近红外漫反射光谱测定造纸法再造烟叶抗张强度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及近红外漫反射光谱技术测定造纸法再造烟叶抗张强度的方法，属于造 纸法再造烟叶领域。
【背景技术】
[0002] 造纸法再造烟叶是借助于造纸技术和设备，利用烟梗、烟碎末和碎片等烟草废弃 物作为主体原料，经过重新组合加工而成的产品，有效利用了烟草废弃物，可降低卷烟生产 成本，促进卷烟产品减害降焦，改善抽吸品质，提升卷烟产品的综合品质。
[0003] 造纸法再造烟叶的抗张强度是其重要的物理指标之一，抗张强度是指在试验方法 规定的条件下，单位宽度的试样断裂前所能承受的最大张力，W kN/m表示。造纸法再造烟 叶为满足后期的涂布工艺应具备一定的抗张强度，但抗张强度过高不利于后续的制丝工 序，所W再造烟叶的抗张强度应在一定范围内，W保证满足涂布需要又不至于影响其加工 性能。目前，行业标准YC/T 16-2014规定的造纸法再造烟叶抗张强度检测方法沿用纸张的 检测方法，需要的试样尺寸较大（200mmX 15mm)，需要分别测定纵向和横向的抗张强度，测 试夹距为100mm，此方法仅在一定程度上能满足再造烟叶生产企业W及生产部口对未切分 的再造烟叶进行检测和质量检验的要求。但是对于再造烟叶成品，由于尺寸较小且难W分 辨纵横向，标准的检测方法显然不适用。标准Q/YNZY.J04. 401- 2014规定再造烟叶的抗张 强度需《1. OkN/m，标准Q/YNZY. J07. 403-2014规定了再造烟叶成品抗张强度的测定方法， 裁切取40mmX 15mm的长方形长条试样，一个样品需测定30个试样的数据。但再造烟叶产 品有横向和纵向之分，利用此标准测定横向和纵向再造烟叶的抗张强度会有差异，部分牌 号的产品由于其特殊性分切后的再造烟叶产品很难区分横向与纵向，所W测定的抗张强度 会有偏差。同时，在测定再造烟叶抗张强度之前区分横向与纵向耗费时间，使得测定效率降 低，很难满足快速，在线测定的需求。鉴于此，有必要开发一种新的快速的测定抗张强度的 方法，为分析评价再造烟叶的抗张强度提供一定的参考。
[0004] 近红外光照射到物质后，会发生吸收、透射、全反射、漫反射等几种相互作用形式。 近红外光谱的采集方式主要有H种；透射式、漫反射式、透漫射式。
[0005] 对于光通透性较好的液体样品，近红外光可W穿透整个样品，多采用透射方式进 行光谱扫描，所测得数据较为准确。近红外光不能完全穿透造纸法再造烟叶，故采用漫反射 方式进行光谱扫描。近红外漫反射光进入样品内部后，发生无数次反射、折射、衍射、吸收 后，返回入射面的光，该种分析光负载了样品的结构和组成信息，是一项快速、对环境友好 的检测技术，目前应用近红外漫反射光谱分析技术测定烟草化学成分、风格、均匀性等方面 已有报道，但用于造纸法再造烟叶抗张强度测定的方法未见报道。
【发明内容】
[0006] 为简单、易行、快速测定再造烟叶抗张强度，本发明提供一种近红外光谱测定造纸 法再造烟叶抗张强度的方法，采用近红外光谱无损检测技术不仅提高分析效率，节约成本， 对于准确测定再造烟叶抗张强度，提高检测效率，客观反应产品质量，具有明显实用性。
[0007] 本发明通过下列技术方案实现；一种近红外漫反射光谱技术测定造纸法再造烟叶 抗张强度的方法，包括如下步骤： 步骤（1)，样品的收集；收集一批具有代表性的造纸法再造烟叶片状产品； 步骤（2)，采集原始光谱：采用近红外光谱漫反射的方式对步骤（1)收集的造纸法再造 烟叶片状产品逐个进行光谱扫描，得到原始光谱； 步骤（3)，选择校正样品集和验证样品集；在步骤（2)所得原始光谱中采用标准GB/T 29858-2013的方法选出校正样品集和验证样品集； 步骤（4)，测定样品参考值；在标准条件下，利用标准方法对步骤（1)收集的造纸法再 造烟叶片状产品逐个进行抗张强度的测定，得到样品参考值； 步骤（5)，预处理光谱；对步骤（3)中选出的校正样品集和验证样品集的光谱进行预处 理，消除噪声和基线漂移的影响； 步骤（6)，建立PLS模型；将步骤（5)预处理后的校正样品集与步骤（4)所得样品参考 值进行一一对应，应用偏最小二乘法把光谱数据与其对应的抗张强度测定数据进行拟合， 建立定量模型，建模过程中进行检测及剔除异常值，对剔除异常值剩余的光谱数值，再次与 步骤（4)所得样品参考值进行一一对应，应用偏最小二乘法把光谱数据与其对应的抗张强 度测定数据进行拟合，建立得到抗张强度指标的定量模型； 步骤（7)，模型验证：利用步骤（5)处理后的验证样品集对步骤（6)所建立的抗张强度 指标的定量模型进行外部预测； 步骤（8)，测定抗张强度；将待测造纸法再造烟叶样品的原始光谱输入步骤（6)建立的 抗张强度指标的定量模型，即测定得到抗张强度。
[000引进一步，所述步骤（2)的光谱采集条件为；扫描范围为4000?lOOOOcnTi、分辨率 为8cm-i、扫描次数不低于72次。
[0009] 进一步，所述步骤（2)的原始光谱是通过下列方法获得的；将步骤（1)收集的造纸 法再造烟叶片状产品，每个产品取五个平行样，每个平行样10?15片样品，制成与近红外 光谱专用样品杯大小匹配的样品，将10?15片样品依次平铺于样品杯中，保证样品平整放 置，厚度为2?3cm，用压样器轻压平整后，放到光谱仪旋转台上，利用近红外光谱采用漫反 射的方式进行扫描并采集光谱，每个平行样扫一次光谱，每个产品对应5个平行光谱，再将 5个平行光谱(用近红外光谱仪器的自带软件）进行求平均得到一个原始光谱，依次对每个 产品采用相同的方法进行扫描并采集光谱，得到每个产品对应的原始光谱。取10片W上样 品是为了让样品的代表性更好，所测得的光谱信息更能代表大部分样本信息，从而最大程 度的保留原始数据信息，保证所建模型的准确性和稳定性。
[0010] 进一步，所述步骤（4)的标准条件为GB/T 16447《烟草和烟草制品调节和测试的 大气环境》规定的条件；所述标准方法是指