CN103776720B - 一种烟用原料保润性能的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟用原料保润性能的评价方法，该方法是在一定温度下通过建立烟用原料含水率与环境相对湿度的关系图，以环境相对湿度为自变量，烟用原料的平衡含水率为因变量，建立指数拟合曲线(Y：平衡含水率，T：相对湿度)，以系数b1代表烟用原料的保润性能，操作简单，准确便捷。本发明是一种自动化程度高、温湿度控制水平高且测试效率高的烟用原料保润性能测试和评价方法。
Description
技术领域
本发明涉及烟草技术领域，具体涉及一种烟用原料保润性能的评价方法。
背景技术
增香保润是行业重大专项之一，近几年，在该专项上开展了一系列的科研工作，特别是行业内已经开展了一些保润性能测试方法和评价体系的研究。目前对保润性能测定与评价的主要方法是将烟草样品放入盛有不同浓度硫酸（调节不同湿度）的干燥器中，或一定温湿度条件下的恒温恒湿箱（实验室）中，定期取样称量，将称量得出的质量转化成含水率并绘制出含水率-时间关系曲线图进行对照比较。此方法可以对烟草或保润剂的保润性能进行直观的定性描述，但是无法给予定量评价，而且取样过程会干扰到烟草样品所处的稳定恒湿度环境。此外，很多烟草样品的含水率-时间关系曲线差别很小，有时会有交叉，无法直接利用含水率-时间关系曲线图来判断保润效果的优劣。
CN201517986U研发出一套利用手套箱测定烟草含水率的方法，该方法避免了取样过程对烟草样品所处稳定温湿度环境的影响，所得出的烟草含水率-时间的曲线更准确。该方法与前面所述方法相比，在测量方法上有明显的改进，但在评价方法上还是停留在作图定性比较的层面。CN102128763A提出了一种保润性能评价的新方法：使用DVS动态水分吸附分析仪测量烟丝在恒温恒湿条件下含水率随时间的变化，待烟草样品达到平衡时，测定烟丝的干基重量，计算烟草样品t时刻的干基含水率Mt，并绘制干基含水率Mt随时间t的变化曲线；当0.4＜Mt-Me/M0-Me＜1.0时，t时刻烟丝干基含水率Mt值对t0.5满足线性关系，所得直线的斜率就是速率常数k，通过k值可以评价烟丝的保润性能。该方法可以对烟草或保润剂的保润性能进行定性与部分定量的评价，但烟草吸水与失水的过程是相当漫长的过程，一般需要4～5天才能达到平衡，而上述方法中的速率必须在满足0.4＜Mt-Me/M0-Me＜1.0的时间段（一般在0-90min之间）内测量，所以该方法的速率仅代表了0-90min的平均速率，很难完整地反映整个吸湿或者解湿过程的动态变化，不能够全面的评价烟草及烟草制品的物理保润性能。CN102636407A公开了一种烟草物理保润性能测试方法，该方法包括在烟丝样品中添加烟用保润剂和水分、样品烟丝瓶称重计算不同时间的即时含水率和作失水率曲线比较步骤。该方法利用测量烟丝的重量差异，根据烟丝的初始含水率计算出烟丝的即时含水率，并计算即时含水率与初始含水率的差异，计算失水率，根据卷烟失水率与时间关系的数据点绘制曲线，根据比较平衡曲线的数值差异，以此作为比较烟用保润剂物理保润性能的依据。CN103105341A公开了一种评价烟草保润性能的方法，该方法按以下步骤进行：测定烟草样品的初始含水率；利用烟草含水率测量装置测量烟草样品在恒定环境中烟丝重量随时间的变化；根据初始含水率与烟草质量-时间的数据计算烟草样品含水率-时间的数据；通过烟草样品含水率对时刻作非线性拟合图，所拟合的曲线满足一定的公式；根据公式可以求出任意时间段内解湿（吸湿）平均速率。在烟草样品初始含水率相近的情况下，将解湿（吸湿）的值作为评价烟草样品保润性能的依据。
