[发明专利]一种表征叶丝、膨胀丝和梗丝掺配均匀性的方法

说明书

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，涉及卷烟制丝加工工艺中的烟丝掺配工序，具体是涉及一种表征叶丝、膨胀丝和梗丝掺配均匀性的方法。

背景技术

在卷烟生产过程中，烟丝掺配工序是卷烟制丝工艺的重要环节，烟丝掺配是否均匀直接影响到卷烟产品质量。目前国内卷烟生产企业采用的烟丝掺配工序多数为三丝掺配，即叶丝、膨胀丝和梗丝按一定比例混合均匀。因此，建立一种准确、快速及友好表征叶丝、膨胀丝和梗丝掺配均匀性的方法，对掌握和提高卷烟产品质量有着重要意义。

目前，国内各卷烟生产企业测定掺配比例的方法普遍采用手工分离，该方法费时费力，而且响应速度极慢。文献1（杜启云，蔡继宝，陈广平等，《化学工程与装备》，2010年第5期）报道了一种采用化学常规指标表征烟丝掺配均匀性的方法，通过将烟丝掺配中叶丝、梗丝和薄片丝的百分含量与其对应的常规化学成分进行关联，建立数学模型，以表征叶丝、梗丝和薄片丝的掺配均匀性。该方法主要依据叶丝、梗丝及薄片丝在常规化学成分的显著差异，能较好表征其掺配均匀性。然而，叶丝与膨胀丝的常规化学成分差异较小，该方法不适宜于表征叶丝、膨胀丝和梗丝的掺配均匀性。文献2（陈小明，《福建分析测试》，2012年第2期）报道了一种采用近红外光谱技术表征烟丝掺配均匀性的方法，采用偏最小二乘回归法在近红外仪上建立测定烟丝掺配比例的数学模型，进而表征烟丝掺配的均匀性。该方法能表征叶丝、膨胀丝和梗丝的掺配均匀性，但需要涉及近红外光谱仪、样品制备及专业技术人员操作，且存在费时、成本较高及样品不能回收利用等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种表征叶丝、膨胀丝和梗丝掺配均匀性的方法。依据叶丝、膨胀丝和梗丝的物理指标填充值（密度）和碎丝率（硬度）的显著差异，通过不同掺配比例与混合烟丝的填充值和碎丝率进行关联，建立烟丝掺配比例数学模型，表征叶丝、膨胀丝和梗丝掺配的均匀性。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种表征叶丝、膨胀丝和梗丝掺配均匀性的方法，包括以下步骤：

1、烟丝掺配比例实验设计：依据卷烟品牌烟丝配方中烟丝掺配比例，以此配方掺配比例为中心，设置叶丝、膨胀丝和梗丝掺配比例的变化范围，进行等梯度实验设计，共设计80～100组不同掺配比例的混合烟丝；按设计好的掺配比例精确混合烟丝，并充分混合均匀，制成标准样品，然后测定其填充值和碎丝率；

2、烟丝掺配比例数学模型的建立：将叶丝、膨胀丝和梗丝的设计掺配比例与掺配后混合烟丝的填充值和碎丝率进行关联，采用多元线性回归方法，建立如下数学模型：

其中，a、b、为数学模型修正系数；

Y_叶丝、Y_膨胀丝、Y_梗丝及Y_混分别为叶丝、膨胀丝、梗丝及混合烟丝的填充值；

T_叶丝、T_膨胀丝、T_梗丝及T_混分别为叶丝、膨胀丝、梗丝及混合烟丝的碎丝率；

x_叶丝、x_膨胀丝、x_梗丝分别为叶丝、膨胀丝和梗丝在掺配烟丝中的重量百分含量；

将步骤（1）中的100个标准样品数据拟合上述数学模型，得出模型系数a、b的值；

3、表征叶丝、膨胀丝和梗丝掺配的均匀性：对需表征掺配均匀性的烟丝取样30个，充分混合均匀后测定其填充值和碎丝率，然后依据步骤（2）所建立的数学模型对其掺配比例进行预测，进而表征掺配烟丝的均匀性。

进一步的，如重新建立数学模型时，按以下方法对数学模型进行验证：在叶丝、膨胀丝和梗丝掺配比例的变化范围内，精确配比30～50组不同掺配比例的混合烟丝，并测定其填充值和碎丝率；采用步骤（2）建立的数学模型对上述30～50组混合烟丝的叶丝、膨胀丝和梗丝的掺配比例进行预测，并与实际的烟丝掺配比例进行比较分析，以验证模型的可靠性。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明依据叶丝、膨胀丝及梗丝物理指标（填充值和碎丝率）之间存在显著差异，建立了烟丝掺配比例数学模型，可准确预测叶丝、膨胀丝和梗丝的掺配比例，有效表征叶丝、膨胀丝及梗丝掺配的均匀性。