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质构仪(Texture Analyzer)在烟草行业中的应用非常广泛且重要,它主要用于客观、定量地评价烟草及其制品(如烟叶、烟丝、再造烟叶、卷烟等)的物理特性和力学性能。这些特性直接关系到烟草的加工性能、产品质量、感官品质(如燃烧性、口感)以及消费者的使用体验。
以下是质构仪在烟草检测中的主要应用方向和具体测试项目:
烟叶原料的物理特性评价:
韧性/抗张强度: 使用拉伸测试(Tensile Test)测定烟叶叶片或主脉的抗拉强度和断裂伸长率。这关系到烟叶在打叶复烤、切丝等加工过程中的抗造碎能力。韧性差的烟叶容易在加工中产生大量碎片和粉末,造成浪费。
粘结性/粘附性: 评估烟叶表面或切片的粘性,可能影响加工过程中的物料流动、结团以及再造烟叶的涂布性能。
穿刺强度: 评估烟叶组织(尤其是叶片)的致密程度和硬度。
烟丝物理特性的评价:
填充值: 虽然标准填充值测定仪是专用设备,但质构仪可以通过压缩测试(Compression Test) 来间接评估或关联烟丝的填充能力(蓬松度)。在特定压力下烟丝体积的变化或达到特定体积所需的力可以反映其填充性能。填充值直接影响卷烟的重量、吸阻和燃烧效率。
耐加工性/造碎率: 通过模拟加工过程中的力(如剪切力、摩擦力),测试烟丝在一定作用力下的破碎程度,评估其在风送、加香加料、卷接等工序中的耐受能力。
结团性: 测试烟丝在压力或特定条件下(如模拟加香加料后的状态)形成团块的趋势和强度。
卷烟(烟支)物理特性的评价:
硬度: 这是最核心、最常用的应用。使用径向压缩测试(Radial Compression Test),通常采用圆柱形探头(如直径18mm)对烟支进行压缩。测定在一定压缩距离(如1mm)时所需的力(单位:牛顿N)或使烟支直径压缩一定百分比(如30%)所需的力,来表征烟支的硬度(或称坚实度)。硬度直接影响消费者的手感、烟支的燃烧均匀性、吸阻和烟气释放。
弹性/回复性: 在硬度测试中,探头压缩后回撤时,可以测量烟支恢复原始形状的能力(弹性回复率)。这关系到烟支被捏后是否能较好地恢复原状。
圆周均匀性: 沿着烟支长度方向进行多点硬度测试,可以间接反映烟支圆周的均匀性。硬度波动大的区域可能对应圆周不均或烟丝分布不均。
端部落丝倾向: 通过特定的夹具或方法(如模拟抽吸动作),测试烟支端部在受到扰动时烟丝脱落的程度。
滤棒压降(吸阻): 虽然通常用专用吸阻仪,但质构仪结合特定夹具也可以进行气流压降的测量或模拟。
再造烟叶(烟草薄片)的物理特性评价:
抗张强度/拉伸强度: 对于片状的再造烟叶,拉伸测试是评价其基片强度、耐加工性能的关键指标。
撕裂强度: 评估再造烟叶抵抗撕裂的能力。
柔韧性/耐折度: 通过反复弯曲测试评估其柔韧性和抗断裂能力。
表面特性: 如光滑度、摩擦系数等,可能影响涂布、分切和卷接性能。
膨胀烟丝:
脆性: 评估膨胀烟丝在受力时碎裂的倾向。
质构仪测试的优势:
客观定量: 提供精确的力学参数(力、距离、时间、能量等),消除人为感官评价的主观性和误差。
灵敏度高: 能够检测出配方、工艺、含水率等微小变化对产品物理特性带来的差异。
标准化: 测试条件(探头、速度、形变、触发力等)可严格控制,结果具有可比性和可重复性。
多功能性: 一台仪器通过更换探头和夹具,可以进行多种不同类型的测试。
模拟性强: 测试方法可以设计来模拟实际加工过程(如挤压、剪切)或消费者使用行为(如捏烟支)。
进行质构测试时需要注意的关键因素:
样品制备: 样品的尺寸、形状、方向性、含水率必须严格控制并保持一致。含水率对烟草的力学性能影响极大。
测试条件: 选择合适的探头(类型、尺寸)、测试模式(压缩、拉伸、穿刺、弯曲等)、测试速度、压缩距离/形变量、触发力等参数至关重要。烟草行业通常遵循相关的国家标准或行业标准(如YC/T 152, YC/T 157, YC/T 448等)来规范测试方法。
环境控制: 测试环境的温湿度应保持稳定,特别是含水率敏感的烟草样品。
总结:
质构仪是烟草行业进行质量控制、工艺优化、新产品研发、原料评价不可或缺的物理测试工具。它通过量化烟草物料在受力下的响应行为,为理解烟草的加工特性、预测产品性能、保证最终卷烟产品的质量一致性(如硬度、填充值、耐加工性)提供了科学、客观的数据支持。尤其是在卷烟硬度的标准化测试方面,质构仪已成为行业通用的核心检测设备。如果你有具体想测试的烟草产品或参数,我可以帮你分析更合适的测试方案。
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