然而上述方法仍存在一些不足：（1）环境温湿度的波动较大，例如有些研究直接用恒温恒湿箱控制湿度使得环境的湿度波动较大，不能真实反应样品在一定湿度条件下的保润性能；（2）环境温湿度的设定范围有限，例如有些方法不能建立绝对湿度为0的环境，有些方法不能建立湿度大于75%的环境；（3）测试效率不高，例如有些研究为了使温湿度保持恒定腔体设计得比较小，因而不能同时测定多个样品；（4）自动化和集成水平不高，易受人为因素影响引起实验误差，例如有些方法需脱离恒温恒湿环境称量样品水分的变化。保润性能测试方法的不完善直接影响了提高卷烟物理保润性能的研究，既不利于保润性能的评价，也不利于新型保润剂等保润剂技术和方法的开发。因此，行业内亟需建立一种自动化程度高、温湿度控制水平高且测试效率高的保润性能测试和评价方法。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种烟用原料保润性能的评价方法，该方法应用动态水分吸附法测定并评价烟用原料物理保润性能。该方法在一定温度下通过建立烟用原料含水率与环境相对湿度的关系图，以环境相对湿度为自变量，烟用原料的平衡含水率为因变量，建立指数拟合曲线(Y：平衡含水率，T：相对湿度)，以系数b1代表烟用原料的保润性能。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种烟用原料保润性能的评价方法，包括以下制备步骤：
1）动态水分吸附的环境温湿度条件设定如下：首先调节SPSx动态水分吸附仪的温度为22℃，相对湿度为60％，达到平衡以后，设定环境温度，相对湿度以1%～20%的步长从最高减到0；
2）放入装试样的称量盘，另放入一个相同的称量盘作为空白参比盘，然后称量盘子的皮重；
3）将试样置于称量盘内，称量试样初始的质量M0；
4）每间隔1-10min自动称量试样质量Mi，待质量Mi恒定不变达到平衡后质量记为M，环境相对湿度由最高湿度按1%～20%的步长自动减到另一湿度条件下，继续称量试样，待试样质量稳定不变后，继续按照上述方法变化湿度进行称量，直至湿度为0时试样达到平衡；
5）试样在“温度22℃，相对湿度60％”的条件下平衡48小时后，放入100℃的烘箱干燥2小时，测量试样的初始含水率Y0=(G0-G)/G0，G0:干燥前试样质量；G:干燥2小时后试样质量；
6）根据试样的初始含水率Y0，计算每个相对湿度环境下试样的平衡含水率Y=(M0*Y0-M0+M)/M；
7）以环境相对湿度为自变量，烟用原料的平衡含水率为因变量，建立指数拟合曲线式中Y：平衡含水率，T：相对湿度，b0：拟合方程的常数项，以系数b1代表烟用原料的保润性能。
优选地，所述的烟用原料包括烟叶、烟梗和烟用薄片。
优选地，步骤（1）所述环境温度为5～60℃。
优选地，步骤（3）所述试样质量为0.10～1.50g。
优选地，步骤（4）所述每个相对湿度条件下试样平衡所用时间为2～120小时。
本发明的有益效果：
本发明可实现烟用原料保润性能的定量，反映出烟用原料中水的变化过程。该方法可用于烟用原料保润性能的测定，操作简单，准确便捷。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面将通过具体的实施例进一步说明本发明的方案，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，但不限于此。
实施例1
1）动态水分吸附的环境温湿度条件设定如下：首先调节SPSx动态水分吸附仪的温度为22℃，相对湿度为60％，达到平衡以后，设定环境温度，相对湿度以10%的步长从最高减到0；
2）在动态水分仪中放入装试样的称量盘，另放入一个相同的称量盘作为空白参比盘，然后称量盘子的皮重；
3）将0.80克C3F烟叶试样置于已测好皮重的SPSx动态水分吸附仪铝质称量盘中，称量试样初始的质量M0；
4）每间隔1-10min自动称量试样质量Mi，待质量恒定不变达到平衡，环境相对湿度按10%的步长自动从90%减到0，每间隔5分钟测定一次质量，待其质量变化率2小时小于0.01%，进入下一个相对湿度环境测量，直至测定结束；
5）试样在“温度22℃，相对湿度60％”的条件下平衡48小时后，放入100℃的烘箱干燥2小时，测量试样的初始含水率Y0=(G0-G)/G0，G0:干燥前试样质量；G:干燥2小时后试样质量；
6）根据试样的初始含水率，计算每个相对湿度环境下试样的平衡含水率Y=(M0*Y0-M0+M)/M；
7）以环境相对湿度为自变量，烟用原料的平衡含水率为因变量，建立指数拟合曲线式中Y：平衡含水率，T：相对湿度，b0：拟合方程的常数项，系数b1代表烟用原料的保润性能。
