[發(fā)明專利]一種測定煙葉平衡含水率的方法

無效

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• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104132908A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 王建民;李瑞麗;杜閱光;李永正;孫意然
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)學院
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術領域

本發(fā)明涉及一種測定煙葉平衡含水率的方法，具體來說即涉及一種采用近紅外光譜技術檢測煙葉平衡含水率的方法。

背景技術

煙葉的物理特性是指影響煙葉質(zhì)量以及工藝加工的一些物理方面的特性，是煙葉質(zhì)量的重要組成部分，物理特性的好壞直接影響著煙葉品質(zhì)、卷煙制造過程、產(chǎn)品風格、配方成本以及其它經(jīng)濟指標。煙葉平衡含水率是指煙草在一定溫濕度條件下吸濕與解濕達到平衡狀態(tài)時的含水率。煙葉的含水率是其物理特性中一個極其重要的量值，與煙葉的機械性能、燃燒速率和吸食品質(zhì)緊密相關。

目前常用的測定煙葉平衡含水率的方法：將煙葉樣品切成寬度不超過5mm的小片或絲狀放在恒溫恒濕箱里平衡至樣品重量恒定，然后用已知干燥重量的樣品盒稱取試樣約5-10g，記下稱得的試樣重量。去蓋后放入溫度98-102℃的烘箱內(nèi)，自溫度回升至100℃時算起，烘2h，加蓋，取出，放入干燥器內(nèi)，冷卻至室溫，再稱重。按（試樣重量-烘后重量）×100%/試樣重量來計算平衡含水率（%）。

近紅外區(qū)域按ASTM定義是指波長在780~2526nm范圍內(nèi)的電磁波。近紅外光譜主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，分子在近紅外譜區(qū)的吸收主要由分子中C-H、N-H、O-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(huán)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(jié)構(gòu)和組成信息，比較適合于復雜天然產(chǎn)物的分析。

近紅外光譜是20世紀90年代以來發(fā)展最快、最引人注目的光譜分析技術。除了得益于計算機技術與化學計量學的快速發(fā)展，主要因為它在分析測定中有很多獨特的優(yōu)勢：①測試速度快，非常適合于大批量樣品的分析測試；②測試數(shù)據(jù)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(zhì)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，樣品可重復使用；④分析過程簡單且不使用化學試劑不會產(chǎn)生任何污染；⑤樣品的定性與定量分析可同時兼顧，還能夠應用于過程分析；⑥儀器操作相對簡單，只是模型的建立及維護需要專業(yè)人員進行大量的工作。在短短的十幾年內(nèi)，近紅外光譜技術在飼料、石油、化工、食品、煙草等很多領域得到了廣泛的應用。目前，近紅外光譜在測定煙葉化學成分、部分物理特性及產(chǎn)地、風格判別等方面均有相關報道，但是應用近紅外光譜技術測定煙葉平衡含水率尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中測定煙葉平衡含水率時存在的耗時耗力等問題，提供的測定煙葉平衡含水率的方法。該測定方法簡便、快速、高效，且不會破壞樣品。

為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種測定煙葉平衡含水率的方法，該方法包括以下步驟：（1）取煙葉，進行回潮、抽梗，在35-45℃鼓風干燥箱中干燥，然后用多功能粉碎機粉碎并對煙葉粉末進行篩分；（2）將所述步驟（1）中過篩后的煙葉粉末置于恒溫恒濕箱中平衡48小時以上；（3）取步驟（2）平衡后的煙葉粉末放入近紅外光譜儀的樣品杯中，使煙葉粉末在樣品杯中的厚度不小于5mm，采集煙葉粉末的近紅外光譜；（4）將步驟（3）采集到的煙葉粉末的近紅外光譜進行預處理；（5）將所述步驟（4）預處理后的近紅外光譜與烘箱法測得的煙葉平衡含水率進行擬合，建立對應的數(shù)學模型；（6）利用煙葉平衡含水率的近紅外數(shù)學模型分析未知煙葉的近紅外光譜，即可獲得該未知樣品的平衡含水率數(shù)據(jù)。

為減少近紅外光譜采集時樣品顆粒度大小不一對樣品近紅外光譜的影響，所述步驟（1）中過篩預處理時采用20-80目的篩子進行篩分。

為減少樣品水分波動影響樣品近紅外光譜的采集，所述步驟（2）中恒溫恒濕箱的溫度為21-23℃，相對濕度為57-63%。

為減小裝樣量不同影響樣品近紅外光譜的采集，所述步驟(3)中煙葉粉末在樣品杯中的厚度一致，且厚度不低于5mm。

所述步驟（4）中采用多元散射校正（MSC）光譜預處理方法對煙葉粉末的近紅外光譜進行預處理。

所述步驟（5）中進行擬合時采用偏最小二乘法（PLS）。

本發(fā)明中所述煙葉為調(diào)制后的煙葉。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點：本方法簡便易行，省時省力，適于批量檢測，可實現(xiàn)對煙葉平衡含水率的快速、無損分析，為煙葉采購、質(zhì)量評價及新產(chǎn)品研發(fā)提供簡便、快速的數(shù)據(jù)采集技術支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中近紅外光譜測定煙葉平衡含水率的流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例1中烤煙平衡含水率近紅外光譜模型預測值與實測值的相關性。