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聞“煙”識(shí)粒度

閱讀:401      發(fā)布時(shí)間:2020-10-26
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“雪茄之于男人,正如香水之于女人。”其實(shí)何止是香水,一切那些能令女人風(fēng)姿綽約的附屬品,對(duì)于男人,雪茄以一敵百。男人表現(xiàn)魅力不在于膚淺的形式,而在于品味和生活態(tài)度。

雪茄之所以是身份地位的象征,是由于它高昂的價(jià)格;這是由于做成一支好的雪茄要經(jīng)過(guò)222道工序,此其一。雪茄以手工卷制的為上品,機(jī)器做的為次,此其二。

自20世紀(jì)50年代以來(lái),由于雪茄的普及,制造商們開(kāi)始注重生產(chǎn)過(guò)程的成本效益。機(jī)器制作的雪茄模仿手工制作的雪茄的成分,也包括茄芯、茄套和茄衣。在這種情況下,茄芯一般由切碎的煙葉組成,也稱為短茄芯,其價(jià)格比整片煙葉便宜,并且成品更均勻。由于整片煙葉對(duì)于機(jī)制雪茄來(lái)說(shuō)太脆弱,因此茄套和茄衣通常都是由均質(zhì)煙葉(HTL)組成的。HTL由細(xì)磨的煙草粉末制成,將其與水和纖維素混合成紙漿,然后卷成薄片。HTL增強(qiáng)的抵抗力和均勻性使其非常適合于自動(dòng)化雪茄制造。此外,HTL有助于控制雪茄的燃燒速率,這是消費(fèi)者滿意度的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)

 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

本文研究了HTL生產(chǎn)廠家提供的兩種不同的煙草粉末材料。其中一種是粉末狀煙草,用于HTL制造雪茄茄套(此后稱為“茄套”材料),另一種用于制造雪茄茄衣(“茄衣”材料)。

圖1:PSA 1190 L/D與自動(dòng)進(jìn)樣器附件

 

在安東帕PSA 1190 L/D上,在室溫(約25℃)下進(jìn)行了濕法和干法模式的測(cè)量。自動(dòng)進(jìn)樣器附件(圖1)負(fù)責(zé)取樣。茄套和茄衣分別測(cè)試3個(gè)獨(dú)立樣本,每個(gè)樣本測(cè)量3次。使用夫瑯和費(fèi)近似來(lái)計(jì)算粒子大小。完整的儀器設(shè)置詳見(jiàn)表1。

表1:煙草粉末材料濕法和干法模式測(cè)量參數(shù)設(shè)置

茄套材料的測(cè)試

圖2:以濕法模式測(cè)量的茄套材料。上圖:?jiǎn)我淮硇泽w積加權(quán)的粒度分布。下圖:三個(gè)獨(dú)立樣本疊加圖,每個(gè)樣本測(cè)量三次。

 

圖2顯示了以水為溶劑,濕法模式下測(cè)量的茄套材料的粒徑分布。此外,三個(gè)樣本的三次重復(fù)結(jié)果(共9個(gè)測(cè)量值)如圖2所示。體積加權(quán)的D值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)見(jiàn)表2。

表2:濕法模式下測(cè)量的茄套材料的體積加權(quán)D值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差。dei一次:所有樣品*測(cè)量運(yùn)行的平均值。第二和第三次:所有樣品的第二次和第三次測(cè)量的平均值。

 

對(duì)于所有三個(gè)獨(dú)立的測(cè)量樣本,疊加圖(圖2,下圖)顯示了隨著測(cè)量次數(shù)的增加,粒徑向較小粒徑輕微偏移(見(jiàn)表2)。這表明,由攪拌器引起的機(jī)械應(yīng)力破壞了一些較大的顆粒。在測(cè)量前對(duì)樣品池進(jìn)行超聲處理,可以顯著提高這種效果(數(shù)據(jù)未顯示),從而證實(shí)了煙草粉末的易碎性。因此,所有的濕法模式的測(cè)量都是在沒(méi)有超聲的情況下進(jìn)行的。

