1、第一章煙草水分 萱草第一節第一節 水的結構和性質水的結構和性質第二節第二節 煙葉水分的存在形態煙葉水分的存在形態第三節第三節 煙葉的吸濕性和平衡水分煙葉的吸濕性和平衡水分第四節第四節 煙草水分的表示方法煙草水分的表示方法第五節第五節 煙葉水分對加工質量的影響煙葉水分對加工質量的影響第一章第一章 煙草水分煙草水分第一章煙草水分一一 水的組成和結構水的組成和結構二二 水的重要性質水的重要性質第一節第一節 水的結構和性質水的結構和性質第一章煙草水分一水的組成和結構一水的組成和結構1 1 組成組成: H-O-H H-O-H 非線性極性共價化合物非線性極性共價化合物 2 2 結構結構: 角錐體氧原子位于

2、四面體中心，角錐體氧原子位于四面體中心，從中心原子到四對電子的聯線互成從中心原子到四對電子的聯線互成104.5o104.5o夾角夾角第一章煙草水分圖圖1.11.1水分子的水分子的SPSP2 2四面體構型四面體構型圖圖1.2 1.2 單個水分子結構示意圖單個水分子結構示意圖第一章煙草水分1 1 液體密度比固體密度大液體密度比固體密度大2 2 沸點較高沸點較高3 3 比熱較大比熱較大4 4 介電常數高介電常數高5 5 溶劑能力強溶劑能力強圖圖1.3 1.3 四面體構型中水分子的氫鍵結合（虛線表示氫鍵）四面體構型中水分子的氫鍵結合（虛線表示氫鍵）二水的重要性質二水的重要性質第一章煙草水分物理量名詞物

3、理量名詞 物理常數值物理常數值分子量分子量18.01534相變性質相變性質 熔點（熔點（0.1Mpa） 0.00 0oC 沸點（沸點（0.1Mpa)100.00 0oC 熔融熱（熔融熱（0oC）6.012KJ/mol 蒸發熱（蒸發熱（100oC）40.63KJ/mol 升華熱（升華熱（0oC）50.91KJ/mol 其它性質其它性質 20 oC 0oC 0oC（冰）（冰） -20oC(冰）冰）密度（密度（kg/L）0.9982030.9998410.91680.9193黏度（黏度（Pa ss）1.0021010-3-31.7871010-2-2-界面張力（界面張力（N/m）72.751010-

4、3-375.61010-2-2-蒸汽壓（蒸汽壓（Pa）2.33710103 36.10410102 26.10410102 21.03410102 2熱容量熱容量J/（g KK）4.18194.18192.10091.9544熱傳導熱傳導J/（m s K s K ）5.98310102 222.4022.4010102 224.3310102 2熱擴散系數（熱擴散系數（m2/s）1.41010-5-51.11010-4-41.11010-4-4介電常數介電常數80.369198表表1 1 水和冰的物理常數水和冰的物理常數第一章煙草水分一煙葉水分的來源一煙葉水分的來源二煙葉水分的存在形態二煙葉水

5、分的存在形態第二節第二節 煙葉水分的存在形式煙葉水分的存在形式第一章煙草水分一煙葉水分的來源一煙葉水分的來源1 1鮮煙葉的水分主要來自于土壤和空氣鮮煙葉的水分主要來自于土壤和空氣2 2干煙葉的水分來源包括：干煙葉的水分來源包括：2.1 2.1 調制殘存在煙葉中的水分調制殘存在煙葉中的水分2.2 2.2 生產過程加入的水分（分級、發酵、真空回潮）生產過程加入的水分（分級、發酵、真空回潮）2.3 2.3 從空氣中吸收的水分從空氣中吸收的水分（超級鏈接澆煙和下雨的視頻或圖片）（超級鏈接分級、發酵、真空回潮加入水分的視頻或圖片）第一章煙草水分結合水結合水：存在于溶質或其它非水組分附近，與溶質分子之間存

