，结果表明浸润性能好坏顺序为云烟（印象）>云烟（软礼印象）>云烟（红印象）； A(30)值越大表明液体渗透进入纸张的程度越深，t95越小表明液体渗透进入纸张的速度越快, 结果表明浸润性能好坏顺序为云烟（印象）>云烟（软礼印象）>云烟（红印象）。

综上分析，在表面性质分析的基础上，利用吸收渗透性能分析进行验证，结果表明浸润性能：云烟（印象）>云烟（软礼印象）>云烟（红印象）。

Claims (1)

1.种表征卷烟料液浸润性能好坏的方法，包括以下步骤：

（1）对料液表面性质进行分析，作为料液浸润性能好坏的直接证据：

①表面张力测定：用KRUSS DSA-10型表面界面张力仪测定卷烟料液的表面张力，用悬挂液滴法测量表/界面张力；

②接触角θ测定：用KRUSS DSA-10型表面界面张力仪配备的高分辨性能相机拍摄卷烟料液在固体表面的状态，根据所拍照片测量出液体在固体表面的接触角，接触角越小，表示料液铺展性能较好，即润湿性能好；

（2）对料液在不同固体中的吸收渗透性能进行分析，验证表面性质分析结果：

①可勃法吸收率：

参考GB 1540-2002 《纸和纸板吸水性的测定 可勃法》，采用翻转式测定再造烟叶的吸水性能；将再造烟叶样品切成直径125mm±5mm圆形的试样，一共切取10张,正反面各5张，测试前称重，用量筒量取100 ml液体样品倒入圆筒中，然后将再造烟叶放置于圆筒的环形面上，将压盖盖在再造烟叶上并夹紧，使之与圆筒固定在一起，翻转圆筒180°，计时5 s，将圆筒翻正，松开压盖夹紧装置，取下再造烟叶，立即使吸水面朝下放在预先铺好的吸水纸上，再在上面放一张吸水纸，然后立即用金属压辊不加其它压力地在4 s内往返辊压一次，将试样表面剩余的水吸干；将再造烟叶快速取出，吸水面对折，然后再对折一次后称量；

每个样品用10张再造烟叶测定，计算吸收率，取平均值：

$\mathrm{\α}=\frac{(m_2-m_1)}{m_1}\×100$

②EST动态渗透

动态渗透分析仪EST12用于测量液体渗透进入吸收性物体的动态过程：用双面胶带将样品固定在样品支架上，借助测量装置将样品架浸入装有试验液的测试容器里，在测试容器里，在接受器的对面安装了一个超声波发射器，当试样接触试验液时，发射器立刻发射穿过试样的超声波信号，其固定频率为1MHz或2MHz，在液体渗透的过程中，信号被反射、散射及吸收；最终的信号变化记录在接受器里，且集成处理器计算试样的吸收性能；

（3）对所得数据进行对比分析

将表面性质即表面张力和接触角、可勃法吸收率和EST动态渗透每项分析方法得到的数据进行分析，获得不同料液浸润性能好坏的排序，若各方法获得的结果一致，则可确定料液浸润性能的好坏。

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