首页农学农业基础学科烟草化学 02 第一章 烟草水分.ppt

02 第一章 烟草水分.ppt

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本课件讲解烟草水分,从水的组成结构与理化性质入手,分析自由水与结合水的存在形态、烟叶吸湿性的四种作用方式,说明平衡水分的影响因素,并给出各加工环节的适宜含水率范围。

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水的组成和结构二水的重要性质,烟草水分章节中的知识要点页,文字内容以原课件图示为准
水的组成和结构,包括一水的组成和结构、组成: H-O-H 非线性极性共等要点
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第1页:烟草水分章节目录

烟草水分,本章主要内容包括:

  • 第一节 水的结构和性质
  • 第二节 烟叶水分的存在形态
  • 第三节 烟叶的吸湿性和平衡水分
  • 第四节 烟草水分的表示方法
  • 第五节 烟叶水分对加工质量的影响

第2页:水的组成和结构二水的重要性质

一水的组成和结构二水的重要性质

第3页:水的组成和结构

水的组成和结构

  • 一水的组成和结构
  • 组成: H-O-H 非线性极性共价化合物
  • 结构: 角锥体.氧原子位于四面体中心,从中心原子到四对电子的联线互成104.5o夹角

第4页:水分子的SP2四面体构型

水分子的SP2四面体构型

  • 图
  • 水分子的SP2四面体构型图
  • 单个水分子结构示意图

第5页:液体密度比固体密度大

液体密度比固体密度大

  • 液体密度比固体密度大
  • 沸点较高
  • 比热较大
  • 介电常数高
  • 溶剂能力强图
  • 四面体构型中水分子的氢键结合(虚线表示氢键)二水的重要性质

第6页:表1 水和冰的物理常数

表1 水和冰的物理常数

物理量名词物理常数值分子量18.01534相变性质熔点(0.1Mpa)0.00 0oC沸点(0.1Mpa)100.00 0oC熔融热(0oC)6.012KJ/mol蒸发热(100oC)40.63KJ/mol升华热(0oC)50.91KJ/mol其它性质20 oC0oC0oC(冰)-20oC(冰)密度(kg/L)0.9982030.9998410.91680.9193黏度(Pa ·s)1.002×10-31.787×10-2--界面张力(N/m)72.75×10-375.6×10-2--蒸汽压(Pa)2.337×1036.104×1026.104×1021.034×102热容量J/(g ·K)4.18194.18192.10091.9544热传导J/(m ·s ·K )5.983×10222.40×10224.33×102热扩散系数(m2/s)1.4×10-5~1.1×10-4~1.1×10-4介电常数80.369198表1 水和冰的物理常数

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第7页:第二节 烟叶水分的存在形态

第二节 烟叶水分的存在形态

烟叶水分的来源二烟叶水分的存在形态

第8页:烟叶水分的来源

烟叶水分的来源

  • 一烟叶水分的来源1鲜烟叶的水分主要来自于土壤和空气2干烟叶的水分来源包括:2.1 调制残存在烟叶中的水分
  • 生产过程加入的水分(分级、发酵、真空回潮)
  • 从空气中吸收的水分(超级链接浇烟和下雨的视频或图片)(超级链接分级、发酵、真空回潮加入水分的视频或图片)

第9页:结合水

结合水
存在于溶质或其它非水组分附近,与溶质分子之间通过化学键(主要是氢键)结合的那部分水,不易自由移动,不易丧失.0℃以下不易结冰,不能作溶剂自由水:就是没有被非水化合物结合的水,易从烟叶中散失,在0℃以下易结冰,能作溶剂。1自由水和结合水的概念二烟叶水分的存在形态

第10页:表2 自由水和结合水性质比较结合水

表2 自由水和结合水性质比较结合水

自由水和结合水性质比较结合水自由水一般描述存在于溶质或其它非水组分附近的那部分水,包括化合水、邻近水和几乎全部多层水,不易自由移动,不易丧失。位置上远离非水组分,以水-水氢键存在的那部分水,可自由移动,易丧失。沸点升高基本不变冰点大为降低,-200C不结冰略降低,能结冰溶剂能力无大平均分子水平运动大大降低,甚至无变化很小蒸发焓增大基本无变化微生物不能利用可利用

