一种基于烟叶发热量数值调控的卷烟配方设计方法与流程

本发明属于卷烟配方研究，具体涉及一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法。

背景技术：

1、卷烟抽吸过程中主要涉及烟叶热解、燃烧两类化学反应，其中燃烧主要指的是热解产生的烟气成分、固体焦炭与氧气相互作用，生成co2、co等一系列小分子物质，并释放出大量热量的过程。烟叶燃烧释放的热量是卷烟抽吸过程的主要热量来源，烟叶燃烧释放的热量直接决定了卷烟燃烧锥内部的温度场分布，而温度场的分布又与关键烟气成分的形成息息相关。因此，烟叶燃烧热量释放对烟气的生成、卷烟的感官品质都有重要影响。

2、前期，研究人员利用锥形量热仪、微燃烧量热仪等基于氧消耗原理的燃烧热释放分析技术对原料的燃烧性能进行了表征，但是燃烧性能指标与烟叶品质的关联及在配方数字化设计上的应用价值尚未被挖掘。

3、发热量作为衡量原料热转化效率的最基本指标之一，在煤炭和生物质领域得到了广泛应用，但在烟草这种特殊的生物质材料体系中的应用未见报道。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种基于烟叶发热量数值调控的卷烟配方设计方法。本发明填补了利用发热量这一与卷烟燃烧状态、烟气生成及卷烟品质息息相关的物理指标进行卷烟配方设计的技术空白，为配方数字化设计提供了新的思路和方法。本发明采用的技术方案是：

2、一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法，其特征在于，方法包括如下步骤：

3、s1、采集发热量数据；

4、s2、构建基于近红外光谱的烟叶发热量预测模型；

5、s3、将步骤s2中模型拓展应用到库存片烟；

6、s4、设计基于发热量数值筛选的卷烟配方；

7、s5、通过选取发热量显著大于原配方的备选配方，提升配方的透发性和香气量；通过选取发热量显著小于原配方的备选配方，提升配方的细腻感并降低刺激性。

8、进一步的，在步骤s1中，采集发热量数据的具体流程如下：

9、利用量热仪，并依据国家标准gb/t 213-2008测定烟叶样本的发热量(j/g)，其中发热量指的是弹筒发热量，表示的是单位质量的样本在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧后的物质组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量，弹筒发热量是分析样本的恒容高位发热量。

10、进一步的，在步骤s2中，利用傅里叶变换近红外光谱仪对上述步骤s1中烟叶样本的近红外光谱进行采集，采集范围为10000～3800cm-1，将烟叶样本的近红外光谱和对应的发热量数值进行关联，利用偏最小二乘算法构建基于近红外光谱的烟叶发热量预测模型。

11、进一步的，在步骤s3中，将步骤s2中得到的烟叶发热量预测模型拓展应用到在库片烟上，利用库存片烟的近红外光谱对其发热量数值进行检测分析。

12、进一步的，以维持现有配方的成分不变(各成分相对变动小于5％)，包括总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮、ph等，通过列举法在库存片烟样本中找出与现有配方相同数目的片烟组成新配方，并根据各新配方发热量数值的大小进行排序。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

14、1、本发明在不改变现有配方基本成分，包括总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮、ph等，通过发热量数值的调整，设计不同风格品质的卷烟配方，实现了烟叶发热量的快速检测；

15、2、本发明在设置总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮、ph等常规烟草化学指标为固定值的条件下，通过发热量数值的筛选设计不同品质梯度的卷烟配方。

16、3、本发明在保持原配方烟草化学成分不变的条件下，通过发热量数值的调整，实现两个品质方向的配方设计。

技术特征：

1.一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法，其特征在于，方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法，其特征在于，在步骤s1中，采集发热量数据的具体流程如下：

3.如权利要求1所述的一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法，其特征在于，在步骤s2中，利用傅里叶变换近红外光谱仪对上述步骤s1中烟叶样本的近红外光谱进行采集，采集范围为10000～3800cm-1，将烟叶样本的近红外光谱和对应的发热量数值进行关联，利用偏最小二乘算法构建基于近红外光谱的烟叶发热量预测模型。

4.如权利要求1所述的一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法，其特征在于，在步骤s3中，将步骤s2中得到的烟叶发热量预测模型拓展应用到在库片烟上，利用库存片烟的近红外光谱对其发热量数值进行检测分析。

5.如权利要求1所述的一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法，其特征在于，以维持现有配方的成分不变，包括总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮、ph等，通过列举法在库存片烟样本中找出与现有配方相同数目的片烟组成新配方，并根据各新配方发热量数值的大小进行排序。

技术总结
本发明公开了一种基于发热量数值调控的卷烟配方设计方法，方法包括如下步骤：S1、采集发热量数据；S2、构建基于近红外光谱的烟叶发热量预测模型；S3、将步骤S2中模型拓展应用到库存片烟；S4、设计基于发热量数值筛选的卷烟配方；S5、通过选取发热量显著大于原配方的备选配方，提升配方的透发性和香气量；通过选取发热量显著小于原配方的备选配方，提升配方的细腻感并降低刺激性。本发明在不改变现有配方基本成分，包括总糖、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮、pH等，通过发热量数值的调整，设计不同风格品质的卷烟配方，实现了烟叶发热量的快速检测。

技术研发人员：彭钰涵,毕一鸣,王辉,郝贤伟,何文苗,廖付,李海锋,杜芳琪,吴继忠,李永生,田雨农,曹得坡
受保护的技术使用者：浙江中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7