盒包材料對(duì)煙支水分散失速率的影響

羅萬(wàn)松 孫文雯 張常記

摘要：為找到合適的包裝材料，使煙支能保持水分穩(wěn)定性，本文詳細(xì)分析了盒包材料對(duì)煙支水分散失速率的影響。

關(guān)鍵詞：盒包材料;煙支;失水速率;影響

煙草水分變化是影響卷煙感官質(zhì)量的重要因素，近年來(lái)，對(duì)卷煙原料物理保濕性能的研究一直是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。盒包材料作為卷煙產(chǎn)品的重要輔助材料，在保持卷煙水分穩(wěn)定性方面具有很高的應(yīng)用價(jià)值。另外，等溫吸濕主要用來(lái)描述在恒定外部環(huán)境條件下，樣品平衡含水量與水活度之間的熱力學(xué)關(guān)系，通常用于預(yù)測(cè)樣品質(zhì)量穩(wěn)定性及計(jì)算水分變化。為此，研究軟包、軟硬包和硬包等卷煙常用盒包的等溫吸濕，并比較分析同一卷煙在不同盒包中的水分變化，旨在掌握盒包材料對(duì)卷煙水分變化的影響，為提高卷煙物理保濕性能提供參考。

一、卷煙基本特征

卷煙用卷煙紙將煙絲卷制成條狀的煙制品。

煙支規(guī)格：長(zhǎng)度——國(guó)內(nèi)卷煙市場(chǎng)上主要有84mm、100mm、90mm、70mm直徑，國(guó)內(nèi)卷煙企業(yè)生產(chǎn)卷煙大部分為7.7mm。

煙支透氣度：煙支透氣度由卷煙盤紙和過(guò)濾嘴接裝紙決定。煙支透氣度過(guò)高，對(duì)吸食效果影響極大，由于煙氣中混入的空氣比例增加，可稀釋卷煙中焦油和煙堿，使煙氣醇和，但透氣度過(guò)高使吸食每口的時(shí)間和深度增加，其結(jié)果是對(duì)健康影響更大。

二、卷煙包裝的重要性

我國(guó)卷煙需求量大，所以卷煙品牌較多，煙草銷售之間存在著激烈的競(jìng)爭(zhēng)，如何提高卷煙產(chǎn)品的銷售量是所有企業(yè)都在認(rèn)真思考的問(wèn)題，這其中卷煙本身的質(zhì)量是決定性因素，此外，產(chǎn)品的價(jià)格定位及包裝質(zhì)量也稱為消費(fèi)者重要的參考條件，當(dāng)兩種卷煙質(zhì)量及價(jià)格相差不多時(shí)，消費(fèi)者肯定偏向于選擇包裝質(zhì)量高的卷煙產(chǎn)品，包裝質(zhì)量提高了卷煙產(chǎn)品的檔次及內(nèi)涵，同時(shí)也更有助于企業(yè)品牌形象的提升，將企業(yè)文化傳遞給消費(fèi)者，從而使企業(yè)在產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。總之，卷煙的包裝質(zhì)量好能增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，增加消費(fèi)人群，促進(jìn)卷煙企業(yè)更好的發(fā)展。

三、材料與方法

1、材料及儀器。卷煙、盒包（軟包、軟硬包、硬包）。煙草含水率測(cè)試手套箱;CPA225D電子天平、CP2245電子天平;101-0型鼓風(fēng)干燥箱;Aqualab 4TE水活度儀。

2、方法

1）樣品中水分等溫吸附特性檢測(cè)。繪制煙支與去掉PP膜軟包、軟硬包、硬包的等溫吸濕曲線，并評(píng)價(jià)等溫吸濕模型的擬合效果。

2）檢測(cè)和評(píng)價(jià)樣品的物理保濕性能。對(duì)帶有BOPP膜10支卷煙樣品（即煙+膜）帶BOPP膜的盒包樣品（盒+膜）、10支卷煙+BOPP膜+盒包樣品（盒子+薄膜+香煙）的物理保濕性能進(jìn)行檢測(cè)及評(píng)價(jià)。

