专利名称：采用近红外光检测烟叶叶片化学成分的方法
技术领域：
本发明涉及一种烟叶化学成分检测的方法，尤其涉及一种采用近红外光检测烟叶叶片化学成分的方法。
背景技术：
众所周知，卷烟质量的稳定控制是烟草企业的工作重点。烟叶是影响卷烟产品质量稳定的重要因素，实践证明，加大烟叶化学成分检测频率和分析力度、提高烟叶化学成分稳定性，是保证烟叶质量稳定的有效途径。目前烟叶化学成分检测多采用ALPKEM全自动分析仪，速度较慢，费用较高，很难满足快速分析的需要。
近红外(NIRS)光是指介于可见光与中红外之间的电磁波，其波长范围为780-2526nm。分子在近红外区的吸收主要由C-H、O-H、N-H、C-O等基团的合频吸收与倍频吸收组成，可得到有机物的大量信息，适合复杂的天然产物的分析。随着计量化学的进展以及仪器硬件和计算机硬件的快速发展，近红外光谱技术迅速发展成一门独立的分析技术。
近年来，近红外技术应用于烟草成分分析的主要方法是先将烟叶烘干研磨成40目或60目烟末，用近红外分析仪扫描烟末得光谱图，同时对该烟末做化学分析，根据多个烟叶样品光谱图和化学成分建立模型，然后其他烟叶的烟末就可通过的近红外光扫描取得光谱图，通过模型计算样品化学成分含量。但目前粉末的制备比较费时，一个样品经过烘干，粉碎和研磨，制成40目或60目样品，大约需要3小时，不能满足烟叶采购现场检测的需要，也不能充分发挥近红外分析技术优势。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有烟叶叶片化学成分分析时存在的成本高、周期长等问题，提供一种简便易行，快捷方便，能有效的对烟叶叶片化学成分进行分析的采用近红外光检测烟叶叶片化学成分的方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案一种采用近红外光检测烟叶叶片化学成分的方法，它的步骤为，a、取整片烟叶并将其展开平整好；b、采用近红外仪器在烟叶上取至少两个点检测，得到烟叶成分的近红外图谱；c、将所得各成分近红外图谱与常规化学分析所得的各成分结果分别建立对应的数学模型，形成的烟叶叶片近红外分析数学模型，并将其存入存储器中；d、在收购现场利用近红外仪对平整好的整片烟叶按步骤b中的位置进行检测，将检测结果存储器中的烟叶叶片近红外分析数学模型进行对比，确定烟叶质量。
所述步骤b中，近红外仪器在烟叶上取2或3或4或5或6或7或8或9或10或11个点。
所述步骤b中，近红外仪器在烟叶上取点时将烟叶分为叶尖部、叶中部、叶基部三个区域进行检测。
所述步骤b中，近红外仪器在烟叶上部和下部取点时，点数为三个时各点按三角形分布，点数少于三个时，任意确定；在烟叶中部取点时，点数为4-5个时各点按菱形分布，点数少于4个时可任意排列。
所述烟叶成分包括烟碱、总糖、还原糖、总氮、挥发碱、钾和氯。
本发明采用近红外仪在不将烟叶粉碎成烟末的情况下，通过将烟叶划分为不同的区域，然后对各区域分别按要求的点数进行采样，形成各成分的近红外光谱，然后利用常规方法测得的各成分指标，将红外光谱与其建立数学模型，然后存入存储器中。在现场检测时，直接利用近红外仪按采样规则采样后，通过与存储器中的数学模型进行比对，即可确定烟叶中的各成分是否符合要求，从而确定烟叶质量情况。
本发明的有益效果为方法简便易行，适于现场使用，实现对烟叶化学成分的快速准确分析，为烟叶采购、配方打叶、烟叶养护和产品开发与维护提供快速技术数据支持。
图1为本发明采集点为十一个时的分布示意图；图2为本发明采集点为十个时的分布示意图；图3为本发明采集点为九个时的分布示意图；图4为本发明采集点为八个时的分布示意图；图5为本发明采集点为七个时的分布示意图；图6为本发明采集点为六个时的分布示意图；图7为本发明采集点为五个时的分布示意图；图8为本发明采集点为四个时的分布示意图；图9为本发明采集点为三个时的分布示意图；图10为本发明采集点为二个时的分布示意图；图11为本发明采集点为一个时的分布示意图；图12为采用本发明方法测得的烟碱数据图；图13为采用本发明方法测得的总糖数据图；图14为采用本发明方法测得的还原糖数据图；图15为采用本发明方法测得的氯数据图；图16为采用本发明方法测得的钾数据图。
具体实施例方式
实施例一首先将整片的烟叶铺平，将近红外仪器在烟叶上部取三个成三角形分布的点，在烟叶下部取三个成三角形分布点，在烟叶中部取成菱形的五个点；近红外仪器将采集到的烟叶各成分包括烟碱、总糖、还原糖、总氮、挥发碱、钾和氯等形成各自的近红外光谱；将各成分的近红外光谱与用常规技术检测的烟叶各成分建立数学模型，形成烟叶叶片近红外分析数学模型，并将其存入存储器中；在现场收购时，利用近红外仪对铺平的整片烟叶按将烟叶分成三部分，其中上部取成三角形三点，下部取成三角形三点，中部取成菱形五点，如图1所示，将检测到的近红外光谱与存储器中的烟叶叶片近红外分析数学模型进行比对，即可确定烟叶的质量。
