煙葉制品中的水主要是結(jié)合水和自由水這兩種類型組成，微生物可以有效利用自由水，但是不能利用結(jié)合水。因此，為了表明可利用水在煙葉制品中的含量，提出了水分活度（AW）的概念。水分活度降低表明產(chǎn)品中水的能量降低，也就是可用于微生物生長繁殖、化學(xué)反應(yīng)、水分遷移以及作為溶劑的水的量的降低。

煙葉制品中的水分活度通常用煙葉制品在密閉容器內(nèi)達到平衡時的水分蒸汽壓與飽和蒸汽壓的比值表示，當(dāng)蒸汽和溫度平衡時，樣品的水分活度就等同于樣品所處的密閉環(huán)境中的空氣相對濕度。水分活度乘以100即是以百分比表示的等效相對濕度。AW可揭示產(chǎn)品品質(zhì)變化和微生物繁殖對水分可利用程度，已成為食品、藥品和農(nóng)產(chǎn)品等領(lǐng)域產(chǎn)品的檢測指標(biāo)，并建立了相關(guān)的ISO和中國國家標(biāo)準(zhǔn)。國際煙葉科學(xué)研究合作中心(CORESTA)2019年推薦采用激光法測量煙葉和煙葉制品的AW。

測量煙葉水分活度的注意事項

在測定加熱卷煙的水分活度時，揮發(fā)物對測定結(jié)果的影響較大，加熱卷煙中含有高比例的發(fā)煙劑和薄荷醇，尤其是丙二醇和薄荷醇這些揮發(fā)性強的物質(zhì)。通過制備了不同丙二醇、丙三醇和薄荷醇質(zhì)量分數(shù)的加熱卷煙煙料，讓其在同一RH環(huán)境中充分平衡，使其達到相同的 aw，用可調(diào)激光傳感器分別測定各樣品的aw，結(jié)果見下圖。

經(jīng)分析，不同丙三醇質(zhì)量分數(shù)、不同丙二醇質(zhì)量分數(shù)和不同薄荷醇質(zhì)量分數(shù)的加熱卷煙的aw測試值均無明顯性差異（P＞0.05），表明可調(diào)激光傳感器不受丙二醇、丙三醇和薄荷醇等揮發(fā)的干擾?？烧{(diào)激光傳感器抗揮發(fā)性成分干擾主要有兩個原因：一是采用波寬小于 1 nm 的激光光束，對水分進行高選擇性識別和測量；二是激光傳感器的激光器、激光檢測器不受揮發(fā)性成分影響。因此，相比電解式傳感器法，無需安裝揮發(fā)性成分過濾器的激光傳感器法具有高選擇性和耐久性，可精確測量含有高濃度揮發(fā)性物質(zhì)的加熱樣品?？烧{(diào)激光水分活度儀TDL非常適用于加熱卷煙這種含有揮發(fā)物質(zhì)的煙葉制品。

水分活度在煙葉中的具體應(yīng)用

煙葉和紙張是吸濕性極高的材料－這也就是說它們都受到附近空氣潮濕度的影響。如果周圍的濕度低，水分便會被從材料中流失，使得材料變干，破壞其特性。這可能導(dǎo)致煙絲萎縮，從卷煙中掉出來?；蚴茄┣褵煙熑~開裂，甚至紙張被錯誤地喂入機器，造成生產(chǎn)線延誤等種種問題。雪茄煙和卷煙生產(chǎn)的每一個階段要求非常特別的水活度，以便確保所使用材料的水分，保證生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1.制絲階段:煙葉被以煙包形式送到工廠后打開時，是極為干燥的。通常被稱為軟化的一個初始加工工藝使煙葉通過一個大型的蒸汽填充式旋轉(zhuǎn)筒。進行該工藝的區(qū)域通常含有非常高的水分。由于水分從工藝中向周圍空氣散失，其水分條件在30至32攝氏溫度下的85%至88%相對濕度（RH)之間。在此過程中，取決于客戶的要求，根據(jù)儀器測量煙葉水活度將從大約 0.01-0.02增加到大約0.24左右。

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當(dāng)煙葉被軟化之后，煙梗被去除。在去梗過程中，為了防止煙葉變干，條件應(yīng)當(dāng)保持在大約 70%至75%相對濕度和攝氏24至29度之間。煙葉然后經(jīng)過制絲部分的**工藝－香料投入和回潮。在大多數(shù)生產(chǎn)車間，煙葉離開制絲部分的水活度通常在0.13至0.16之間。它要求周圍環(huán)境的濕度在相對濕度60%至68%之間，以便防止水分流失。

由于在工藝中使用了蒸汽，從工藝中散失的水分將周圍環(huán)境的濕度保持在適當(dāng)?shù)乃?，因而，制絲部分的濕度通常不需要由加濕系統(tǒng)來保持。然而，在某些工廠，工藝的密封度好，幾乎沒有任何散失，因此，保持所需的條件仍需要使用加濕系統(tǒng)。能夠精確彌補散失的水分。

2.儲藏:在這些初級階段工藝之后，經(jīng)過加濕的煙絲在生產(chǎn)設(shè)備需要之前，被送入通常打開的大箱中進行儲藏，某些較小型的煙葉廠不會用箱子進行儲藏，而是依賴于盒子或煙絲儲藏室。這些地區(qū)由于有大量暴露在周圍空氣中的煙絲，必須被保持在相對濕度60%至70%之間和攝氏溫度21度至24度之間。如果濕度不是保持在這些平衡的水平，煙葉將開臺變干，水活度隨之降低。

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3.過濾嘴生產(chǎn)：濾嘴棒生產(chǎn)是少數(shù)幾個真正不需要進行加濕的工藝，因為用于過濾嘴的材料不是對濕度很敏感。然而，如果濾嘴棒水活度下降到0.5以下，靜電荷載可能會積聚，這可能導(dǎo)致過濾嘴粘結(jié)在一起，并且破壞它們向生產(chǎn)區(qū)運動的流動性。為了夠完全排除靜電，需要保證生產(chǎn)時在0.5以上的水活度和約攝氏21度。當(dāng)周圍的環(huán)境濕度在45%以下時，不論該區(qū)域的溫度狀況如何，濾嘴棒靜電荷載將積聚。

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4.卷煙生產(chǎn)：這也許是最需要水活度控制的工藝。煙葉通常是利用壓縮空氣，通過管道被輸送到卷煙機內(nèi)。煙葉在此過程中散失的水分量取決于設(shè)備的運行速度，以及與周圍和將之從儲藏區(qū)域輸送出來所使用的壓縮空氣的接觸時間。

當(dāng)包裹卷煙的卷煙紙被儲藏在卷筒上時，它也同樣必須保持在平衡的環(huán)境中。如果其水活度出現(xiàn)變化，卷煙紙卷筒沿其裸露邊的尺寸也將發(fā)生改變。這將導(dǎo)致煙紙撕裂、機器喂料錯誤和重新喂料，浪費昂貴的停機時間。

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可調(diào)激光水分活度儀TDL測定成品煙的操作簡單快捷，測量結(jié)果出具時間小于5分鐘，分辨率可達0.0001aw，準(zhǔn)確性±0.001aw。可測成品煙以及商標(biāo)紙、接裝紙、包材等輔料。

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