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第11页:烟草中的自由水和结合水

烟草中的自由水和结合水

  • 烟草中的自由水和结合水
  • 烟草中的自由水主要是毛细管凝结水:凝结在毛细管和大孔隙中的水主要结合力:毛细管凝结力(表面张力)随温度升高而降低,随湿度增大而增多烟草中的水分主要以自由水和结合水2种方式存在

第12页:烟草中的结合水

烟草中的结合水
在烟叶中与蛋白质、纤维素、果胶质等成分通过氢键结合的水分。烟叶中的结合水主要包括:胶体渗透作用和晶体潮解作用结合的水主要结合力:氢键该部分水随空气温度升高而增多,随空气相对湿度增大而增多。

第13页:第三节 烟叶的吸湿性和平衡水分

第三节 烟叶的吸湿性和平衡水分

烟叶的吸湿性二烟叶的平衡水分三烟叶吸湿性和平衡水分的影响因素

第14页:烟叶的吸湿性

一烟叶的吸湿性1吸湿性定义:烟叶能依据空气温湿度的变化从空气中吸收水分或向空气中散发水分的性质。2烟叶的组织结构:具有毛细管的胶体多孔体

第15页:表面吸附和扩散作用3.2毛细管的凝结

表面吸附和扩散作用3.2毛细管的凝结

  • 表面吸附和扩散作用
  • 毛细管的凝结作用
  • 胶体的渗透作用
  • 晶体的潮解作用3烟叶吸湿性的4个方面

第16页:表面吸附和扩散作用吸附

表面吸附和扩散作用吸附
空气中的水蒸气凝结在物体表面的现象扩散:一种物质自发进入另一种物质中,彼此相互渗透的作用烟叶和周围空气之间不断发生着水分的交流活动。

第17页:动画显示空气中的水分吸附在烟叶表面并扩散

动画显示空气中的水分吸附在烟叶表面并扩散进入烟叶内部的过程,以及水分从烟叶内部扩散进入空气的过程表面吸附和扩散作用随空气湿度增大而加强,随温度升高而加强。

第18页:毛细管的凝结作用烟叶是具有

3.2毛细管的凝结作用烟叶是具有毛细管的多空体,可以通过表面张力使水分凝结在毛细管内。这种水属于自由水,随空气湿度增大而增大,随温度升高而降低。毛细管越细,水分越要在其中凝结。动画:烟叶中不同粗细的孔道内水分凝结情况

第19页:胶体的渗透作用当空气相对湿度接近饱和或烟

3.3胶体的渗透作用当空气相对湿度接近饱和或烟叶和水分直接接触时,烟叶中的淀粉、蛋白质、果胶等胶体表面形成溶液层,水分在烟叶内外形成浓度差,就会发生渗透作用。渗透作用随空气湿度增大而加强,随温度升高而加强这种方式增加的主要是结合水

第20页:动画

动画
水和烟叶直接接触时,水分向烟叶内缓慢渗透的过程。

第21页:晶体的潮解作用当空气相对湿度接近饱和或烟

3.4晶体的潮解作用当空气相对湿度接近饱和或烟叶和水分直接接触时,烟叶中的水溶性糖、多酚、无机盐等晶体物质会发生潮解作用,产生水化物,增加烟叶水分。晶体潮解作用随空气相对湿度增大而加强,随温度升高而加强。增加的主要是结合水。

