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加料是卷烟生产过程中的重要工序,对烟叶具有调味、增香、保润、防霉等功能。提高卷烟加料的均匀性,可以有效地增加卷烟的香气,从而提升烟叶的等级,同时还可以降焦减害、降低生产成本。因而一种快速、准确的加料均匀性的评价方法对于卷烟加料生产具有重要的意义。
本文首次利用加料料液中的1,2-丙二醇为标记物,建立1,2-丙二醇近红外定量分析模型,并以此评价卷烟加料的均匀性。实验结果表明该方法具有较高的精确度。论文主要工作内容如下:
1、对卷烟加料均匀性检测的方法学问题进行了研究。提出了基于近红外光谱技术的快速测定卷烟加料均匀性的方法。选择1,2-丙二醇作为标记物,基于统计学原理对取样相关问题(取样点、取样量、取样次数/频率、取样时间等)进行了研究,确定了相关参数。选择变异系数表征卷烟加料均匀性,给出了加料均匀度计算公式。分析了卷烟加料均匀度测量的不确定度。
2、建立了卷烟中1,2-丙二醇偏最小二乘法(Partial Least Squares简称:PLS)定量分析模型。利用均匀设计方法确立NIR样品集分布状态和数量,通过多元散射校正对样品的光谱数据进行预处理,优选建模所需波段,经PLS方法建立近红外预测模型。在确立烟末近红外预测模型具有较好预测效果情况下,再按照烟末的建模方式建立片烟的近红外预测模型,模型的决定系数R2＞95.00％,均方差RMSECV＜0.100。因此,所建模型符合近红外建模的规定要求,满足作为检测使用的预测模型条件。通过对3个品牌150个样品标记物进行检测,实验结果显示3个品牌卷烟的加料均匀性分别为87.9%、89.1%和90.9%,其变异系数＜3%,表明利用NIR技术测定1,2-丙二醇含量的新方法对卷烟加料均匀性进行快速评价是切实可行的。
本研究工作为建立基于近红外分析技术的卷烟加料在线实时评价卷烟加料均匀性奠定了必要基础,拓展了应用领域。同时该法可以拓展运用到卷烟加工过程其它环节,如加香、润叶等工艺过程,具有进一步推广应用的前景。