一種測定菸葉燃燒性的方法

2023-05-14 22:50:36

一種測定菸葉燃燒性的方法
【專利摘要】本發明公開了一種測定菸葉燃燒性的方法，該方法包括以下步驟：①將菸葉抽梗，然後在適當條件下乾燥，採用多功能粉碎機粉碎，將菸葉粉末過篩；②將適量菸葉粉末放入近紅外光譜儀的樣品杯中，採集其近紅外光譜；③將採集到的近紅外光譜與經典方法測得的菸葉燃燒性結果進行擬合，建立對應的數學模型；④利用燃燒性的近紅外預測模型分析未知菸葉的近紅外光譜，即可獲得樣品的燃燒性數據。本發明的方法優於現有技術的方面有：本方法簡便易行，省時省力，適於批量檢測，可實現對菸葉燃燒性的快速、無損分析，為菸葉採購、質量評價及新產品研發提供簡便、快速的數據採集技術支持。
【專利說明】 一種測定菸葉燃燒性的方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測定燃燒性的方法，具體涉及一種測定菸葉燃燒性的方法。

【背景技術】
[0002]菸葉的物理特性是指影響菸葉質量以及工藝加工的一些物理方面的特性，是菸葉質量的重要組成部分，物理特性的好壞直接影響著菸葉品質、捲菸製造過程、產品風格、配方成本以及其它經濟指標。捲菸是特殊的消費品，人們吸食的是菸葉燃燒以後產生的氣體，菸葉的燃燒性與煙氣中所含的有害成分有密切關係。當前吸菸與健康問題已引起廣泛關注，人們對影響煙氣有害成分組成及含量的諸多因素也進行了大量研究。
[0003]目前常用的測定菸葉燃燒性的方法為:選取有代表性的菸葉10片，將菸葉沿主脈剪開成兩個半葉，分別在「葉尖」、「葉中」、「葉基」三處剪下30mmX20mm大小的小片，用電熱頭點燃菸葉小片中部，直到最後一個火點熄滅為止，用秒表記錄陰燃時間，六個小片陰燃時間的均值來表徵這片菸葉的燃燒性。10片菸葉的陰燃時間取均值表徵這一組菸葉的燃燒性。
[0004]近紅外區域按ASTM定義是指波長在78(T2526nm範圍內的電磁波。近紅外光譜主要是由於分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的，分子在近紅外譜區的吸收主要由分子中C-H、N-H、0-H、S-H、C=O等基團基頻振動的合頻與倍頻吸收組成。不同基團或同一基團在不同化學環境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別，所以近紅外光譜具有豐富的結構和組成信息，比較適合於複雜天然產物的分析。
[0005]近紅外光譜是20世紀90年代以來發展最快、最引人注目的光譜分析技術。除了得益於計算機技術與化學計量學的快速發展，主要因為它在分析測定中有很多獨特的優勢:①測試速度快，非常適合於大批量樣品的分析測試；②測試數據的時效性極高，一張光譜圖可以同時計算出樣品的多個性質指標，具有多組分同時分析的能力；③測試過程中不破壞樣品，為無損檢測，樣品可重複使用分析過程簡單且不使用化學試劑不會產生任何汙染樣品的定性與定量分析可同時兼顧，還能夠應用於過程分析儀器操作相對簡單，只是模型的建立及維護需要專業人員進行大量的工作。在短短的十幾年內，近紅外光譜技術在飼料、石油、化工、食品、菸草等很多領域得到了廣泛的應用。目前，近紅外光譜在測定菸葉化學成分、部分物理特性及產地、風格判別等方面均有相關報導，但是應用近紅外光譜技術測定菸葉燃燒性尚未見報導。