為了在干法模式下測(cè)量茄套材料,使用了干射流分散(也稱為文丘里分散)。與觀察到的濕法分散情況類似,煙草粉末對(duì)空氣壓力引起的破碎非常敏感,因?yàn)椴粩嘣黾拥奈那鹄飰毫?huì)使分布向小顆粒大小傾斜(數(shù)據(jù)未顯示)。然而,當(dāng)使用250 mbar的低文丘里壓力進(jìn)行測(cè)量時(shí),顆粒破碎是有限的。因此,這里提出的所有干法測(cè)量都是使用這種壓力進(jìn)行的。

圖3:以干法模式測(cè)量的茄套材料:代表性的體積加權(quán)粒徑分布。

 

圖3顯示了干法模式下所測(cè)得的粒徑分布。三個(gè)獨(dú)立樣本的體積加權(quán)D值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)見(jiàn)表3。

表3:干法模式測(cè)得的茄套樣品體積加權(quán)D值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。三個(gè)獨(dú)立樣本的均值

 

用干法測(cè)量得到的粒度結(jié)果比用濕法測(cè)量得到的要稍微低一些。對(duì)于D90值來(lái)說(shuō),這一點(diǎn)尤為明顯,在干法模式下(128 μm)比在濕法模式下(dei一次運(yùn)行169 μm)低25%。

茄衣材料的測(cè)試

圖4:濕法模式下測(cè)得的茄衣材料。上圖:代表基于體積加權(quán)的粒度分布。下圖:三個(gè)獨(dú)立樣本疊加圖,每個(gè)樣本測(cè)量三次

 

圖4顯示了在濕法模式下測(cè)量的茄衣材料的典型粒徑分布,以及三個(gè)獨(dú)立樣本上的三個(gè)重復(fù)的疊加圖。體積加權(quán)D值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)見(jiàn)表4。

表4:濕法模式下測(cè)得的茄衣材料體積加權(quán)D值及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差。dei一次:所有樣品*測(cè)量運(yùn)行的平均值。第二次和第三次:所有樣品的第二次和第三次測(cè)量的平均值

對(duì)于這個(gè)樣品,觀察到與茄套材料相同的效果。3次重復(fù)結(jié)果中,第1次結(jié)果比第2次和第3次的顆粒尺寸更大,表明了隨著測(cè)試次數(shù)的增加,顆粒破碎。

圖5:在干法模式下測(cè)量的茄衣材料:具有代表性的體積加權(quán)粒徑分布

 

圖5顯示了在文丘里壓力為250 mbar的干法模式下測(cè)量得到的粒徑分布。從三個(gè)連續(xù)測(cè)量值中計(jì)算出相應(yīng)的體積加權(quán)D值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD),如表5所示。

表5:干法模式測(cè)得的茄衣材料體積加權(quán)D值及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差。平均值來(lái)自3個(gè)獨(dú)立樣本

 

正如觀察到的茄套樣品,通過(guò)干法測(cè)量得到的顆粒尺寸比通過(guò)濕法測(cè)量得到的要小。對(duì)于大顆粒尤其如此,干法模式下的D90值比濕法模式下下降26%就證明了這一點(diǎn)。

有趣的是,無(wú)論是在濕法模式還是在干法模式下,茄衣材料的顆粒尺寸都低于茄套。特別是,茄衣材料的D90值明顯低于茄套的D90值,說(shuō)明茄衣材料的大顆粒含量比茄套少。

結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn),我們證明了安東帕PSA能夠測(cè)量煙草粉末的粒度分布,在濕法和干法模式下具有很高的重復(fù)性。然而,對(duì)極容易破碎的顆粒必須小心地施加盡可能少的機(jī)械應(yīng)力。在干法模式下,通過(guò)使用慢速攪拌分散和放棄使用超聲來(lái)實(shí)現(xiàn)。在干法模式下,在低文丘里壓力(250 mbar)下分散粉末也可以減少破碎。

總的來(lái)說(shuō),茄衣比茄套材料含有更小的顆粒,并且粒度分布略窄。這表明這兩種材料非常適合它們各自的用途。事實(shí)上,作為茄套的HTL應(yīng)該是高度抗機(jī)械應(yīng)力的,茄衣HTL,使雪茄的終外觀,理想狀態(tài)下應(yīng)該是薄,光滑和柔軟的。由于茄衣材料比茄套更細(xì)、更均勻,我們可以假設(shè)其對(duì)應(yīng)的HTL將比其較粗的對(duì)應(yīng)HTL更薄、更光滑。

 

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