[发明专利]一种烟支内烟草类杂质的在线检测、表征及分类方法

说明书

本发明公开了一种烟支内烟草类杂质的在线检测、表征及分类方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1：在线重量检测系统的校准；步骤S2：在线水分检测系统的校准；步骤S3:烟支密度与水分数据在线采集；步骤S4：烟支长度方向区域分割；步骤S5：烟支内烟草杂质的在线表征及分类。本发明通过对卷烟机重量控制系统的微波的每支无嘴烟、每段密度值及水分值的数据采样，再根据平整器规格进行区域分割，最后按照梗签、湿团等烟草类杂质与烟丝的密度水分差异，判断烟支内烟草杂质类型及具体位置，通过卷烟机重量控制系统的微波在线密度与水分数据，实现烟支内烟草杂质的实时表征。

技术领域

本发明属于烟草工艺技术领域，具体涉及一种烟支内烟草类杂质的在线检测、表征及分类方法。

背景技术

卷烟中的烟草杂质一般分为两类：一类是烟叶中的梗、叶脉在制丝加工处理过程中形成的梗签；另一类是由于回潮等烟草加工过程中产生的烟丝湿团。卷烟中的烟草杂质会对卷烟抽吸感受、卷烟外观质量(烟支刺破等)及物理指标稳定性产生较大负面影响。以梗签为例，从抽吸质量角度，较大形态的梗签在抽吸时易爆开或产生燃烧锥落头；从外观质量角度，梗签易戳破烟支，形成破烟，严重影响消费者体验。如何在制丝、卷包工序中检测、剔除烟草杂质一直以来都是国内外烟草行业的研究重点。

目前，行业内普遍采用以下四种方式检测、表征烟丝杂质：

第一种是风选方式。在制丝或卷接工序使用单级或多级风选的方式，提升风选效果，对烟丝中的梗签进行风选处理，普遍以开发设备、参数调优等方式提升风选效果，降低烟丝中的烟梗等烟草类杂质含量。如烟草制丝生产风选剔梗质量在线检测方法及系统(公布号：CN114062366A)、一种降低细支卷烟烟丝中梗签含量的方法及设备(公布号：CN109248851A)、一种用于PROTOS70卷烟机组的三次梗丝分离装置(授权公告号：CN209359647U)等，上述方式可提升风选效果，但受限于风分原理，又由于流量、效率等因素，存在以下缺点：一是无法做到完全将烟丝内影响烟支质量的梗签剔除与表征；二是风选的基础在于物料密度的差异，无法实现各烟草类杂质物料的分类；三是由于卷烟机类型多等因素，不同类型风选设备安装空间存在差异，通用性有待考量，并且需要一定的经济成本；四是仅能对烟丝进行处理，无法实现对已经进入卷烟内烟草类杂质进行检测。

第二种是在正常生产工序外，即通过加大卷接或制丝工序的烟草杂质剔除量，使剔除的物料中含有一定量的烟丝，再通过设备实现烟草杂质与烟丝的分离，最后将烟丝回用至制丝或卷包工序，可有效降低最终进入烟支内的梗签等烟草杂质含量。如一种高精度梗签丝分离设备及其方法(公开号：CN 110584181A)、在线回收分离梗签烟丝设备(公布号：CN 102823936A)等。但上述方法存在的缺点有以下几点：一是需要一定经济成本(配置设备)及安装空间；二是回收过程复杂，可能会对烟丝含水率、烟丝结构等烟丝物理质量产生影响，进而影响卷烟产品质量稳定性；三是回收前使用的烟丝为制丝或卷烟机风选后的物料，受风分原理所限，即使增大第一道风选中的烟丝含量，也无法完全剔除与表征对烟支质量产生影响的烟草类杂质；四是该方法仅能对烟丝进行处理，无法实现对已经进入卷烟内烟草类杂质进行检测。

第三种是采用红外、射线、视觉等方式实现杂物的检测，如姜炬达.烟草异物除杂机信号处理系统设计[D](南京理工大学,2014)、一种烟草卷包设备异物检测方法及系统(公开号：CN112766141A)，一种用于烟草制丝的在线异物剔除装置(公开号：CN217218121U)等。其中，采用红外线方式存在容易受烟草物理特性(长度、颜色等)影响的缺点；射线检测方式中的放射源会影响操作人员健康，不适宜用于人员密切接触的卷烟设备；视觉检测方法中由于烟草类杂物在颜色上与正常烟丝极为接近，很难用视觉检测表征。除此之外，红外线和视觉等方式存在的缺点与第一、二种方式一样，即仅能对烟丝进行处理，无法实现对已经进入卷烟内烟草类杂质进行检测。