【發明內容】

[0006]本發明針對現有技術中測定菸葉燃燒性時存在的耗時、耗力和測定準確性不高的問題，提供一種測定菸葉燃燒性的方法，該測定方法準確性高、簡便、快速、高效，對樣品無損。
[0007]為解決上述問題，本發明採用以下技術方案:
一種測定菸葉燃燒性的方法，該方法包括以下步驟:(I)取菸葉，首先進行回潮、抽梗、在35-45°C鼓風乾燥箱中乾燥，然後用粉碎機粉碎過篩；(2)將所述步驟(I)中過篩後的菸葉粉末置於恆溫恆溼箱中平衡48小時以上；(3 )取步驟(2 )平衡後的菸葉粉末放入近紅外光譜儀的樣品杯中，使菸葉粉末在樣品杯中的厚度不小於5_，利用近紅外光譜儀對樣品杯中的菸葉粉末進行檢測，得到菸葉粉末的近紅外光譜；(4)採集菸葉粉末的近紅外光譜，並對菸葉粉末的近紅外光譜進行預處理；(5)將所述步驟(4)預處理後的近紅外光譜與經典方法測得的菸葉陰燃時間進行擬合，建立對應的數學模型；(6)利用菸葉陰燃時間的近紅外數學模型分析未知菸葉的近紅外光譜，即可獲得該未知樣品的陰燃時間數據。
[0008]為減少樣品水分波動影響樣品近紅外光譜的採集，保證菸葉的品質，所述步驟(2)中恆溫恆溼箱中溫度為21-23°C、相對溼度為57-63%。
[0009]為減小裝樣量不同影響樣品近紅外光譜的採集，所述步驟(3)中各菸葉粉末樣品在樣品杯中鋪的厚度一致，且厚度不低於5mm。
[0010]所述步驟(4)中採用多元散射校正(MSC)和二階導數對菸葉粉末的近紅外光譜進行預處理。
[0011]所述步驟(5)中進行擬合時採用偏最小二乘法(PLS)。
[0012]與現有技術相比，本發明有以下優點:本方法簡便易行，省時省力，適於批量檢測，可實現對菸葉燃燒性的快速、無損分析，為菸葉採購、質量評價及新產品研發提供簡便、快速的數據採集技術支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發明中近紅外光譜測定菸葉燃燒性的流程圖。
[0014]圖2為本發明實施例1中烤菸燃燒性近紅外光譜模型預測值與實測值的相關性。
[0015]圖3為本發明實施例2中烤菸燃燒性近紅外光譜模型預測值與實測值的相關性。
[0016]圖4為本發明實施例3中烤菸燃燒性近紅外光譜模型預測值與實測值的相關性。

