徐大勇,堵勁松,李躍鋒,陳河祥,張 龍,葉 超,盧新萬(wàn),戴建國(guó),洪偉齡*

1.中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院 煙草行業(yè)煙草工藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2號(hào) 450001

2.福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,廈門市海滄區(qū)新陽(yáng)工業(yè)區(qū)新陽(yáng)路1號(hào) 361022

3.中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所,合肥市蜀山湖路350號(hào) 230031

4.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,鄭州市隴海東路72號(hào) 450000

負(fù)壓抽氣法測(cè)定卷煙小盒密封度

徐大勇1,堵勁松1,李躍鋒2,陳河祥2,張 龍3,葉 超3,盧新萬(wàn)2,戴建國(guó)4,洪偉齡*2

1.中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院 煙草行業(yè)煙草工藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2號(hào) 450001

2.福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,廈門市海滄區(qū)新陽(yáng)工業(yè)區(qū)新陽(yáng)路1號(hào) 361022

3.中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所,合肥市蜀山湖路350號(hào) 230031

4.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,鄭州市隴海東路72號(hào) 450000

為了準(zhǔn)確測(cè)定卷煙小盒的密封度,研究了一種負(fù)壓抽氣法測(cè)定卷煙小盒密封度的方法,確定了關(guān)鍵檢測(cè)參數(shù),并對(duì)該方法進(jìn)行了評(píng)價(jià),利用該方法對(duì)國(guó)內(nèi)主要品牌(規(guī)格)卷煙進(jìn)行了密封度測(cè)試分析.結(jié)果表明:①負(fù)壓抽氣法測(cè)定卷煙小盒密封度適宜的檢測(cè)條件為:抽氣流量為200 mL/min,打孔方式為刺穿包裝紙,打孔深度gt;煙盒厚度的1/2;②該方法測(cè)定結(jié)果變異系數(shù)在1%以內(nèi),具有較好的重復(fù)性;③硬盒包裝小盒密封度平均水平(-3.508 kPa)好于軟盒包裝平均水平(-1.138 kPa),且不同品牌(規(guī)格)軟盒和硬盒之間密封度均存在較大差異.硬盒密封度好于平均水平的比例為60%,而軟盒密封度好于平均水平的比例僅為33.33%.

卷煙;小盒密封度;負(fù)壓抽氣法

卷煙小盒包裝密封度與卷煙含水率具有緊密關(guān)系[1],卷煙在受潮后極易發(fā)生霉變,嚴(yán)重影響卷煙的外觀品質(zhì)和香味品質(zhì),降低卷煙的使用價(jià)值和貯存壽命[2],因此,卷煙包裝密封情況對(duì)于卷煙的保存、防霉變、保留原香氣等都具有一定影響[3].良好的包裝密封度能有效隔絕外界環(huán)境中的水分和氧氣,是安全、有效地預(yù)防霉變的主要措施,被廣泛應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域[4-7].密封性檢測(cè)的方法也較多[8-11],YC/T 140-1998[12]介紹了一種卷煙小盒密封度的測(cè)定方法,該方法是將壓縮空氣注入小盒內(nèi),使小盒內(nèi)部與外部的氣壓形成壓差,當(dāng)充氣流量和煙包內(nèi)壓力平衡時(shí),根據(jù)流量和煙包內(nèi)外壓力計(jì)算得到密封度值.該方法由于在充氣的過程中包裝紙膨脹,緊貼透明薄膜紙,阻礙空氣在煙包內(nèi)部的流動(dòng),導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際小盒密封度偏差較大,且測(cè)試重復(fù)性和再現(xiàn)性也難以保證,該標(biāo)準(zhǔn)已廢止,目前尚無(wú)針對(duì)卷煙小盒密封度測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法.因此研究了一種負(fù)壓抽氣法測(cè)定卷煙小盒密封度的方法,旨在為準(zhǔn)確測(cè)定和控制卷煙小盒密封度提供新的方法.

