[发明专利]一种基于近红外光谱的烟丝组成测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟生产加工领域，具体涉及一种基于近红外光谱的烟丝 组成测定方法。

背景技术

随着人们对健康的日益重视，卷烟产品逐步向着低焦油、高品质的方 向发展。在卷烟烟丝中增加一定比例的掺配物，可以降低卷烟成品的焦油 含量，由于掺配物质地疏松，使卷烟在燃烧更完全的同时，有着较快速的 燃烧速率，降低烟支的抽吸口数。

卷烟烟丝中的掺配物主要指膨胀梗丝、膨胀叶丝和烟草薄片，因此， 在很多卷烟成品中，都含有膨胀梗丝、膨胀叶丝和烟草薄片中的一种或几 种。

卷烟制丝过程是将叶丝，膨胀梗丝、膨胀叶丝和烟草薄片按照特定的 比例掺配加工而得到最终的成品烟丝。一般情况下，叶丝及掺配物的比例 关系经配方师反复研究试验确定，其比例构成反映了该产品的品质和特征 风格。由于制丝过程中叶丝及各掺配物的比例构成直接影响卷烟成品的质 量，因此，需要对制丝过程中的掺配比例进行监控，以保障产品质量。

申请公开号为CN103645110A的发明专利文献公开了一种烟丝中膨胀 梗丝掺配比例的测定方法，申请公开号为CN102095807A的发明专利文献 公开了一种测定烟丝中膨胀梗丝掺用比例的方法，申请公开号为 CN103645111A的发明专利文献公开了一种烟丝中膨胀叶丝掺配比例的测 定方法，申请公开号为CN103149113A的发明专利文献公开了一种烟丝中 梗丝比例的测定方法，申请公开号为CN103969216A的发明专利文献公开 了一种快速检测制丝过程膨丝与叶丝掺配比例的近红外光谱方法，这些发 明专利文献中公开的都为叶丝和一种掺配物混合的情况下，掺配物含量的 测定方法。

上述发明专利文献中，前面四篇都采用密度法测量掺配物的含量，通 过烟丝和掺配物密度的不同进行手工挑拣、分离和称重，来计算烟丝中膨 胀梗丝或膨胀叶丝的比例，手工操作劳动强度大、耗时长、误差大，且只 能检测单一掺配物。最后一篇利用了基于积分球固体采样模块的近红外光 谱采样，然而，该方法只能测定膨胀烟丝与叶丝的掺配比例，不适应于多 种掺配物的情况。

发明内容

本发明提供了一种基于近红外光谱的烟丝组成测定方法，能够同时测 定叶丝、膨胀梗丝、膨胀叶丝和烟草薄片的比例，提高卷烟产品的质量稳 定性。

一种基于近红外光谱的烟丝组成测定方法，包括：

步骤1，将叶丝、膨胀梗丝、膨胀叶丝和烟草薄片分别制备成粉末样 品，然后依据不同的掺配比例，配制成不同的烟丝样品；

步骤2，采集各烟丝样品的漫反射光谱，光谱采集范围为10000～3800 cm^-1；

步骤3，依据漫反射光谱和各烟丝样品的组分比例，建立各组分含量 与漫反射光谱的比例预测模型；

步骤4，采集待测烟丝样本的漫反射光谱，依据比例预测模型，计算 得到待测烟丝样本的组成。

采用本发明提供的方法，能够快速测定烟丝中，叶丝、膨胀梗丝、膨 胀叶丝和烟草薄片的掺配比例，且测量准确。

为了保证近红外光谱含量测定的准确性，优选地，步骤1中，粉末样 品的粒度为40目。步骤1中的粉末样品依据烟草行业标准《YC/T31-1996 烟草及烟草制品试样的制备和水分测定烘箱法》所提供的方法制备而 成。

作为优选，步骤1中，烟丝样品中，叶丝质量分数为43％-87％，膨胀 梗丝质量分数为0％-44％，膨胀叶丝质量分数为4％-20％，烟草薄片质量分 数为3％-15％。在上述质量分数范围内，能够保证比例预测模型具备理想 的线性相关系数。

为了保证比例预测模型的准确性，步骤1中，烟丝样品的种类不少于 32种，不同种烟丝样品的组分掺配比例不同。同种烟丝样品至少独立配制 两份。

在进行漫反射光谱采集之前，对所有烟丝样品进行至少1小时预热， 使烟丝样品温度保持一致，然后在傅里叶变换近红外光谱仪上以旋转样品 杯的方式采集漫反射光谱。

采集各烟丝样品的漫反射光谱时，每个烟丝样品扫描至少72次，光谱 分辨率为8cm^-1。

作为优选，所得的漫反射光谱经平滑后，进行比例预测模型的建立。 平滑采用Savitzky-Golay方法，插值为2阶多项式，窗宽为15。