6、在于溶質或其它非水組分附近，與溶質分子之間通過化學鍵（主要是氫鍵）結合的那部分水，不易自由移動，通過化學鍵（主要是氫鍵）結合的那部分水，不易自由移動，不易喪失不易喪失0 0以下不易結冰，不能作溶劑以下不易結冰，不能作溶劑 自由水自由水:就是沒有被非水化合物結合的水，易從煙葉就是沒有被非水化合物結合的水，易從煙葉 中散中散失，在失，在0 0以下易結冰，能作溶劑。以下易結冰，能作溶劑。1 1自由水和結合水的概念自由水和結合水的概念二煙葉水分的存在形態二煙葉水分的存在形態第一章煙草水分 表表2 2自由水和結合水性質比較自由水和結合水性質比較結合水結合水自由水自由水一般描述一般描述存在于溶質或其它非水

7、組存在于溶質或其它非水組分附近的那部分水，包括分附近的那部分水，包括化合水、鄰近水和幾乎全化合水、鄰近水和幾乎全部多層水，不易自由移動，部多層水，不易自由移動，不易喪失。不易喪失。位置上遠離非水組分，以位置上遠離非水組分，以水水氫鍵存在的那部分水水氫鍵存在的那部分水，可自由移動，易喪失。水，可自由移動，易喪失。沸點沸點升高升高基本不變基本不變冰點冰點大為降低，大為降低，-20-200 0C C不結冰不結冰略降低，能結冰略降低，能結冰溶劑能力溶劑能力無無大大平均分子水平運動平均分子水平運動大大降低，甚至無大大降低，甚至無變化很小變化很小蒸發焓蒸發焓增大增大基本無變化基本無變化微生物微生物不能利用

8、不能利用可利用可利用第一章煙草水分煙草中的自由水和結合水煙草中的自由水和結合水. .煙草中的自由水主要是煙草中的自由水主要是毛細管凝結水毛細管凝結水：凝結在毛細管和大孔隙中的水凝結在毛細管和大孔隙中的水主要結合力：毛細管凝結力（表面張力）主要結合力：毛細管凝結力（表面張力）隨溫度升高而降低，隨濕度增大而增多隨溫度升高而降低，隨濕度增大而增多 煙草中的水分主要以自由水和結合水種方式存在煙草中的水分主要以自由水和結合水種方式存在第一章煙草水分. .煙草中的結合水：煙草中的結合水：在煙葉中與蛋白質、在煙葉中與蛋白質、 纖維素、纖維素、 果膠質等成分通過氫鍵結合的水分。果膠質等成分通過氫鍵結合的水分。

9、煙葉中的結合水主要包括：煙葉中的結合水主要包括： 膠體滲透作用和晶體潮解作用結合的水膠體滲透作用和晶體潮解作用結合的水 主要結合力：氫鍵主要結合力：氫鍵 該部分水隨空氣溫度升高而增多，隨空氣相對濕度增該部分水隨空氣溫度升高而增多，隨空氣相對濕度增大而增多。大而增多。第一章煙草水分一煙葉的吸濕性一煙葉的吸濕性二煙葉的平衡水分二煙葉的平衡水分三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素第三節第三節 煙葉的吸濕性和平衡水分煙葉的吸濕性和平衡水分第一章煙草水分一煙葉的吸濕性一煙葉的吸濕性1 1吸濕性定義吸濕性定義：煙葉能依據空氣溫濕度的變化從空氣煙葉能依據空氣溫濕度的變化從空氣中吸

10、收水分或向空氣中散發水分的性質。中吸收水分或向空氣中散發水分的性質。2 2煙葉的組織結構煙葉的組織結構：具有毛細管的膠體多孔體具有毛細管的膠體多孔體第一章煙草水分3.13.1表面吸附和擴散作用表面吸附和擴散作用3.23.2毛細管的凝結作用毛細管的凝結作用3.33.3膠體的滲透作用膠體的滲透作用3.43.4晶體的潮解作用晶體的潮解作用3 3煙葉吸濕性的煙葉吸濕性的4 4個方面：個方面：第一章煙草水分3.13.1表面吸附和擴散作用表面吸附和擴散作用吸附吸附：空氣中的水蒸氣凝結在物體表面的現象空氣中的水蒸氣凝結在物體表面的現象擴散擴散：一種物質自發進入另一種物質中，彼此相互滲一種物質自發進入另一種物