1 方法的建立

1.1 材料與儀器

國(guó)內(nèi)主要牌號(hào)(規(guī)格)軟、硬盒包裝卷煙(安徽中煙、河北中煙、貴州中煙、江蘇中煙、廣東中煙、浙江中煙、河南中煙、山東中煙、江西中煙、福建中煙、廣西中煙、陜西中煙、紅塔集團(tuán)、紅云紅河集團(tuán)、上海集團(tuán)).

XXPTE-X-Leak密封度測(cè)定儀(加拿大ARJAY設(shè)備公司);負(fù)壓抽氣法小盒密封度測(cè)定儀(自制).

1.2 負(fù)壓充氣法的原理

圖1 負(fù)壓抽氣法小盒密封度測(cè)定裝置示意圖

負(fù)壓抽氣法小盒密封度測(cè)定裝置主要包括壓力傳感器、測(cè)量室、連通吸盤、氣體流量計(jì)和真空泵,見圖1.真空泵壓力傳感器精度為0.01 kPa,氣體流量計(jì)量程為0～500 mL/min.

1.3 關(guān)鍵檢測(cè)參數(shù)的確定

1.3.1 抽氣流量和打孔方式

抽氣流量和打孔方式是負(fù)壓抽氣法關(guān)鍵測(cè)試參數(shù),將不同密封度的軟硬包裝卷煙在刺穿包裝紙和僅在薄膜紙上打孔兩種條件下,分別在抽氣流量為50、100、150、200、250、300 mL/min,重復(fù)測(cè)試30次,密封度檢測(cè)結(jié)果平均值及變異系數(shù)分別見圖2和表1.

由圖2可知,隨著測(cè)試抽氣流量的增加,對(duì)于同一包硬盒或軟盒包裝卷煙樣品,在兩種打孔方式下密封度測(cè)試值均增大,對(duì)于不同密封度煙包,密封度測(cè)試值區(qū)分度逐漸擴(kuò)大,流量在100 mL/min以上且刺穿包裝紙條件下區(qū)分度最為明顯.因此,為了顯著區(qū)分卷煙包裝密封性的好壞,檢測(cè)時(shí)流量應(yīng)大于100 mL/min.

由表1知,軟盒包裝卷煙密封度測(cè)試結(jié)果重復(fù)性好于硬盒包裝,測(cè)試流量在100～250 mL/min范圍內(nèi),密封度測(cè)試結(jié)果變異系數(shù)多在5%以內(nèi),其中200 mL/min流量條件下,不同密封度煙包測(cè)試結(jié)果變異系數(shù)均小于2.5%,且包裝紙刺穿與否對(duì)測(cè)試重復(fù)性無(wú)明顯影響.因此,為了保證檢查結(jié)果具有較好的重復(fù)性,選擇檢測(cè)抽氣流量為200 mL/min.

1.3.2 打孔深度

打孔深度對(duì)空氣在煙包內(nèi)的流通性存在一定影響,為了確定適宜的打孔深度,隨機(jī)選取了5種硬盒包裝卷煙,打孔深度分別為煙包厚度的1/4、1/2、3/4,不同深度下密封度檢測(cè)結(jié)果見表2所示.

為比較不同打孔深度條件下密封度檢測(cè)結(jié)果的差異性,對(duì)3組檢測(cè)結(jié)果分別做成對(duì)t檢驗(yàn),分析結(jié)果見表3.由表3可知,打孔深度在1/2和3/4時(shí),檢驗(yàn)結(jié)果P值大于0.05,表明該兩種打孔深度檢測(cè)結(jié)果基本一致,故在密封度檢測(cè)時(shí)打孔深度不宜小于煙盒厚度的1/2.