第22页:动画

动画
白糖或食盐潮解过程

第23页:表3 烟叶吸湿性主要表现在以下四个方面表

表3 烟叶吸湿性主要表现在以下四个方面表

烟叶吸湿性主要表现在以下四个方面表面吸附与扩散作用毛细管凝结作用自由水胶体渗透作用结合水晶体潮解作用结合水作用方式温度湿度形态

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第24页:烟叶的平衡水分

二烟叶的平衡水分1烟叶平衡水分定义静态定义:在一定空气温湿度条件下,烟叶表面水蒸气压力与周围空气中水蒸气分压力相平衡时的烟叶含水量。动态定义:烟叶达到平衡水分的过程。2烟叶平衡水分条件:因为烟叶具有吸湿性,会不断地和周围空气发生水分交换作用,使得它在不同的空气温湿度条件下具有不同的含水量。通常把空气温度22℃±1℃,相对湿度60% ±2%条件下达到平衡时的烟叶水分定为烟叶的平衡水分。

第25页:动画

动画
烟叶和周围空气进行水分交换的过程

第26页:烟叶吸湿性和平衡水分的影响因素

三烟叶吸湿性和平衡水分的影响因素1烟叶因素2环境因素:空气温度,空气相对会湿度

第27页:烟叶因素

烟叶因素
烟叶自身的组织结构和化学成分的差异直接影响着烟叶的吸湿性和平衡水分,是烟叶吸湿性的物质基础烟叶类型,等级,产地,部位等因素都会影响烟叶组织结构和化学成分,从而影响烟叶平衡水分。相同环境下烟叶吸湿性和平衡水分表现为:烤烟>白肋烟云烟>福建>安徽>贵州>河南中部>上部>下部等级越高,吸湿性和平衡水分越大

第28页:环境因素

环境因素

  • 环境因素1空气相对湿度:空气湿度增大,烟叶平衡水分增大70%以下,影响小,70%以上影响大2气温:对平衡水分影响没有湿度显著湿度一定时,对烤烟而言,温度升高,平衡水分增大温湿度对平衡水分的影响可以表述为:(1)温度一定,相对湿度增加,平衡含水率升高
  • 相对湿度一定,温度增加,平衡含水率升高
  • 湿度的影响是主要的,温度的影响甚微

第29页:不同环境,不同质量烟叶的平衡水分,起作用

不同环境,不同质量烟叶的平衡水分,起作用的首先是烟叶的质量,其次才是环境条件

第30页:第四节 烟草水分的表示方法

第四节 烟草水分的表示方法

在烟草原料加工&卷烟生产中通常采用相对含水率,因此相对含水率通常简称含水率。绝对含水率是在干重基础上计算得来的,更能反映烟叶水分含量的真是状况。G湿-G干W绝=G干×100%W相=G湿-G干G湿×100%G湿=G干G水+相对含水率(湿基含水率):绝对含水率(干基含水率):W绝=G干×100%G水W相=G干+G水×100%G水

第31页:W相=G干+G水×100%G水W绝=G干

W相=G干+G水×100%G水W绝=G干×100%G水W绝=10%,11%,12%,13%W相=10%,11%,12%,13%=101001110013100121000.11110.12360.13640.14941111+891212+881313+871010+90=

第32页:第五节 烟叶水分对加工质量的影响

第五节 烟叶水分对加工质量的影响,本节涵盖以下内容:

  • 影响造碎率:烟叶含水率高,造碎率低但烟叶含水率并不是越高越好,而是有个合适的范围2影响霉变:湿度一定,霉变速度随温度升高而加快温度一定,含水量越高,越易霉烂,不好贮藏3烟丝含水率影响烟丝填充力:烟丝含水率
  • %时的填充力是
  • cm3/g,含水率为16%的烟烟叶填充力仅有
  • cm3/g

第33页:表4 各个加工环节烟草水分的适宜范围/%

表4 各个加工环节烟草水分的适宜范围/%:下表列出相关数据。

表4 各个加工环节烟草水分的适宜范围/%
项目数值
原烟16-18
打叶去梗18-20
复烤烟11-13
切丝18-21
自然陈化11-13
烘丝12-14
人工发酵13-15
卷纸11.5-12.5
真空回潮15-17
成品烟11.5-12.5

本表按“项目—数值”两栏还原;原课件版面可能为多栏排布,个别表头或首行数据未纳入,具体以原课件为准。

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