【具體實施方式】
[0017]以下將結合實施例對本發明作進一步描述。
[0018]實施例1
如圖1所示，本實施例測定菸葉燃燒性的方法包括以下步驟:(I)取30片以上烤菸菸葉經回潮、抽梗，然後把烤菸菸葉放入35°C鼓風乾燥箱中乾燥，乾燥後用植物粉碎機將烤菸菸葉粉碎，過40目篩；(2)將過篩後的烤菸菸葉粉末置於溫度為(21-23) °C、相對溼度為(57-63)%的恆溫恆溼箱中平衡48小時以上；(3)取步驟(2)平衡後的烤菸菸葉粉末放入近紅外光譜儀的樣品杯中，使烤菸菸葉粉末在樣品杯中的厚度一致，且不小於5_，利用近紅外光譜儀對樣品杯中的烤菸菸葉粉末進行檢測，得到烤菸菸葉粉末的近紅外光譜；(4)採集烤菸菸葉粉末的近紅外光譜，並採用多元散射校正(MSC)和二階導數對烤菸菸葉粉末的近紅外光譜進行預處理；(5)將所述步驟(4)預處理後的近紅外光譜與經典方法測得的烤菸菸葉陰燃時間採用偏最小二乘法(PLS)進行擬合，建立對應的數學模型，模型預測值與燃燒性實測值的相關性如圖2所示；(6)利用烤菸菸葉陰燃時間的近紅外數學模型分析未知烤菸菸葉的近紅外光譜，即可獲得該未知樣品的陰燃時間數據。
[0019]實施例2 本實施例測定菸葉燃燒性的方法包括以下步驟:(I)取30片以上烤菸菸葉B2F，回潮、抽梗，然後把烤菸菸葉放入40°C鼓風乾燥箱中乾燥，乾燥後用植物粉碎機將烤菸菸葉粉碎，過40目篩；(2)將過篩後的烤菸菸葉粉末置於溫度為(21-23) °C、相對溼度為(57-63)%的恆溫恆溼箱中平衡48小時以上；(3)取步驟(2)平衡後的烤菸菸葉粉末放入近紅外光譜儀的樣品杯中，使烤菸菸葉粉末在樣品杯中的厚度一致，且不小於5_，利用近紅外光譜儀對樣品杯中的烤菸菸葉粉末進行檢測，得到烤菸菸葉粉末的近紅外光譜；(4)採集烤菸菸葉粉末的近紅外光譜，並採用多元散射校正(MSC)和二階導數對烤菸菸葉粉末的近紅外光譜進行預處理；(5)將所述步驟(4)預處理後的近紅外光譜與經典方法測得的烤菸菸葉陰燃時間採用偏最小二乘法(PLS)進行擬合，建立對應的數學模型，模型預測值與燃燒性實測值的相關性如圖3所示；(6)利用烤菸菸葉陰燃時間的近紅外數學模型分析未知烤菸菸葉的近紅外光譜，即可獲得該未知樣品的陰燃時間數據。
[0020]實施例3
本實施例測定菸葉燃燒性的方法包括以下步驟:(I)取30片以上烤菸菸葉C3F，回潮、抽梗，然後把烤菸菸葉放入45°C鼓風乾燥箱中乾燥，乾燥後用植物粉碎機將烤菸菸葉粉碎，過40目篩；(2)將過篩後的烤菸菸葉粉末置於溫度為(21-23) °C、相對溼度為(57-63)%的恆溫恆溼箱中平衡48小時以上；(3)取步驟(2)平衡後的烤菸菸葉粉末放入近紅外光譜儀的樣品杯中，使烤菸菸葉粉末在樣品杯中的厚度一致，且不小於5_，利用近紅外光譜儀對樣品杯中的烤菸菸葉粉末進行檢測，得到烤菸菸葉粉末的近紅外光譜；(4)採集烤菸菸葉粉末的近紅外光譜，並採用多元散射校正(MSC)和二階導數對烤菸菸葉粉末的近紅外光譜進行預處理；(5)將所述步驟(4)預處理後的近紅外光譜與經典方法測得的烤菸菸葉陰燃時間採用偏最小二乘法(PLS)進行擬合，建立對應的數學模型，模型預測值與燃燒性實測值的相關性如圖4所示；(6)利用烤菸菸葉陰燃時間的近紅外數學模型分析未知烤菸菸葉的近紅外光譜，即可獲得該未知樣品的陰燃時間數據。
【權利要求】
1.一種測定菸葉燃燒性的方法，其特徵在於:該方法包括以下步驟:(1)取菸葉，首先進行回潮、抽梗、在35-45°C鼓風乾燥箱中乾燥，然後用粉碎機粉碎過篩；(2)將所述步驟Cl)中過篩後的菸葉粉末置於恆溫恆溼箱中平衡48小時以上；(3)取步驟(2)平衡後的菸葉粉末放入近紅外光譜儀的樣品杯中，使菸葉粉末在樣品杯中的厚度不小於5毫米，利用近紅外光譜儀對樣品杯中的菸葉粉末進行檢測，得到菸葉粉末的近紅外光譜；(4)採集菸葉粉末的近紅外光譜，並對菸葉粉末的近紅外光譜進行預處理；(5)將所述步驟(4)預處理後的近紅外光譜與經典方法測得的菸葉陰燃時間進行擬合，建立對應的數學模型；(6)利用菸葉陰燃時間的近紅外數學模型分析未知菸葉的近紅外光譜，即可獲得該未知樣品的陰燃時間數據。
2.根據權利要求1所述的測定菸葉燃燒性的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中恆溫恆溼箱中溫度為21-23°C、相對溼度為57-63%。
3.根據權利要求1或2所述的測定菸葉燃燒性的方法，其特徵在於:所述步驟(3)中菸葉粉末在樣品杯中的厚度一致，且厚度不低於5mm。
4.根據權利要求3所述的測定菸葉燃燒性的方法，其特徵在於:所述步驟(4)中採用多元散射校正和二階導數對菸葉粉末的近紅外光譜進行預處理。
5.根據權利要求4所述的測定菸葉燃燒性的方法，其特徵在於:所述步驟(5)中進行擬合時採用偏最小二乘法。
【文檔編號】G01N21/3563GK104132904SQ201410317152
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月4日 優先權日:2014年7月4日
【發明者】王建民, 李瑞麗, 杜閱光, 楊靖, 李水蓮, 孫意然 申請人:鄭州輕工業學院