11、質中，彼此相互滲透的作用透的作用煙葉和周圍空氣之間不斷發生著水分的交流活動。煙葉和周圍空氣之間不斷發生著水分的交流活動。第一章煙草水分動畫顯示空氣中的水分吸附在煙葉表面并擴散進入煙動畫顯示空氣中的水分吸附在煙葉表面并擴散進入煙葉內部的過程，以及水分從煙葉內部擴散進入空氣的葉內部的過程，以及水分從煙葉內部擴散進入空氣的過程過程表面吸附和擴散作用隨空氣濕度增大而加表面吸附和擴散作用隨空氣濕度增大而加強，強， 隨溫度升高而加強。隨溫度升高而加強。第一章煙草水分3.23.2毛細管的凝結作用毛細管的凝結作用 煙葉是具有毛細管的多空體，可以通過表面張力使水分凝結煙葉是具有毛細管的多空體，可以通過表面張力使

12、水分凝結在毛細管內。這種水屬于自由水，隨空氣濕度增大而增大，隨在毛細管內。這種水屬于自由水，隨空氣濕度增大而增大，隨溫度升高而降低。毛細管越細，水分越要在其中凝結。溫度升高而降低。毛細管越細，水分越要在其中凝結。動畫：煙葉中不同粗細的孔道內水分凝結情況動畫：煙葉中不同粗細的孔道內水分凝結情況第一章煙草水分3.33.3膠體的滲透作用膠體的滲透作用 當空氣相對濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時，煙當空氣相對濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時，煙葉中的淀粉、蛋白質、果膠等膠體表面形成溶液層，水分葉中的淀粉、蛋白質、果膠等膠體表面形成溶液層，水分在煙葉內外形成濃度差，就會發生滲透作用。在煙葉內外形成濃

13、度差，就會發生滲透作用。滲透作用隨空氣濕度增大而加強，隨溫度升高而加強滲透作用隨空氣濕度增大而加強，隨溫度升高而加強這種方式增加的主要是結合水這種方式增加的主要是結合水第一章煙草水分動畫：水和煙葉直接接觸時，水分向煙葉內緩慢滲透的動畫：水和煙葉直接接觸時，水分向煙葉內緩慢滲透的過程。過程。第一章煙草水分3.43.4晶體的潮解作用晶體的潮解作用當空氣相對濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時，煙葉當空氣相對濕度接近飽和或煙葉和水分直接接觸時，煙葉中的水溶性糖、多酚、無機鹽等晶體物質會發生潮解作用，中的水溶性糖、多酚、無機鹽等晶體物質會發生潮解作用，產生水化物，增加煙葉水分。產生水化物，增加煙葉水分。

14、晶體潮解作用隨空氣相對濕度增大而加強，隨溫度升高晶體潮解作用隨空氣相對濕度增大而加強，隨溫度升高而加強。增加的主要是結合水。而加強。增加的主要是結合水。第一章煙草水分動畫：動畫： 白糖或食鹽潮解過程白糖或食鹽潮解過程第一章煙草水分表煙葉吸濕性主要表現在以下四個方面表煙葉吸濕性主要表現在以下四個方面表面吸附與擴散作用表面吸附與擴散作用毛細管凝結作用毛細管凝結作用自由水自由水膠體滲透作用膠體滲透作用結合水結合水晶體潮解作用晶體潮解作用結合水結合水作用方式作用方式溫度溫度濕度濕度形態形態第一章煙草水分二煙葉的平衡水分二煙葉的平衡水分1 1煙葉平衡水分定義煙葉平衡水分定義 靜態定義：在一定空氣溫濕度條

