跨行业视角下香丸微胶囊类产品的力学性能评估方案

近年来，消费者对产品体验的追求日益精细化，无论是食品饮料中的“爆浆"口感、日化用品中的“可视化"功效颗粒，还是烟草制品中的“增香"爆珠，都指向同一种产品形态——具有核壳结构的球形香丸类产品。这类产品通过外壳包裹液态风味物质或功能性成分，在使用时通过外力挤压使外壳破裂，释放内容物，从而带来独特的感官体验或功效。然而，如何确保每一颗香丸都能在恰当的时机、以恰当的力度破裂，既不因过硬而无法捏破，也不因过软而在运输储存中提前破损，成为多行业共同面临的质量控制难题。

（一）香丸类产品的跨行业应用场景

在食品饮料行业，奶茶中的爆爆珠是典型代表。华南理工大学的研究表明，爆爆珠是一种具有核壳结构的球形胶囊，外壳为具有咀嚼性的水凝胶，内核为具有流动性的风味芯液。通过反向成球技术制备的爆爆珠，其破裂力、硬度、弹性和咀嚼性等指标直接影响消费者的食用体验。生产企业需要通过精确的力学测试，确保爆爆珠在口腔咀嚼时能产生恰到好处的“爆浆感"，同时在奶茶搅拌、吸管吸取过程中不易破损。

在日化行业，许多化妆品中添加了各种微粒和精华颗粒，如变色粒子、彩色柔珠、精油颗粒、活性碳颗粒等。这些颗粒的功能各不相同：有的通过物理摩擦去除老化角质，有的通过挤压破裂释放精油成分，有的则为了优化肤感体验或强化视觉效果。在制造和填充过程中，这些颗粒需要避免机械影响，因此对其破裂强度、硬度、弹性等力学性能的测定成为质量控制的关键环节。

在烟草行业，卷烟爆珠的应用已十分成熟。爆珠嵌在香烟过滤嘴内，直径约2.6~4.6mm，内含液态香精香料，吸烟过程中捏破爆珠可使口感更丰富。香丸爆珠强度测试仪在该领域的应用，为保障产品质量稳定、优化生产工艺提供了数据支持。

（二）香丸类产品力学测试的核心技术

针对上述跨行业的香丸类产品力学测试需求，恒速加压法成为通用的检测原理。该方法将试样放置在测试台面上，按压夹头在驱动系统带动下按照规定的速度接触试样，高精度力值传感器实时记录力值变化，在样品破裂时记录最大力值作为压破强度。这种测试原理能够真实模拟消费者使用过程中挤压香丸的瞬间，为产品配方优化和工艺调整提供参考数据。

测试过程需要关注多个力学指标：破裂力反映香丸被压破时的难易程度，硬度表征外壳的坚固性，弹性体现外壳受压后的恢复能力，咀嚼性则综合评估食用时的口感体验。这些指标的测定需要仪器具备高精度力值传感器、稳定的施压速度和可靠的位移测量系统。

（三）检测标准体系的建立与参考

随着香丸类产品在多个行业的广泛应用，相关检测标准体系逐步建立。在烟草行业，2024年1月29日发布的YC/T 608-2024《卷烟爆珠强度测试仪通用技术条件》和JJG(烟草)33-2024《卷烟爆珠强度测试仪检定规程》为行业提供了统一的技术规范。YC/T 608-2024规定了测试仪的基本结构、测试原理、性能指标及检验规则等技术要求，包括上下压缩板应采用硬化钢质材料且平整度在0.025mm以内、压力传感器精度要求、位移测量分辨率等。JJG(烟草)33-2024则适用于测试仪的*次检定、后续检定和使用中检查，明确了施压速度最大允许误差、压力测定范围、位移测量最大允许误差等计量性能要求。

这些标准的出台，不仅为烟草行业的爆珠测试提供了依据，其技术思路对食品、日化等行业的香丸类产品力学测试也具有参考价值。在食品行业，爆浆珍珠的质构分析可参考TPA测试模式，通过柱形探头以1mm/s的速度压缩至70%形变，测定破裂力、硬度、弹性等指标。在日化行业，精油颗粒、彩色柔珠的破裂强度测定同样需要高精度力学分析仪器，确保颗粒在制造、填充和使用过程中性能稳定。

（四）力学测试对香丸类产品质量管控的价值

建立科学的力学测试体系，对香丸类产品的质量控制具有多重价值。在研发阶段，通过测试不同配方、不同工艺参数下香丸的破裂力和形变量，可以优化外壳材料的配比和成型工艺，使产品达到理想的使用体验。在生产过程中，通过批次抽样检测，可以监控产品质量的稳定性，及时发现工艺偏差。有数据显示，采用标准化力学测试后，某烟企的爆珠破损率由0.8%降至0.12%，香气释放合格率提升至99.6%。对于食品和日化产品，力学测试同样可以帮助企业建立从原料到成品的全流程质控体系，减少因颗粒破裂强度不当导致的客诉问题。

三、常见问题解答

问：香丸类产品的破裂强度测试通常采用什么测试模式？
答：目前通用的测试模式为恒速压缩测试。将样品置于测试平台，探头以恒定速度（如1mm/s）垂直下压，记录样品破裂瞬间的最大力值即为破裂强度。对于需要全面评估口感的食品类香丸，还可采用TPA测试模式，通过两次压缩模拟咀嚼过程，分析硬度、弹性、咀嚼性等多项指标。

问：不同行业的香丸产品在测试参数设置上有哪些差异？
答：测试参数的设置主要取决于样品的大小、材质和预期的使用场景。一般来说，奶茶爆珠的测试速度常设为1mm/s，触发力设为8g，目标模式可选择形变70%。而烟草爆珠的测试速度通常在15-25mm/min范围内，位移测量精度要求达到±0.02mm。对于化妆品微粒，由于颗粒较小且材质多样，需要根据具体样品调整测试参数。建议用户根据样品特性和参考标准，通过预实验确定合适的测试参数。

问：香丸类产品的力学测试需要遵循哪些标准？
答：目前烟草行业有明确的行业标准，即YC/T 608-2024和JJG(烟草)33-2024，规定了测试仪的技术条件和检定方法。食品和日化行业目前尚无专门针对香丸类产品的国家标准，但可以参考质构分析的一般方法以及相关行业的研究成果。企业也可根据自身产品特点，参考烟草行业标准的技术思路，建立内部测试规范。

问：测试过程中如何确保数据的准确性和重复性？
答：首先，测试前应进行力值和位移的零点校准，确保初始状态准确。其次，样品应选取大小均匀、外观无缺陷的代表性样品，并放置在测试台的中心位置。第三，测试环境应保持稳定，符合GB/T 16447规定的测试大气条件。最后，对于同一样品应进行多次重复测试，取平均值作为最终结果，以减小偶然误差。

问：香丸类产品的力学测试仪器是否可以通用？
答：香丸爆珠强度测试仪的核心技术——高精度力值传感、恒速施压、位移精确测量——使其具备跨行业应用的潜力。通过更换不同规格的探头和夹具，调整测试参数，这类仪器可以适用于食品爆珠、化妆品微粒、烟草爆珠等多种香丸类产品的力学测试。这种通用性为多品类产品生产的企业提供了便利，一台设备可满足不同产品的检测需求，降低了设备投入成本。

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