[发明专利]一种运用热重分析仪鉴定烟丝类别的方法

说明书

本发明公开了一种运用热重分析仪鉴定烟丝类别的方法，本方法利用热重分析仪对各种类型的标准烟丝进行热重分析获得热重曲线；将热重曲线进行一阶微分处理，得到微商热重曲线；采用热解动力学模型拟合所获得的热重曲线和微商热重曲线，通过解析所述热解动力学模型，获得所述各类型标准烟丝相应的热解特征值；采用相同的方法获得待鉴烟丝的热解特征值；对比所述标准烟丝和所述待鉴烟丝的热解特征值，实现对所述待鉴烟丝类别的鉴定。该方法以烟丝中的主要成分木质纤维作为检测对象，干扰成分少，检测准确度高、稳定和重现性好，仅需毫克级的微量样品，且测定速度快，操作简单方便，能够用于鉴别卷烟品种。

技术领域

本发明属于烟丝的类别鉴定领域，具体涉及一种运用热重分析仪鉴定烟丝类别的方法。

背景技术

我国是一个卷烟生产大国，其产量高、销量大和品牌多。在烟草研发过程中通常需要对烟丝的种类进行鉴别，以进行配方的调整与改进，同时也需要有效的手段对市面上的假烟进行鉴别。因此，对烟丝类别的鉴定具有重要意义。

传统方法通常利用化学分析方法鉴定烟丝的种类，通过连续流动分析法测定各种烟丝、梗丝和薄片丝中的糖分、生物碱、总氮、金属离子等含量，与烟丝种类建立联系，得到不同烟丝的相应特征值，并利用定量分析软件将待测烟丝的成分与标准烟丝的特征值进行比对，从而鉴定烟丝种类。此外，有研究利用近红外光谱技术快速分析烟丝，建立烟丝的红外光谱识别模型。但由于烟丝中化学成分复杂，这些方法很难准确鉴定烟丝的种类和质量。

木质纤维是烟丝中最重要的成分，是由纤维素、木质素和半纤维素组成的生物大分子，也是烟丝植物细胞壁的主要组成部分，其含量占烟丝的60-80%。有研究表明通过化学分析法测定木质纤维中木质素、纤维素和半纤维素的含量，但该方法繁琐费时，重现性不好，且需要较大量样品；仪器分析法灵敏度高、重现性好，仅需微量样品便可完成测定，因此，采用仪器分析技术测定烟丝木质纤维的含量和特征，用于鉴定烟丝种类和品质，具有很好的优势。

热重分析(TGA)是一种在程序控制升温测量不同温度下样品的失重的分析方法，它能实时监测整个热解反应过程中质量损失情况，是复杂的热化学反应包括氧化、脱水和分解等的综合反应。生物质本身的化学组成和结构对其热解特性有重要影响，不同生物质种类，其化学组成和结构存在差异，具有不同的热解特性；烟草的化学成分由于其类别不同、结构不同，因此具有不同的热学性质。具体反映在热重分析上，烟草的化学成分会在不同的温度区间产生热裂解，从而产生重量变化，生成热重曲线，样品化学成分含量变化，生成的热重曲线也有所不同。

发明内容

本发明的目的在于，针对现行化学分析法鉴定烟丝的不足，提供一种运用热重分析仪鉴定烟丝类别的方法，该方法以烟丝中的主要成分木质纤维作为检测对象，干扰成分少，检测准确度高、稳定和重现性好，仅需毫克级的微量样品，且测定速度快，操作简单方便，能够用于鉴别卷烟品种。

热重曲线在反映原料热性能信息之外，还携带有大量的化学成分含量的信息；模型研究是阐明木质素纤维热解的重要方法，通过建立热力学动力学模型来获得热解反应速率和热解动力学参数，不仅可以明晰热解过程的裂解机理和反应路径，还可以将模型与物质的化学成分含量相关联，利用模型来获取目标信息。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种运用热重分析仪鉴定烟丝类别的方法，本方法利用热重分析仪对各种类型的标准烟丝进行热重分析获得热重曲线；将热重曲线进行一阶微分处理，得到微商热重曲线；采用热解动力学模型拟合所获得的热重曲线和微商热重曲线，通过解析所述热解动力学模型，获得所述各类型标准烟丝相应的热解特征值；采用相同的方法获得待鉴烟丝的热解特征值；对比所述标准烟丝和所述待鉴烟丝的热解特征值，实现对所述待鉴烟丝类别的鉴定；

具体包括以下步骤：

（1）分别提取已知品种类别的烟丝和待鉴烟丝中的木质纤维，得到标准样本和待鉴样本；

（2）使用热重分析仪对所述标准样本和待鉴样本进行热重分析，获得所述标准样本和待鉴样本的热重曲线（TG）；