圖2 不同流量條件下卷煙小盒密封度結(jié)果平均值

表1 不同流量條件下卷煙小盒密封度測(cè)試結(jié)果變異系數(shù)(n=30) (%)

表2 不同檢測(cè)深度條件下密封度測(cè)試結(jié)果 (-kPa)

表3 不同打孔深度檢測(cè)值t檢驗(yàn)結(jié)果

2 方法的評(píng)價(jià)

采用負(fù)壓抽氣法對(duì)不同密封度軟硬包裝卷煙進(jìn)行30次重復(fù)測(cè)試,考察結(jié)果的重復(fù)性.并與充氣法重復(fù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果見表4.由表4可知,充氣法檢測(cè)結(jié)果變異系數(shù)多在1.2%～8.0%范圍內(nèi),負(fù)壓抽氣軟硬包裝重復(fù)性測(cè)試結(jié)果變異系數(shù)多為1%以內(nèi),小于充氣法,說明負(fù)壓抽氣法具有較好的重復(fù)性.

將不同密封度軟硬盒包裝各4個(gè)樣品采用兩種檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試對(duì)比,結(jié)果如圖3所示.由圖3可以看出,雖然兩種方法采用的原理和表達(dá)方式不一樣,但測(cè)試結(jié)果的總體趨勢(shì)較為一致.

表4 兩種方法重復(fù)性的比較①(n=30)

圖3 兩種測(cè)試結(jié)果的比較

3 方法的應(yīng)用

利用本方法對(duì)國(guó)內(nèi)17家中煙(集團(tuán))公司65個(gè)主要品牌(規(guī)格)卷煙進(jìn)行了密封度測(cè)試,其中硬盒包裝35個(gè)品牌(規(guī)格),軟盒包裝(含軟包硬化)30個(gè)品牌(規(guī)格),檢測(cè)結(jié)果見表5.由表5可知,國(guó)內(nèi)主要牌號(hào)(規(guī)格)硬盒包裝卷煙密封度主要分布在-0.500～-5.000 kPa,平均為-3.508 kPa,軟盒包裝密封度分布在-0.050～-5.000 kPa,平均為-1.138 kPa,低于硬盒包裝卷煙密封度平均水平,且不同品牌(規(guī)格)軟盒和硬盒直接之間各自均存在較大差異,其中硬盒之間差異在10倍以上,軟盒之間差異在80倍以上.

表5 國(guó)內(nèi)主要牌號(hào)(規(guī)格)卷煙的密封度測(cè)試結(jié)果

表5(續(xù))

圖4所示為軟硬包裝卷煙密封度分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果,由圖可知,硬盒包裝卷煙密封度90%以上在-1 kPa以上,密封度優(yōu)于平均水平(-3.508 kPa)的比例為60%,而軟盒包裝卷煙密封度優(yōu)于-1 kPa的比例為50%,90%軟盒卷煙密封度在-0.1 kPa以上,密封度優(yōu)于平均水平(-1.138 kPa)的比例僅為33.33%.可見,目前硬盒包裝卷煙密封性普遍較好,但大部分軟盒包裝密封度有待提高.

4 結(jié)論

①負(fù)壓抽氣法密封度測(cè)定方法檢測(cè)條件:抽氣流量200 mL/min,打孔方式為刺穿包裝紙,打孔深度應(yīng)大于煙盒厚度的1/2.②負(fù)壓抽氣法密封度測(cè)定結(jié)果變異系數(shù)1%以內(nèi),具有較好的重復(fù)性.③國(guó)內(nèi)主要品牌(規(guī)格)硬盒包裝卷煙密封度平均水平(-3.508 kPa)優(yōu)于軟盒包裝平均水平(-1.138 kPa),且不同品牌(規(guī)格)軟盒和硬盒之間均存在較大差異.硬盒密封度優(yōu)于平均水平的比例為60%,而軟盒密封度優(yōu)于平均水平的比例僅為33.33%.

[1] 閃紅光,姬有道.卷煙小盒包裝密封性與水分變化關(guān)系初探[J].黑龍江煙草,2001(2):19-21.

[2]Lee K H,鄭新章.不同密封度下包裝卷煙的貯存壽命預(yù)測(cè)[J].煙草科技,1992(4):46.

