一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法
【專利摘要】一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法，其特征在于：該方法通過對煙草及煙草制品混合前各組分的吸濕等溫工作曲線的繪制，利用DLP模型獲取各組分的吸濕等溫工作曲線方程的相關參數(shù)，根據(jù)各組分的干重百分比計算混合體系的DLP模型參數(shù)，建立混合體系的吸濕等溫工作曲線方程，并結(jié)合混合體系的含水率，預測混合體系平衡時的水活度及混合體系中各組分的平衡含水率。本發(fā)明的有益效果在于：首次提供了一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分平衡含水率的方法，能夠為煙草企業(yè)產(chǎn)品設計的水分控制方面指明方向，減少煙葉原料、輔助材料及包裝材料等各組分篩選的盲目性。
【專利說明】一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法，該方法在煙草行業(yè)可以廣泛用于指導產(chǎn)品配方設計、篩選輔助材料及包裝材料、減少水分遷移維持煙草及煙草制品品質(zhì)穩(wěn)定等多個方面。

【背景技術(shù)】
[0002]煙草含水率及水活度，是影響煙草及煙草制品感官品質(zhì)的重要因素。含水率，是指樣品中水分的質(zhì)量占樣品總質(zhì)量的比率，以百分數(shù)表示。煙草行業(yè)對卷煙產(chǎn)品的含水率設定了檢驗方法[1]和范圍要求(10.509Γ13.50%)[2]，將卷煙含水率列為一項重要的檢測指標；在實際工作中，研究人員認為，12°/Γ13%的含水率對正常卷煙較為適宜[3]。水活度，是指樣品中水分的飽和蒸汽壓與相同溫度下純水的飽和蒸汽壓的比值，以aw表示；水活度值越低，說明樣品中的水分越穩(wěn)定。食品行業(yè)對食品變性與水活度范圍之間的關系進行了研究[4]，發(fā)現(xiàn)在水活度小于0.65的條件下，大部分變性反應均難以發(fā)生?；跓煵菟值闹匾裕瑹煵菪袠I(yè)工作人員在設計卷煙產(chǎn)品時，一方面需要選擇合適的煙草原料、輔助材料和包裝材料，以滿足卷煙產(chǎn)品的含水率要求；另一方面需要減少卷煙產(chǎn)品的水分散失，維持產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。因此，建立一種煙草混合體系水活度和各組分含水率的預測方法，對于指導卷煙產(chǎn)品配方設計、篩選輔助材料和包裝材料、維持產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定而言具有重要的意義和價值。
[0003]吸濕等溫線(MSI, moisture sorpt1n isotherm)是恒定溫度下樣品水活度與水分含量的關系圖。在食品行業(yè)，研究者利用GAB (理論模型)[5’6]、Peleg (半經(jīng)驗模型)[5]、DLP (經(jīng)驗模型)[6]等數(shù)學模型，建立了一系列根據(jù)原料的吸濕等溫線用以研究樣品中的水分性質(zhì)，根據(jù)吸濕等溫線可對樣品在一定條件下的含水率或水活度進行預測。目前，這些方法被廣泛應用于食品的化學成分及微生物穩(wěn)定性預測，以指導食品的產(chǎn)品配方設計和生產(chǎn)加工過程。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于基于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，提供一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法。該方法能夠根據(jù)煙草原料各組分的吸濕等溫線和水分含量，利用DLP (Double Log Polynomial)模型預測混合后產(chǎn)品平衡時的水活度,并可進一步獲得混合體系中各組分的平衡含水率。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法:首先繪制各組分的吸濕等溫工作曲線，利用DLP模型獲取各組分的吸濕等溫工作曲線方程的相關參數(shù)，根據(jù)各組分的干重百分比計算混合體系的DLP模型參數(shù)，建立混合體系的吸濕等溫工作曲線方程，并結(jié)合混合體系的含水率，預測混合體系平衡時的水活度及混合體系中各組分的平衡含水率，具體步驟如下:1)根據(jù)恒定溫度下各組分含水率與水活度的關系繪制吸濕等溫工作曲線；
2)利用DLP模型
m = b3 f +b2 f +? z +?............(O
獲取各組分的吸濕等溫工作曲線方程: mJ = hj'I + by J2 Z + ^Qj............(2)
其中，
一 m為樣品含水率，
2=1η[-1η(αν)],
bo"b3為經(jīng)驗常數(shù)， j為煙草原料組分數(shù)。
[0006]3)根據(jù)各組分混合前的質(zhì)量和起始含水率，利用公式..…讀I)

【權(quán)利要求】
1.一種預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法，其特征在于:該方法通過對煙草及煙草制品混合前各組分的吸濕等溫工作曲線的繪制，利用DLP模型獲取各組分的吸濕等溫工作曲線方程的相關參數(shù)，根據(jù)各組分的干重百分比計算混合體系的DLP模型參數(shù)，建立混合體系的吸濕等溫工作曲線方程，并結(jié)合混合體系的含水率，預測混合體系平衡時的水活度及混合體系中各組分的平衡含水率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預測煙草及煙草制品混合體系水活度和各組分含水率的方法，其特征在于:具體步驟如下: 1)根據(jù)恒定溫度下各組分含水率與水活度的關系繪制吸濕等溫工作曲線； 2)利用DLP模型 m =h3f +b2 -f +? Z+h............(I) 獲取各組分的吸濕等溫工作曲線方程:
= hj Z3 +hj f +hjZ+hj............(2) 其中， 一 m為樣品含水率，
,y= In [-1n (λ』， bo"b3為經(jīng)驗常數(shù)， j為煙草原料組分數(shù)； 3)根據(jù)各組分混合前的質(zhì)量和起始含水率，利用公式
計算各組分的干重百分比，利用公式
計算混合體系的吸濕等溫工作曲線方程參數(shù)I^cTb3,獲得混合體系的DLP模型方程:
= ^I + j^iwisr) X + 為0(論)............(5) 其中， 一 W為樣品質(zhì)量， b為各組分DLP模型擬合方程的相關參數(shù)， i=0、l、2、3， #為各組分的干重百分比； 4)假設混合體系無水分散失，利用公式
計算混合體系的含水率； 5)根據(jù)通過步驟4)得到的混合體系含水率，利用公式(5)計算出混合體系的水活度aw,從而實現(xiàn)對混合體系水活度的預測； 6)根據(jù)通過步驟5)得到的混合體系水活度aw，利用公式(2)計算出混合體系中各組分的含水率m，從而實現(xiàn)對混合體系各組分平衡含水率的預測。
【文檔編號】G01N5/00GK104198318SQ201410454695
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】馬驥, 馬宇平, 崔凱, 陳芝飛, 孫志濤, 蘆昶彤, 張展, 趙明月, 胡有持, 胡軍, 劉珊, 張建勛, 宗永立, 屈展, 何保江, 霍現(xiàn)寬, 楊偉平 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院, 河南中煙工業(yè)有限責任公司