[发明专利]基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及烟草加工技术领域，特别涉及一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法和装置。

背景技术

目前，卷烟加工企业应用近红外光谱分析技术进行烟叶品质特征的定量定性分析已经较为普遍，譬如通过应用偏最小二乘法(PLS) 建立烟叶中糖、氮、烟碱等化学成分定量模型，进行烟叶化学成分的定量分析；通过应用基于主成分及FISHER准则的投影方法(PPF)建立烟叶部位(或等级)、香型风格、感官质量等烟叶品质特性的定性模型，并将分析结果量化为相应的品质特性指数；应用近红外光谱结合现代数学方法从多角度客观评价烟叶品质特性的技术已经相对成熟。

但是，目前方法所获取的多种烟叶品质特性的客观量化数据，尚缺乏合理、有效的综合利用手段，具体体现在中式卷烟加工过程中烟叶原料模块及叶组的配方设计中目前还主要以配方设计人员的主观评价为导向的模式，缺乏有效的以客观评价量化数据为导向的配方组合推荐及比例优化方法，不利用产品质量、数量的长期稳定以及可持续发展。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法和装置，通过使用近红外光谱技术对不同烟叶类型进行分析，达到特征评价指数，并根据附加均值矢量为机制目标的线性规划方法进行烟叶制品的配比比例设计，能够较好地实现配方设计中质量与数量之间的平衡，有利于卷烟配方产品品质的协调性和稳定性。

针对上述目的，本发明提供一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法，包括：

S1、根据预设的各个烟叶样品的特征指数量化值以及采集的所述烟叶样品的近红外光谱，分别建立所述烟叶样品的近红外特征模型以及近红外定量模型；

S2、采集各个与所述烟叶样品种类对应的待配比烟叶原料的近红外光谱；

S3、根据所述近红外特征模型与所述各个待配比烟叶原料的近红外光谱，分析所述各个待配比烟叶原料的特征评价指数；

S4、根据所述各个待配比烟叶原料的特征评价指数，设定特征目标约束条件、数量约束条件和允差值，对所述待配比烟叶原料的配比比例进行优化计算。

其中，所述待配比烟叶原料的特征包括化学成分、部位特征、风格特征和感官质量。

其中，所述近红外特征模型为部位特征强度指数和风格特征指数强度的近红外模型，所述近红外定量模型为烟叶感官质量和化学成分的近红外模型。

其中，所述步骤S1还包括：

通过应用偏最小二乘法(PLS)建立所述近红外定量模型，通过应用基于主成分及Fisher准则的投影方法(PPF)建立所述近红外特征模型。

其中，所述步骤S4具体包括：

S41、将每个待配比烟叶原料的特征评价指数矩阵标记为Q_ij，其中，i＝1,2,…n，n为则待配比烟叶原料的种类，j＝1,2,…k，k为每个待配比烟叶原料的特征评价指数个数；

S42、设定数量约束条件，对每个待配比烟叶原料分别设定最大比例值Max_i和最小比例值Min_i；

S43、计算附加均值矢量：

S44、设定目标约束条件和允差值：

设第i个待配比烟叶原料的配方比例为x_i，且其附加均值矢量的配方比例为最小，即x_n+1的值为最小；

设第j个特征评价指数的配方目标值为U_j，允差值为ν_j；

S45，建立配方比例x_i的求解方程：

min_xf(x)，f(x)＝x_n+1

U_j-v_j≤Q_1j·x₁+…+Q_ij·x_i+…+Q_nj·x_n+Qav_{(j )}·x_n+1≤U_j+v_j

Min_i≤x₁…，x_i…，x_n，x_n+1≤Max_i