15、件下，煙葉表面水蒸氣靜態定義：在一定空氣溫濕度條件下，煙葉表面水蒸氣壓力與周圍空氣中水蒸氣分壓力相平衡時的壓力與周圍空氣中水蒸氣分壓力相平衡時的煙葉含水量煙葉含水量。 動態定義：煙葉達到平衡水分的過程。動態定義：煙葉達到平衡水分的過程。 2 2煙葉平衡水分條件：煙葉平衡水分條件： 因為煙葉具有吸濕性，會不斷地和周圍空氣發生水分交換因為煙葉具有吸濕性，會不斷地和周圍空氣發生水分交換作用，使得它在不同的空氣溫濕度條件下具有不同的含水量。作用，使得它在不同的空氣溫濕度條件下具有不同的含水量。 通常把空氣溫度通常把空氣溫度2222，相對濕度，相對濕度60% 60% 2%2%條件下達到條件下達到平衡時的

16、煙葉水分定為煙葉的平衡水分。平衡時的煙葉水分定為煙葉的平衡水分。第一章煙草水分動畫：煙葉和周圍空氣進行水分交換的過程動畫：煙葉和周圍空氣進行水分交換的過程第一章煙草水分三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素三煙葉吸濕性和平衡水分的影響因素1 1煙葉因素煙葉因素2 2環境因素：空氣溫度，空氣相對會濕度環境因素：空氣溫度，空氣相對會濕度第一章煙草水分1 1煙葉因素煙葉因素: :煙葉自身的煙葉自身的組織結構組織結構和和化學成分化學成分的差異直接影的差異直接影 響著煙葉的吸濕性和平衡水分響著煙葉的吸濕性和平衡水分, ,是煙葉吸濕性的物質基礎是煙葉吸濕性的物質基礎煙葉類型，等級，產地，部位煙葉類型，等級，產地

17、，部位等因素都會影響煙葉組織結等因素都會影響煙葉組織結構和化學成分，從而影響煙葉平衡水分。構和化學成分，從而影響煙葉平衡水分。相同環境下煙葉吸濕性和平衡水分表現為：相同環境下煙葉吸濕性和平衡水分表現為：烤煙白肋煙烤煙白肋煙云煙福建安徽貴州河南云煙福建安徽貴州河南中部上部下部中部上部下部等級越高，吸濕性和平衡水分越大等級越高，吸濕性和平衡水分越大第一章煙草水分2 2 環境因素環境因素1 1空氣相對濕度空氣相對濕度：空氣濕度增大，煙葉平衡水分增大空氣濕度增大，煙葉平衡水分增大 70 70以下，影響小，以下，影響小，7070以上影響大以上影響大 2 2氣溫氣溫：對平衡水分影響沒有濕度顯著對平衡水分影

18、響沒有濕度顯著 濕度一定時，對烤煙而言，溫度升高，平衡水分增大濕度一定時，對烤煙而言，溫度升高，平衡水分增大 溫濕度對平衡水分的影響可以表述為：溫濕度對平衡水分的影響可以表述為：（1 1）溫度一定，相對濕度增加，平衡含水率升高）溫度一定，相對濕度增加，平衡含水率升高（2 2）相對濕度一定，溫度增加，平衡含水率升高）相對濕度一定，溫度增加，平衡含水率升高（3 3）濕度的影響是主要的，溫度的影響甚微）濕度的影響是主要的，溫度的影響甚微第一章煙草水分不同環境，不同質量煙葉的平衡水分，不同環境，不同質量煙葉的平衡水分，起作用的首先是煙葉的質量，其次才是環境起作用的首先是煙葉的質量，其次才是環境條件條件

19、 第一章煙草水分在煙草原料加工卷煙生產中通常采用相對含水率，因此相對含水在煙草原料加工卷煙生產中通常采用相對含水率，因此相對含水率通常簡稱含水率。率通常簡稱含水率。絕對含水率是在干重基礎上計算得來的，更能反映煙葉水分含量的絕對含水率是在干重基礎上計算得來的，更能反映煙葉水分含量的真是狀況。真是狀況。G濕G干W絕G干100W W相相G G濕濕G G干干G G濕濕 100100G G濕濕G G干干G G水水+相對含水率（濕基含水率）相對含水率（濕基含水率）：絕對含水率（干基含水率）絕對含水率（干基含水率）：W絕絕G G干干 100100G G水水W相相G G干干+ +水水 100100G G水水第四節第四節 煙葉水分的表示方法煙葉水分的表示方法第一章煙草水分W相相G G干干