烟草制丝工序中品质变化的近红外表征方法

摘要

本发明公开了一种烟草制丝工序中品质变化的近红外表征方法，选取烟草制丝过程中的工艺设定数据为基准工艺参数产生空白样品；改变工艺参数产生对比样品；扫描过40目筛后的空白样品和对比样品，得到各自的近红外光谱图；用对比样品的近红外光谱图减去空白样品的近红外光谱图，得到近红外差谱图；用比较近红外差谱图的变化，对调整工艺参数时样品内在品质变化的差异性进行表征。本发明了克服了现有技术周期长、无法测量大量样本、测量不稳定的不足，提供一种周期短、效果和质量稳定，能对大量样品进行测量而对制丝过程中烟草内在品质变化进行近红外表征的方法，可以应用于烟草制造行业。

说明书

技术领域

本发明涉及烟草制丝的方法，具体涉及烟草制丝工序中品质变化的近红外表征方法。

背景技术

制丝工艺过程中烟草内在品质变化的表征，最初采用单纯物理检验的方法，比如测定烟丝的含水率、填充力等指标来反映工艺参数的变化对烟草品质的影响。后来引入了化学分析方法对卷烟工艺加工质量进行评价，通常以烟草中的总糖、还原糖、总氮、总植物碱、氯、钾以及烟气中的焦油、烟碱和一氧化碳等常规化学成分来反映烟草内在品质的变化。国家烟草专卖局制订的2003年版《卷烟工艺规范》中把感官质量评价引入卷烟加工过程，以期评价生产工艺不同工艺参数对在制品工艺质量指标稳定性及内在质量的影响，确定卷烟产品生产工艺加工工艺参数。目前各卷烟企业常用的做法是将感官评吸结果与物理化学检验结果相结合的方法，对制丝过程中烟草内在品质的变化进行表征。物理检验方法的缺点是只能反映样品物理性质的变化，不能反映样品内在质量的变化；化学分析方法的缺点是只能反映烟草中有限的几个化学指标，且化学分析的周期比较长，不适于卷烟在制品的工艺评价；感官评吸方法的缺点是易受人的身体状况和评吸量的影响，造成感官质量的波动，而且这种方法也不适合于大量样品的工艺质量评价。

近红外(NIR)光是指波长介于可见光与中红外区之间的电磁波，其波长范围为780nm～2526nm。分子在NIR区的吸收，主要由C-H，O-H，N-H和C＝O等基团的合频吸收与倍频吸收组成。因此，近红外技术特别适用于诸如烟草类的有机物的分析，具有快速、无损且高效等优点。近红外吸收已经成功应用于烟草中总糖、还原糖、总氮、总植物碱、氯、钾、水分、总挥发酸、总挥发碱、多酚以及蛋白质等化学成分的分析，用于卷烟辅料如甘油、乙二醇、三醋酸甘油酯以及卷烟烟气中烟碱、焦油及一氧化碳的分析，甚至用于烟叶叶片结构、油分、烟丝配比分析以及真假烟鉴别等分析。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供利用近红外技术进行制丝过程中烟草内在品质变化的表征方法。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种烟草制丝工序中品质变化的近红外表征方法，选取烟草制丝过程中的工艺参数进行步骤1至步骤6：

步骤1对工艺参数设定数据为基准工艺参数，以此基准工艺参数进行烟草制丝，产生的烟草样品为空白样品；

步骤2改变工艺参数数据，以此改变后的参数进行烟草制丝，产生的烟草样品为对比样品；

步骤3将空白样品和对比样品分别粉碎后过40目筛；

步骤4扫描过筛后的空白样品和对比样品，得到各自的近红外光谱图；

步骤5用对比样品的近红外光谱图减去空白样品的近红外光谱图，得到近红外差谱图；

步骤6用比较近红外差谱图的变化，对调整工艺参数时样品内在品质变化的差异性进行表征；

更进一步的技术方案是步骤4扫描时，采用的波数是9000cm^-1至4000cm^-1。

更进一步的技术方案是步骤2至步骤6可以多次重复。

本发明的有益效果是能够全面地反映烟草的品质特征，提供一种周期短、效果和质量稳定，能对大量样品的进行测量而对制丝过程中烟草内在品质的变化进行近红外表征的方法。

附图说明

图1本发明得到的制丝线松散回潮工序烟草品质变化的近红外表征图；

图2本发明得到的制丝线微波松散工序烟草品质变化的近红外表征图；

图3本发明得到的制丝线切丝工序烟草品质变化的近红外表征图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

实施例1

制丝线松散回潮工序烟草品质变化的近红外表征。按照步骤1将KB-01设置为空白样品，按步骤2将SS-01、SS-02、SS-03设定为对比样品，其各自的工艺参数见表1：

表1 松散回潮工艺参数

对空白样品KB-01和对比样品SS-01、SS-02、SS-03经过步骤3至步骤6：采集空白样品KB-01，对比样品SS-01，SS-02，SS-03的近红外扫描光谱，采集范围为7500cm^-1至4000cm^-1，用对比样品SS-01，SS-02，SS-03的扫描光谱减去空白样品KB-01的扫描光谱，分别得到如图1的SS-01，SS-02，SS-03的近红外差谱图。从图1可以看出，当工艺参数不同时，对比样品SS-01，SS-02，SS-03的近红外差谱图具有明显差异，通过这种差异可以表征松散回潮过程中工艺参数调整时样品整体内在品质变化的差异性。

实施例2

制丝线微波松散工序烟草品质变化的近红外表征。按照步骤1将KB-02设置为空白样品，按步骤2将WB-01、WB-02、WB-03设定为对比样品，其各自的工艺参数见表2：

表2 微波松散工艺参数

对空白样品KB-02和对比样品WB-01、WB-02、WB-03经过步骤3至步骤6：采集空白样品KB-02，对比样品WB-01，WB-02，WB-03的近红外扫描光谱，采集范围为9000cm^-1至4000cm^-1，用对比样品WB-01，WB-02，WB-03的扫描光谱减去空白样品KB-02的扫描光谱，分别得到如图2的WB-01，WB-02，WB-03的近红外差谱图。从图2可以看出，当工艺参数不同时，对比样品WB-01，WB-02，WB-03的近红外差谱图具有明显差异，通过这种差异可以表征微波松散过程中工艺参数调整时样品整体内在品质变化的差异性。

实施例3

制丝线切丝工序烟草品质变化的近红外表征。按照步骤1将KB-03设置为空白样品，按步骤2将QS-1、QS-2、QS-3设定为对比样品，其各自的工艺参数见表3：

表3 切丝工艺参数

对空白样品KB-03和对比样品QS-1、QS-2、QS-3经过步骤3至步骤6：采集空白样品KB-03，对比样品QS-01，QS-02，QS-03的近红外扫描光谱，采集范围为7000cm^-1至4500cm^-1，用对比样品QS-01，QS-02，QS-03的扫描光谱减去空白样品KB-03的扫描光谱，分别得到如图3的QS-01，QS-02，QS-03的近红外差谱图。从图3可以看出，当工艺参数不同时，对比样品QS-01，QS-02，QS-03的近红外差谱图具有明显差异，通过这种差异可以表征切丝过程中工艺参数调整时样品整体内在品质变化的差异性。