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    聞“煙”識粒度

    “雪茄之于男人,正如香水之于女人?!逼鋵嵑沃故窍闼?,一切那些能令女人風姿綽約的附屬品,對于男人,雪茄以一敵百。男人表現魅力不在于膚淺的形式,而在于品味和生活態度。

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

    自20世紀50年代以來,由于雪茄的普及,制造商們開始注重生產過程的成本效益。機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,其價格比整片煙葉便宜,并且成品更均勻。由于整片煙葉對于機制雪茄來說太脆弱,因此茄套和茄衣通常都是由均質煙葉(HTL)組成的。HTL由細磨的煙-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增強的抵抗力和均勻性使其非常適合于自動化雪茄制造。此外,HTL有助于控制雪茄的燃燒速率,這是消費者滿意度的一個重要標準

     實驗設置

    本文研究了HTL生產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與自動進樣器附件


    在安東帕PSA 1190 L/D上,在室溫(約25℃)下進行了濕法和干法模式的測量。自動進樣器附件(圖1)負責取樣。茄套和茄衣分別測試3個獨立樣本,每個樣本測量3次。使用夫瑯和費近似來計算粒子大小。完整的儀器設置詳見表1。

    表1:煙-草粉末材料濕法和干法模式測量參數設置

    茄套材料的測試

    圖2:以濕法模式測量的茄套材料。上圖:單一代表性體積加權的粒度分布。下圖:三個獨立樣本疊加圖,每個樣本測量三次。


    圖2顯示了以水為溶劑,濕法模式下測量的茄套材料的粒徑分布。此外,三個樣本的三次重復結果(共9個測量值)如圖2所示。體積加權的D值和相對標準差(RSD)見表2。

    表2:濕法模式下測量的茄套材料的體積加權D值和相對標準差。**次:所有樣品**測量運行的平均值。**和第三次:所有樣品的**次和第三次測量的平均值。


    對于所有三個獨立的測量樣本,疊加圖(圖2,下圖)顯示了隨著測量次數的增加,粒徑向較小粒徑輕微偏移(見表2)。這表明,由攪拌器引起的機械應力破壞了一些較大的顆粒。在測量前對樣品池進行超聲處理,可以顯著提高這種效果(數據未顯示),從而證實了煙-草粉末的易碎性。因此,所有的濕法模式的測量都是在沒有超聲的情況下進行的。

    為了在干法模式下測量茄套材料,使用了磚利的干射流分散(也稱為文丘里分散)。與觀察到的濕法分散情況類似,煙-草粉末對空氣壓力引起的破碎非常敏感,因為不斷增加的文丘里壓力會使分布向小顆粒大小傾斜(數據未顯示)。然而,當使用250 mbar的低文丘里壓力進行測量時,顆粒破碎是有限的。因此,這里提出的所有干法測量都是使用這種壓力進行的。

    圖3:以干法模式測量的茄套材料:代表性的體積加權粒徑分布。


    圖3顯示了干法模式下所測得的粒徑分布。三個獨立樣本的體積加權D值和相對標準差(RSD)見表3。

    表3:干法模式測得的茄套樣品體積加權D值和相對標準偏差。三個獨立樣本的均值


    用干法測量得到的粒度結果比用濕法測量得到的要稍微低一些。對于D90值來說,這一點尤為明顯,在干法模式下(128 μm)比在濕法模式下(**次運行169 μm)低25%。

    茄衣材料的測試

    圖4:濕法模式下測得的茄衣材料。上圖:代表基于體積加權的粒度分布。下圖:三個獨立樣本疊加圖,每個樣本測量三次


    圖4顯示了在濕法模式下測量的茄衣材料的典型粒徑分布,以及三個獨立樣本上的三個重復的疊加圖。體積加權D值和相對標準差(RSD)見表4。

    表4:濕法模式下測得的茄衣材料體積加權D值及相對標準差。**次:所有樣品**測量運行的平均值。**次和第三次:所有樣品的**次和第三次測量的平均值

    對于這個樣品,觀察到與茄套材料相同的效果。3次重復結果中,第1次結果比第2次和第3次的顆粒尺寸更大,表明了隨著測試次數的增加,顆粒破碎。

    圖5:在干法模式下測量的茄衣材料:具有代表性的體積加權粒徑分布


    圖5顯示了在文丘里壓力為250 mbar的干法模式下測量得到的粒徑分布。從三個連續測量值中計算出相應的體積加權D值和相對標準差(RSD),如表5所示。

    表5:干法模式測得的茄衣材料體積加權D值及相對標準差。平均值來自3個獨立樣本


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

    有趣的是,無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,說明茄衣材料的大顆粒含量比茄套少。

    結論

    通過實驗,我們證明了安東帕PSA能夠測量煙-草粉末的粒度分布,在濕法和干法模式下具有很高的重復性。然而,對極容易破碎的顆粒必須小心地施加盡可能少的機械應力。在干法模式下,通過使用慢速攪拌分散和放棄使用超聲來實現。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。

    總的來說,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。事實上,作為茄套的HTL應該是高度抗機械應力的,茄衣HTL,使雪茄的*終外觀,理想狀態下應該是薄,光滑和柔軟的。由于茄衣材料比茄套更細、更均勻,我們可以假設其對應的HTL將比其較粗的對應HTL更薄、更光滑。

    主營產品:

    Chatillon測力計,納米激光粒度儀,摩擦磨損試驗機,自動熔點儀,Park Systems原子力顯微鏡,英國邁菱Mecmesin材料試驗機,聚合物測試和樣品制備系統,密度儀,折光儀,旋光儀,卡爾費休水分儀,包材檢測用熱封儀,Julabo恒溫水浴,愛色麗色度計,梅特勒熱分析儀


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