以环境相对湿度为自变量，烟用原料的平衡含水率为因变量，拟合得到指数方程如下：
Y=0.670e0.047T
式中：Y平衡含水率（%）；
T环境相对湿度。
得到的指数拟合方程的修正相关系数R2为0.989，该烟叶样品在22℃下的保润性能指数为0.047。
实施例2
取0.80克某晒黄烟叶样品，放置在已测好皮重的SPSx动态水分吸附仪铝质称量盘中，首先“温度：22℃，相对湿度：60％”平衡，达到平衡以后，后在35℃下，湿度以5%的步长从90%变到0，每间隔5分钟测定一次质量，待其质量变化率2小时小于0.01%，进入下一湿度环境测量。测定结束后，以环境相对湿度为自变量，烟用原料的含水率为因变量，拟合得到指数方程如下：
Y=0.966e0.038T
式中：Y平衡含水率（%）；
T环境相对湿度。
得到的指数拟合方程的修正相关系数R2为0.992，该烟叶样品在35℃下的保润性能指数为0.038。
实施例3
取0.80克某烟叶样品，放置在已测好皮重的SPSx动态水分吸附仪铝质称量盘中，首先“温度：22℃，相对湿度：60％”平衡，达到平衡以后，后在35℃下，湿度以9%的步长从90%变到0，每间隔5分钟测定一次质量，待其质量变化率2小时小于0.01%，进入下一湿度环境测量。测定结束后，以环境相对湿度为自变量，烟用原料的平衡含水率为因变量，拟合得到指数方程如下：
Y=0.958e0.036T
式中：Y表示平衡含水率（%）；
T表示环境相对湿度。
得到的指数拟合方程的修正相关系数R2为0.993，该烟叶样品在35℃下的保润性能指数为0.036。
实施例4
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤1）所述环境温度为5℃，初始相对湿度为80％；相对湿度以20%的步长从80%减到0。步骤4）所述环境相对湿度按20%的步长自动减到另一湿度条件下。
实施例5
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤1）所述环境温度为60℃，初始相对湿度为70％，相对湿度以5%的步长从70%减到0。步骤4）所述环境相对湿度按5%的步长自动减到另一湿度条件下。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (2)
1.一种烟用原料保润性能的评价方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)动态水分吸附的环境温湿度条件设定如下：首先调节SPSx动态水分吸附仪的温度为22℃，相对湿度为60％，达到平衡以后，设定环境温度，湿度以1％～20％的步长从最高减到0；
2)放入装试样的称量盘，另放入一个相同的称量盘作为空白参比盘，然后称量盘子的皮重；
3)将试样置于称量盘内，称量试样初始的质量M0；
4)每间隔1-10min自动称量试样质量Mi，待质量Mi恒定不变达到平衡后质量记为M，环境相对湿度由最高湿度按1％～20％的步长自动减到另一湿度条件下，继续称量试样，待试样质量稳定不变后，继续按照上述方法变化湿度进行称量，直至湿度为0试样达到平衡时，结束测量；
5)试样在“温度22℃，相对湿度60％”的条件下平衡48小时后，放入100℃的烘箱干燥2小时，测量试样的初始含水率Y0＝(G0-G)/G0，G0:干燥前试样质量；G:干燥2小时后试样质量；
6)根据试样的初始含水率Y0，计算每个相对湿度环境下试样的平衡含水率Y＝(M0*Y0-M0+M)/M；
7)以环境相对湿度为自变量，试样的平衡含水率为因变量，建立指数拟合曲线式中Y：平衡含水率，T：相对湿度，b0：拟合方程的常数项，以系数b1代表烟用原料的保润性能；
步骤1)所述环境温度为5～60℃；
步骤3)所述试样质量为0.10～1.50g；
步骤4)所述每个湿度条件下试样平衡所用时间为2～120小时。
2.根据权利要求1所述的烟用原料保润性能的评价方法，其特征在于，所述的烟用原料包括烟叶、烟梗和烟用薄片。
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