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在卷烟产品创新中,爆珠已成为提升感官体验的核心要素。但在行业交流中,我们常听到不同称呼:爆珠、香丸、脆性胶囊。这些名称背后隐藏着怎样的技术内涵?爆珠的“脆性”如何科学评价?高脆爆珠与普通爆珠有何本质区别?本文结合2024年实施的JJG(烟草)33-2024检定规程与YC/T 608-2024技术标准,为您系统解析这些核心问题。
根据YC/T 608-2024标准第3.1条的明确定义,卷烟爆珠是指“用于烟用滤棒内的囊状材料,在外力作用下壁材破碎(裂)后其包裹的内容物能够释放”。这一技术定义揭示了爆珠的核心特征:在外力作用下发生脆性破裂。
“脆性胶囊”这一称呼,正是对这一力学行为特性的精准描述。所谓脆性,是指材料在受到外力时,无明显塑性变形即发生破裂的特性。与普通胶囊(如药品软胶囊)在受压时先变形、后破裂不同,爆珠的设计目标是在消费者施加的捏压力下,瞬间“爆”开,释放香气。这种“爆”的体验,本质上就是脆性破裂的感官表现。
“香丸”这一称呼则源于其形态与功能——呈丸状、内含香精香料,使用时释放香气。三者之中,“脆性胶囊”最准确地反映了产品的力学本质,因此成为专业技术文献中的常用术语。
爆珠的脆性并非单一指标,而是需要通过多项参数综合评价的力学特性。根据YC/T 608-2024标准,核心评价指标包括:
压破强度:标准第3.2条定义,压破强度是指“在规定条件下进行挤压,爆珠试样或卷烟、滤棒试样中爆珠被挤压爆裂(破碎)时承受的压力”,单位为牛顿(N)。这一指标直接量化了消费者捏破爆珠所需力度。常规卷烟爆珠的压破强度通常分布在5-20N范围内。
破裂位移:指爆珠从开始受压至破裂瞬间发生的形变量,单位为毫米(mm)。这一参数反映了爆珠的延展性与脆性特征。高脆性爆珠的破裂位移通常较小,意味着在微小形变下即发生破裂;而脆性较低的爆珠可能需要更大形变才会破裂。
压力-形变曲线特征:标准第4章规定的测试过程中,仪器同步记录压力值与位移变化,绘制压力-形变曲线。曲线的形状、峰值尖锐度、上升斜率等,都蕴含着脆性的丰富信息。高脆性爆珠的曲线通常呈现陡峭上升、尖锐峰值、快速下降的特征;而脆性较低的爆珠曲线可能较为平缓。
高脆爆珠与普通爆珠的本质区别,在于壁材的力学设计目标不同:
破裂响应速度:高脆爆珠设计目标是在极短时间内(毫秒级)完成破裂,给消费者带来清脆的“啪”感;普通爆珠破裂过程相对缓和,感官冲击较弱。
力值-位移曲线特征:高脆爆珠的压力-形变曲线表现为上升斜率大、峰值尖锐、破裂后力值迅速归零;普通爆珠曲线上升较缓,峰值区域可能较宽,破裂后力值下降相对平缓。
应用场景差异:高脆爆珠更适合追求强烈感官冲击的产品,如特定风味卷烟;普通爆珠适用于需要缓慢释放香气的场景,或与滤棒其他材料复合使用的产品。
质量控制要求:高脆爆珠对壁材配方的均一性、生产过程的稳定性要求更高,因为任何微小偏差都可能导致“脆性”特性的丧失。这也就意味着,高脆爆珠的生产企业需要更精密的检测设备进行质量控制。
精准测定爆珠脆性,需要一台符合标准要求的脆性胶囊/爆珠强度测试仪。根据YC/T 608-2024和JJG(烟草)33-2024,核心技术要求包括:
施压单元:采用精密滚珠丝杆驱动,施压过程平稳无抖动。试验速度设定范围应满足15-25mm/min,最大允许误差在设定值的±10%以内。
压缩板:上压板直径不小于16.0mm,硬化钢材质,平整度≤0.025mm。
力值测量系统:传感器测量范围不小于100N,精度±0.5%,分辨力0.01N,采样频率不低于1kHz。
位移测量系统:位移测量最大允许误差±0.02mm,分辨力0.01mm。
符合标准要求与不符合要求仪器的数据差异:一台符合标准的测试仪,采样频率1kHz,能够完整记录爆珠破裂全过程的力值与位移变化,精准捕捉破裂瞬间的峰值力与位移值。而不符合要求的仪器,采样频率可能不足500Hz,位移误差超过0.1mm,很可能错过破裂瞬间的真实峰值,导致测试结果偏低。某企业曾因使用低精度设备,将一批实际压破强度12N的爆珠误测为9N,误判产品过软而调整配方,反而导致产品过硬、消费者投诉率上升。
问:为什么爆珠的脆性对消费者体验如此重要?
答:脆性直接决定消费者捏破爆珠时的感官反馈。过高脆性(过硬)可能导致消费者难以捏破,过低脆性(过软)可能在运输或加工中提前破裂。恰到好处的脆性设计,配合香气释放时机,共同构成完整的感官体验。
问:测试速度对爆珠脆性评价有影响吗?
答:有显著影响。YC/T 608-2024规定试验速度范围为15-25mm/min,并要求速度误差在±10%以内。速度过快可能导致测得的压破强度偏大,无法真实反映消费者慢捏时的实际手感。因此,严格控速是保证测试结果与实际体验一致性的基础。
问:除了卷烟爆珠,脆性胶囊测试仪还能应用于哪些领域?
答:脆性胶囊/爆珠的测试原理可广泛应用于各类核壳结构产品的力学特性评价。例如食品饮料中的果汁爆珠、日化产品中的精油胶囊、部分药品微丸等。专业的仪器制造商可提供夹具定制服务,根据样品的特殊规格和形状,设计对应的压板和样品托,适配不同产品的测试需求。
问:如何建立爆珠脆性的企业内控标准?
答:建议分四步建立:收集多批次正常生产的爆珠测试数据,计算压破强度与破裂位移的平均值和标准偏差;结合消费者感官评价验证,确定理想参数范围;设定内控限为平均值±3倍标准偏差;持续收集数据优化标准。每批次抽检建议不少于30颗,确保统计有效性。
问:旧款爆珠强度测试仪能否满足脆性评价要求?
答:需要评估关键性能指标是否满足标准要求。如果旧设备的采样频率、位移精度、力值精度等核心指标能够达到标准,并通过计量检定,可以继续使用。如果存在明显差距,建议升级或更换,以确保检测数据的准确性和脆性评价的可信度。可联系设备供应商进行现场验证测试。
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