实施例二在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图2所示，按照上部取三角形三点，下部取三角形三点，中部为菱形四个顶点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例三在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图3所示，按照上部取三角形三点，下部取三角形三点，中部任意取三点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例四在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图4所示，按照上部取三角形三点，下部取三角形三点，中部任意取两点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例五在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图5所示，按照上部任取三点，下部任取三点，中部任意取一点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例六在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图6所示，按照上部任取两点，下部任取两点，中部任意取两点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例七在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图7所示，按照上部任取两点，下部任取两点，中部任意取一点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例八在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图8所示，按照上部任取一点，下部任取一点，中部任意取两点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例九在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图9所示，按照上部任取一点，下部任取一点，中部任意取一点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例十在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图10所示，中部任意取两点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
实施例十一在本实施例中，对烟叶进行取点时，如图11所示，中部任意取一点的方式进行采样，其余方法与实施例一相同。
图12-16中，给出了采用本发明方法检测到的烟碱、总糖、还原糖、氯和钾的数据分布图。
本发明中步骤有两次用到近红外仪对烟叶进行检测，第一次是为建立烟叶叶片近红外分析数学模型，建立该数学模型后可为以后检测提供基准；第二次是在实际检测时对烟叶进行取点采样。这两次检测时采样的点数没有关系，即第一次可采用1-10个点中任何一个数量采样，第二次也是在1-10个点中任意挑一个即可，但最佳的点数为10个检测点。当然本发明的点数并不局限于1-10个采样点，低于或高于这些点数且采用近红外仪对烟叶化学成分进行分析的方法都未超出本发明的技术范围，同时，取点时不局限于叶片的一半，可以在整个叶片上进行取点。
权利要求
1.一种采用近红外光检测烟叶化学成分的方法，其特征是它的步骤为，a、取整片烟叶并将其展开平整好；b、采用近红外仪器在烟叶上取至少一个点检测，得到烟叶成分的近红外图谱；c、将所得各成分近红外图谱与常规化学分析所得的各成分结果分别建立对应的数学模型，形成的烟叶叶片近红外分析数学模型，并将其存入存储器中；d、在收购现场利用近红外仪对平整好的整片烟叶按步骤b中的位置进行检测，将检测结果存储器中的烟叶叶片近红外分析数学模型进行对比，确定烟叶质量。
2.根据权利要求1所述的采用近红外光检测烟叶化学成分的方法，其特征是所述步骤b中，近红外仪器在烟叶上取3或4或5或6或7或8或9或10或11个点。
3.根据权利要求1或2所述的采用近红外光检测烟叶化学成分的方法，其特征是所述步骤b中，近红外仪器在烟叶上取点时将烟叶分为叶尖部、叶中部、叶基部三个区域进行检测。
4.根据权利要求1或2所述的采用近红外光检测烟叶化学成分的方法，其特征是所述步骤b中，近红外仪器在烟叶上部和下部取点时，点数为三个时各点按三角形分布，点数少于三个时，任意确定；在烟叶中部取点时，点数为4-5个时各点按菱形分布，点数少于4个时可任意排列。
5.根据权利要求1所述的采用近红外光检测烟叶化学成分的方法，其特征是所述烟叶成分包括烟碱、总糖、还原糖、总氮、挥发碱、钾和氯。
全文摘要
本发明公开了一种采用近红外光检测烟叶叶片化学成分的方法。它解决了现有烟叶叶片化学成分分析时存在的成本高、周期长等问题，具有简便易行，快捷方便，能有效的对烟叶叶片化学成分进行分析的优点。其方法它的步骤为，a.取整片烟叶并将其展开平整好；b.采用近红外仪器在烟叶上取至少两个点检测，得到烟叶成分的近红外图谱；c.将所得各成分近红外图谱与常规化学分析所得的各成分结果分别建立对应的数学模型，形成的烟叶叶片近红外分析数学模型，并将其存入存储器中；d.在收购现场利用近红外仪对平整好的整片烟叶按步骤b中的位置进行检测，将检测结果存储器中的烟叶叶片近红外分析数学模型进行对比，确定烟叶质量。
文档编号G01N21/31GK1828272SQ200610043399
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者董小卫, 厉昌坤, 冷萃述, 耿宝峰, 周显升, 蒋海岩, 廖旭东, 李成富, 郗继忠, 郝廷亮, 贾玉国 申请人:将军烟草集团有限公司