可调激光水分活度仪TDL用于测定烟草制品水活度

烟草制品中的水主要是结合水和自由水这两种类型组成，微生物可以有效利用自由水，但是不能利用结合水。因此，为了表明可利用水在烟草制品中的含量，提出了水分活度（AW）的概念。水分活度降低表明产品中水的能量降低，也就是可用于微生物生长繁殖、化学反应、水分迁移以及作为溶剂的水的量的降低。

烟草制品中的水分活度通常用烟草制品在密闭容器内达到平衡时的水分蒸汽压与饱和蒸汽压的比值表示，当蒸汽和温度平衡时，样品的水分活度就等同于样品所处的密闭环境中的空气相对湿度。水分活度乘以100即是以百分比表示的等效相对湿度。AW可揭示产品品质变化和微生物繁殖对水分可利用程度，已成为食品、药品和农产品等领域产品的检测指标，并建立了相关的ISO和中国国家标准。国际烟草科学研究合作中心(CORESTA)2019年推荐采用激光法测量烟草和烟草制品的AW。

测量烟草水分活度的注意事项

在测定加热卷烟的水分活度时，挥发物对测定结果的影响较大，加热卷烟中含有高比例的发烟剂和薄荷醇，尤其是丙二醇和薄荷醇这些挥发性强的物质。通过制备了不同丙二醇、丙三醇和薄荷醇质量分数的加热卷烟烟料，让其在同一RH环境中充分平衡，使其达到相同的 aw，用可调激光传感器分别测定各样品的aw，结果见下图。

经分析，不同丙三醇质量分数、不同丙二醇质量分数和不同薄荷醇质量分数的加热卷烟的aw测试值均无显著性差异（P＞0.05），表明可调激光传感器不受丙二醇、丙三醇和薄荷醇等挥发的干扰。可调激光传感器抗挥发性成分干扰主要有两个原因：一是采用波宽小于 1 nm 的激光光束，对水分进行高选择性识别和测量；二是激光传感器的激光器、激光检测器不受挥发性成分影响。因此，相比电解式传感器法，无需安装挥发性成分过滤器的激光传感器法具有高选择性和耐久性，可精确测量含有高浓度挥发性物质的加热样品。可调激光水分活度仪TDL非常适用于加热卷烟这种含有挥发物质的烟草制品。

水分活度在烟草中的具体应用

烟叶和纸张是吸湿性极高的材料－这也就是说它们都受到附近空气潮湿度的影响。如果周围的湿度低，水分便会被从材料中流失，使得材料变干，破坏其特性。这可能导致烟丝萎缩，从卷烟中掉出来。或是雪茄烟烟叶开裂，甚至纸张被错误地喂入机器，造成生产线延误等种种问题。雪茄烟和卷烟生产的每一个阶段要求非常特别的水活度，以便确保所使用材料的水分，保证生产的效率和产品质量。

1.制丝阶段:烟叶被以烟包形式送到工厂后打开时，是极为干燥的。通常被称为软化的一个初始加工工艺使烟叶通过一个大型的蒸汽填充式旋转筒。进行该工艺的区域通常含有非常高的水分。由于水分从工艺中向周围空气散失，其水分条件在30至32摄氏温度下的85%至88%相对湿度（RH)之间。在此过程中，取决于客户的要求，根据仪器测量烟叶水活度将从大约 0.01-0.02增加到大约0.24左右。

当烟叶被软化之后，烟梗被去除。在去梗过程中，为了防止烟叶变干，条件应当保持在大约 70%至75%相对湿度和摄氏24至29度之间。烟叶然后经过制丝部分的最后工艺－香料投入和回潮。在大多数生产车间，烟草离开制丝部分的水活度通常在0.13至0.16之间。它要求周围环境的湿度在相对湿度60%至68%之间，以便防止水分流失。

由于在工艺中使用了蒸汽，从工艺中散失的水分将周围环境的湿度保持在适当的水平，因而，制丝部分的湿度通常不需要由加湿系统来保持。然而，在某些工厂，工艺的密封度好，几乎没有任何散失，因此，保持所需的条件仍需要使用加湿系统。能够精确弥补散失的水分。

2.储藏:在这些初级阶段工艺之后，经过加湿的烟丝在生产设备需要之前，被送入通常打开的大箱中进行储藏，某些较小型的烟叶厂不会用箱子进行储藏，而是依赖于盒子或烟丝储藏室。这些地区由于有大量暴露在周围空气中的烟丝，必须被保持在相对湿度60%至70%之间和摄氏温度21度至24度之间。如果湿度不是保持在这些平衡的水平，烟草将开台变干，水活度随之降低。

3.过滤嘴生产：滤嘴棒生产是少数几个真正不需要进行加湿的工艺，因为用于过滤嘴的材料不是对湿度很敏感。然而，如果滤嘴棒水活度下降到0.5以下，静电荷载可能会积聚，这可能导致过滤嘴粘结在一起，并且破坏它们向生产区运动的流动性。为了够完全排除静电，需要保证生产时在0.5以上的水活度和约摄氏21度。当周围的环境湿度在45%以下时，不论该区域的温度状况如何，滤嘴棒静电荷载将积聚。

4.卷烟生产：这也许是最需要水活度控制的工艺。烟草通常是利用压缩空气，通过管道被输送到卷烟机内。烟草在此过程中散失的水分量取决于设备的运行速度，以及与周围和将之从储藏区域输送出来所使用的压缩空气的接触时间。

当包裹卷烟的卷烟纸被储藏在卷筒上时，它也同样必须保持在平衡的环境中。如果其水活度出现变化，卷烟纸卷筒沿其裸露边的尺寸也将发生改变。这将导致烟纸撕裂、机器喂料错误和重新喂料，浪费昂贵的停机时间。

可调激光水分活度仪TDL测定成品烟的操作简单快捷，测量结果出具时间小于5分钟，分辨率可达0.0001aw，准确性±0.001aw。可测成品烟以及商标纸、接装纸、包材等辅料。