[3] 張新恒,嚴(yán)莉紅.卷煙包裝密封度測(cè)定儀的應(yīng)用[J].煙草科技,1994(3):26-27.

[4] 喬建軍,劉兵勝,栗勇偉.GD包裝機(jī)組條包煙外包裝完好性在線檢測(cè)系統(tǒng)[J].煙草科技,2013(4):26-27.

[5] 陳藝暉,甕紅利,林河通,等.龍眼果實(shí)聚乙烯薄膜袋包裝和貯藏的研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2007,38(9):192-195.

[6] 謝宏,李新華,王帥.密封小包裝內(nèi)氣體環(huán)境對(duì)大米貯藏效果的影響[J].食品科技,2007(7):228-230.

[7] 郁韞超,孫黎敏,王斌.包裝對(duì)醫(yī)院外用軟膏制劑重量、外觀性狀和有效成分含量的影響[J].中國(guó)藥房,2005,16(3):189-190.

[8] 張倩,張善耕,馬鉞.密封包裝食品的密封性檢測(cè)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2014,36(5):38-41.

[9] 張懷智,高廷如.關(guān)于包裝密封性的非破壞性檢測(cè)方法[J].包裝工程,2002,23(4):23-24.

[10]蔣井明,彭曉蓉.西林瓶真空包裝的密封完整性檢查[J].機(jī)電信息,2012(32):36-37.

[11]周紹輝.無(wú)菌藥品的密封性檢測(cè)與全自動(dòng)電子微孔檢漏機(jī)[J].機(jī)電信息,2012(20):24-27.

[12]YC/T 140-1998卷煙 小盒密封度的測(cè)定 充氣法[S].

責(zé)任編輯 周雅寧

Determination of Airtightness of Cigarette Packets by Negative Pressure Air Extraction Method

XU Dayong1,DU Jinsong1,LI Yuefeng2,CHEN Hexiang2,ZHANG Long3,YE Chao3,LU Xinwan2,DAI Jianguo4,and HONG Weiling*2
1.Key Laboratory of Tobacco Processing Technology of CNTC,Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC,Zhengzhou 450001,China
2.China Tobacco Fujian Industrial Co.,Ltd.,Xiamen 361022,Fujian,China
3.Anhui Institute of Optics and Fine Mechanism of CAS,Hefei 230031,China
4.China Tobacco Henan Industrial Co.,Ltd.,Zhengzhou 450000,China

For determining the airtightness of cigarette packets accurately,a negative pressure air extraction method was studied,the key test parameters were determined and the method was verified.The airtightness of packets of major domestic cigarette brands was detected by this method.The results showed that:1)The appropriate detection conditions were air extraction volume 200 mL/min,packet perforation depthgt;half of packet thickness.2)The coefficient of variation of detection results was less than 1%,it indicated that the repeatability of this method was good.3)The average airtightness of hard packets(-3.508 kPa)was better than that of soft ones(-1.138 kPa),and airtightness differed greatly between the hard and soft packets of different brands.The proportion of packets whose air tightness was better than the average level reached 60%for hard packets,while which was only 33.33%for soft packets.

Cigarette;Airtightness of packet;Negative pressure air extraction method

TS761.2

A

1002-0861(2015)10-0073-05

10.16135/j.issn1002-0861.20151013

2014-11-21

2015-07-10

徐大勇(1982-),碩士,工程師,主要從事煙草加工工藝技術(shù)研究.E-mail:xdyong@126.com;*

洪偉齡,E-mail:hwl2083@163.com.

徐大勇,堵勁松,李躍鋒,等.負(fù)壓抽氣法測(cè)定卷煙小盒密封度[J].煙草科技,2015,48(10):73-77.XU Dayong,DU Jinsong,LI Yuefeng,et al.Determination of airtightness of cigarette packets by negative pressure air extraction method[J].Tobacco Scienceamp;Technology,2015,48(10):73-77.