盒包材料对烟支水分散失速率的影响

罗万松 孙文雯 张常记

摘要：为找到合适的包装材料，使烟支能保持水分稳定性，本文详细分析了盒包材料对烟支水分散失速率的影响。

关键词：盒包材料;烟支;失水速率;影响

烟草水分变化是影响卷烟感官质量的重要因素，近年来，对卷烟原料物理保湿性能的研究一直是研究者关注的焦点。盒包材料作为卷烟产品的重要辅助材料，在保持卷烟水分稳定性方面具有很高的应用价值。另外，等温吸湿主要用来描述在恒定外部环境条件下，样品平衡含水量与水活度之间的热力学关系，通常用于预测样品质量稳定性及计算水分变化。为此，研究软包、软硬包和硬包等卷烟常用盒包的等温吸湿，并比较分析同一卷烟在不同盒包中的水分变化，旨在掌握盒包材料对卷烟水分变化的影响，为提高卷烟物理保湿性能提供参考。

一、卷烟基本特征

卷烟用卷烟纸将烟丝卷制成条状的烟制品。

烟支规格：长度——国内卷烟市场上主要有84mm、100mm、90mm、70mm直径，国内卷烟企业生产卷烟大部分为7.7mm。

烟支透气度：烟支透气度由卷烟盘纸和过滤嘴接装纸决定。烟支透气度过高，对吸食效果影响极大，由于烟气中混入的空气比例增加，可稀释卷烟中焦油和烟碱，使烟气醇和，但透气度过高使吸食每口的时间和深度增加，其结果是对健康影响更大。

二、卷烟包装的重要性

我国卷烟需求量大，所以卷烟品牌较多，烟草销售之间存在着激烈的竞争，如何提高卷烟产品的销售量是所有企业都在认真思考的问题，这其中卷烟本身的质量是决定性因素，此外，产品的价格定位及包装质量也称为消费者重要的参考条件，当两种卷烟质量及价格相差不多时，消费者肯定偏向于选择包装质量高的卷烟产品，包装质量提高了卷烟产品的档次及内涵，同时也更有助于企业品牌形象的提升，将企业文化传递给消费者，从而使企业在产品竞争中取得优势。总之，卷烟的包装质量好能增强企业的竞争力，增加消费人群，促进卷烟企业更好的发展。

三、材料与方法

1、材料及仪器。卷烟、盒包（软包、软硬包、硬包）。烟草含水率测试手套箱;CPA225D电子天平、CP2245电子天平;101-0型鼓风干燥箱;Aqualab 4TE水活度仪。

2、方法

1）样品中水分等温吸附特性检测。绘制烟支与去掉PP膜软包、软硬包、硬包的等温吸湿曲线，并评价等温吸湿模型的拟合效果。

2）检测和評价样品的物理保湿性能。对带有BOPP膜10支卷烟样品（即烟+膜）带BOPP膜的盒包样品（盒+膜）、10支卷烟+BOPP膜+盒包样品（盒子+薄膜+香烟）的物理保湿性能进行检测及评价。

3）失水过程中样品水活度和含水量预测值的计算。预测样品失水过程中各时间点对应的水活度值，并根据预测值，利用烟支、盒包+烟支的DLP模型方程计算相应含水量。

4）数据统计分析。用SPSS软件分析线性模型对相关实验数据的显著性差异。

四、结果与讨论

1、烟支和盒包材料等温吸湿曲线绘制及模型拟合。烟支和三种盒包材料的等温吸湿特性存在显著差异，烟支在不同水活度条件下的平衡含水率显著高于盒包材料，且这种差异随着水活度的增加而增大。软包、软硬包和硬包的等温吸湿性能因材料定量和厚度的明显差异而依次增大。表1显示了等温吸湿模型的拟合结果，可看出，四种样品模型拟合最大相对平均误差（MRE）为1.04%，表明拟合模型的准确性较高。

2、盒包+卷烟样品等温吸湿模型参数计算。实验中，由于水分活度计检测腔大小的限制，无法检测10支卷烟后盒包和烟支整体水活度，无法直接绘制盒包+烟支样品等温吸湿曲线，因此，根据建立的烟草样品等温吸湿预测模型，计算三种盒包中装入10支相同卷烟后整体等温吸湿模型的相关参数。另外，由于包装材料的定量不同，不同材料的盒包材料质量存在明显差异，软包、软硬包和硬包的盒包装质量依次提高。

3、样品失水差异。同一卷烟在不同盒包材料中的失水质量存在显著差异。由于检测到的失水质量是盒包材料失水质量及烟支失水质量的叠加，无法直接区分盒包材料和烟支单独失水质量，因此无法直接研究盒包材料差异对烟支失水性能的影响;在研究过程中，尝试单独测量盒包中烟支质量，以获得盒包材料和烟支各自的失水质量。然而，烟支端烟丝在操作中易掉落，严重影响数据可靠性。因此，以烟草样品的等温吸湿模型方程为工具，建立烟支与盒包混合体系的烟草样品失水过程中各组分样品干燥的分析方法，然后研究不同盒包材料对卷烟物理保湿性能的影响。

此外，在装入烟支盒包（带BOPP膜）后样品总含水量从11%开始降低，最终含水量为6%。根据各失水时间点的含水量及其等温吸湿模型方程，可计算出样品失水时的水活度变化，水活度从0.6降至0.3;假设盒包和烟支组成的混合体系在各失水时间点的水活度相同，盒包（含烟支）和香烟（含盒包）水活度也与整个样品体系相同。因此，根据总体样品水活度与烟支、计算盒包等温吸湿模型方程，得到烟支和盒包在失水过程中各自含水量变化（P烟支和P盒包）。烟支在各时间点水分含量高于整体样品水分含量，而盒包在各时间点水分含量低于整体样品水分含量。

总之，软包、软硬包和硬包等盒包材料的等温吸湿存在显著差异，其吸湿性能随盒包材料定量增加而增加。三种盒包材料对卷烟失水率影响不同，同一卷烟在硬包装、软硬包和软包中失水率依次增加。当盒包中的卷烟水分散失时，卷烟和盒包材料中的水分之间存在相互作用，并延缓失水速率，盒包材料的吸湿特性将影响这种交互作用的变化程度。

参考文献

[1]楼佳颖.不同卷烟原料物理保润机理研究[J].中国烟草学报，2016（06）.

[2]孙志涛.盒包材料对烟支水分散失速率的影响[J].烟草科技，2017（07）.