
近年來,消費者對產品體驗的追求日益精細化,無論是食品飲料中的“爆漿"口感、日化用品中的“可視化"功效顆粒,還是煙草制品中的“增香"爆珠,都指向同一種產品形態——具有核殼結構的球形香丸類產品。這類產品通過外殼包裹液態風味物質或功能性成分,在使用時通過外力擠壓使外殼破裂,釋放內容物,從而帶來獨特的感官體驗或功效。然而,如何確保每一顆香丸都能在恰當的時機、以恰當的力度破裂,既不因過硬而無法捏破,也不因過軟而在運輸儲存中提前破損,成為多行業共同面臨的質量控制難題。
在食品飲料行業,奶茶中的爆爆珠是典型代表。華南理工大學的研究表明,爆爆珠是一種具有核殼結構的球形膠囊,外殼為具有咀嚼性的水凝膠,內核為具有流動性的風味芯液。通過反向成球技術制備的爆爆珠,其破裂力、硬度、彈性和咀嚼性等指標直接影響消費者的食用體驗。生產企業需要通過精確的力學測試,確保爆爆珠在口腔咀嚼時能產生恰到好處的“爆漿感",同時在奶茶攪拌、吸管吸取過程中不易破損。
在日化行業,許多化妝品中添加了各種微粒和精華顆粒,如變色粒子、彩色柔珠、精油顆粒、活性碳顆粒等。這些顆粒的功能各不相同:有的通過物理摩擦去除老化角質,有的通過擠壓破裂釋放精油成分,有的則為了優化膚感體驗或強化視覺效果。在制造和填充過程中,這些顆粒需要避免機械影響,因此對其破裂強度、硬度、彈性等力學性能的測定成為質量控制的關鍵環節。
在煙草行業,卷煙爆珠的應用已十分成熟。爆珠嵌在香煙過濾嘴內,直徑約2.6~4.6mm,內含液態香精香料,吸煙過程中捏破爆珠可使口感更豐富。香丸爆珠強度測試儀在該領域的應用,為保障產品質量穩定、優化生產工藝提供了數據支持。
針對上述跨行業的香丸類產品力學測試需求,恒速加壓法成為通用的檢測原理。該方法將試樣放置在測試臺面上,按壓夾頭在驅動系統帶動下按照規定的速度接觸試樣,高精度力值傳感器實時記錄力值變化,在樣品破裂時記錄最大力值作為壓破強度。這種測試原理能夠真實模擬消費者使用過程中擠壓香丸的瞬間,為產品配方優化和工藝調整提供參考數據。
測試過程需要關注多個力學指標:破裂力反映香丸被壓破時的難易程度,硬度表征外殼的堅固性,彈性體現外殼受壓后的恢復能力,咀嚼性則綜合評估食用時的口感體驗。這些指標的測定需要儀器具備高精度力值傳感器、穩定的施壓速度和可靠的位移測量系統。
隨著香丸類產品在多個行業的廣泛應用,相關檢測標準體系逐步建立。在煙草行業,2024年1月29日發布的YC/T 608-2024《卷煙爆珠強度測試儀通用技術條件》和JJG(煙草)33-2024《卷煙爆珠強度測試儀檢定規程》為行業提供了統一的技術規范。YC/T 608-2024規定了測試儀的基本結構、測試原理、性能指標及檢驗規則等技術要求,包括上下壓縮板應采用硬化鋼質材料且平整度在0.025mm以內、壓力傳感器精度要求、位移測量分辨率等。JJG(煙草)33-2024則適用于測試儀的*次檢定、后續檢定和使用中檢查,明確了施壓速度最大允許誤差、壓力測定范圍、位移測量最大允許誤差等計量性能要求。
這些標準的出臺,不僅為煙草行業的爆珠測試提供了依據,其技術思路對食品、日化等行業的香丸類產品力學測試也具有參考價值。在食品行業,爆漿珍珠的質構分析可參考TPA測試模式,通過柱形探頭以1mm/s的速度壓縮至70%形變,測定破裂力、硬度、彈性等指標。在日化行業,精油顆粒、彩色柔珠的破裂強度測定同樣需要高精度力學分析儀器,確保顆粒在制造、填充和使用過程中性能穩定。
建立科學的力學測試體系,對香丸類產品的質量控制具有多重價值。在研發階段,通過測試不同配方、不同工藝參數下香丸的破裂力和形變量,可以優化外殼材料的配比和成型工藝,使產品達到理想的使用體驗。在生產過程中,通過批次抽樣檢測,可以監控產品質量的穩定性,及時發現工藝偏差。有數據顯示,采用標準化力學測試后,某煙企的爆珠破損率由0.8%降至0.12%,香氣釋放合格率提升至99.6%。對于食品和日化產品,力學測試同樣可以幫助企業建立從原料到成品的全流程質控體系,減少因顆粒破裂強度不當導致的客訴問題。
問:香丸類產品的破裂強度測試通常采用什么測試模式?
答:目前通用的測試模式為恒速壓縮測試。將樣品置于測試平臺,探頭以恒定速度(如1mm/s)垂直下壓,記錄樣品破裂瞬間的最大力值即為破裂強度。對于需要全面評估口感的食品類香丸,還可采用TPA測試模式,通過兩次壓縮模擬咀嚼過程,分析硬度、彈性、咀嚼性等多項指標。
問:不同行業的香丸產品在測試參數設置上有哪些差異?
答:測試參數的設置主要取決于樣品的大小、材質和預期的使用場景。一般來說,奶茶爆珠的測試速度常設為1mm/s,觸發力設為8g,目標模式可選擇形變70%。而煙草爆珠的測試速度通常在15-25mm/min范圍內,位移測量精度要求達到±0.02mm。對于化妝品微粒,由于顆粒較小且材質多樣,需要根據具體樣品調整測試參數。建議用戶根據樣品特性和參考標準,通過預實驗確定合適的測試參數。
問:香丸類產品的力學測試需要遵循哪些標準?
答:目前煙草行業有明確的行業標準,即YC/T 608-2024和JJG(煙草)33-2024,規定了測試儀的技術條件和檢定方法。食品和日化行業目前尚無專門針對香丸類產品的國家標準,但可以參考質構分析的一般方法以及相關行業的研究成果。企業也可根據自身產品特點,參考煙草行業標準的技術思路,建立內部測試規范。
問:測試過程中如何確保數據的準確性和重復性?
答:首先,測試前應進行力值和位移的零點校準,確保初始狀態準確。其次,樣品應選取大小均勻、外觀無缺陷的代表性樣品,并放置在測試臺的中心位置。第三,測試環境應保持穩定,符合GB/T 16447規定的測試大氣條件。最后,對于同一樣品應進行多次重復測試,取平均值作為最終結果,以減小偶然誤差。
問:香丸類產品的力學測試儀器是否可以通用?
答:香丸爆珠強度測試儀的核心技術——高精度力值傳感、恒速施壓、位移精確測量——使其具備跨行業應用的潛力。通過更換不同規格的探頭和夾具,調整測試參數,這類儀器可以適用于食品爆珠、化妝品微粒、煙草爆珠等多種香丸類產品的力學測試。這種通用性為多品類產品生產的企業提供了便利,一臺設備可滿足不同產品的檢測需求,降低了設備投入成本。
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