3）失水過(guò)程中樣品水活度和含水量預(yù)測(cè)值的計(jì)算。預(yù)測(cè)樣品失水過(guò)程中各時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水活度值，并根據(jù)預(yù)測(cè)值，利用煙支、盒包+煙支的DLP模型方程計(jì)算相應(yīng)含水量。

4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。用SPSS軟件分析線性模型對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯著性差異。

四、結(jié)果與討論

1、煙支和盒包材料等溫吸濕曲線繪制及模型擬合。煙支和三種盒包材料的等溫吸濕特性存在顯著差異，煙支在不同水活度條件下的平衡含水率顯著高于盒包材料，且這種差異隨著水活度的增加而增大。軟包、軟硬包和硬包的等溫吸濕性能因材料定量和厚度的明顯差異而依次增大。表1顯示了等溫吸濕模型的擬合結(jié)果，可看出，四種樣品模型擬合最大相對(duì)平均誤差（MRE）為1.04%，表明擬合模型的準(zhǔn)確性較高。

2、盒包+卷煙樣品等溫吸濕模型參數(shù)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)中，由于水分活度計(jì)檢測(cè)腔大小的限制，無(wú)法檢測(cè)10支卷煙后盒包和煙支整體水活度，無(wú)法直接繪制盒包+煙支樣品等溫吸濕曲線，因此，根據(jù)建立的煙草樣品等溫吸濕預(yù)測(cè)模型，計(jì)算三種盒包中裝入10支相同卷煙后整體等溫吸濕模型的相關(guān)參數(shù)。另外，由于包裝材料的定量不同，不同材料的盒包材料質(zhì)量存在明顯差異，軟包、軟硬包和硬包的盒包裝質(zhì)量依次提高。

3、樣品失水差異。同一卷煙在不同盒包材料中的失水質(zhì)量存在顯著差異。由于檢測(cè)到的失水質(zhì)量是盒包材料失水質(zhì)量及煙支失水質(zhì)量的疊加，無(wú)法直接區(qū)分盒包材料和煙支單獨(dú)失水質(zhì)量，因此無(wú)法直接研究盒包材料差異對(duì)煙支失水性能的影響;在研究過(guò)程中，嘗試單獨(dú)測(cè)量盒包中煙支質(zhì)量，以獲得盒包材料和煙支各自的失水質(zhì)量。然而，煙支端煙絲在操作中易掉落，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)可靠性。因此，以煙草樣品的等溫吸濕模型方程為工具，建立煙支與盒包混合體系的煙草樣品失水過(guò)程中各組分樣品干燥的分析方法，然后研究不同盒包材料對(duì)卷煙物理保濕性能的影響。

此外，在裝入煙支盒包（帶BOPP膜）后樣品總含水量從11%開始降低，最終含水量為6%。根據(jù)各失水時(shí)間點(diǎn)的含水量及其等溫吸濕模型方程，可計(jì)算出樣品失水時(shí)的水活度變化，水活度從0.6降至0.3;假設(shè)盒包和煙支組成的混合體系在各失水時(shí)間點(diǎn)的水活度相同，盒包（含煙支）和香煙（含盒包）水活度也與整個(gè)樣品體系相同。因此，根據(jù)總體樣品水活度與煙支、計(jì)算盒包等溫吸濕模型方程，得到煙支和盒包在失水過(guò)程中各自含水量變化（P煙支和P盒包）。煙支在各時(shí)間點(diǎn)水分含量高于整體樣品水分含量，而盒包在各時(shí)間點(diǎn)水分含量低于整體樣品水分含量。

總之，軟包、軟硬包和硬包等盒包材料的等溫吸濕存在顯著差異，其吸濕性能隨盒包材料定量增加而增加。三種盒包材料對(duì)卷煙失水率影響不同，同一卷煙在硬包裝、軟硬包和軟包中失水率依次增加。當(dāng)盒包中的卷煙水分散失時(shí)，卷煙和盒包材料中的水分之間存在相互作用，并延緩失水速率，盒包材料的吸濕特性將影響這種交互作用的變化程度。

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