一种烟用爆珠内液质量监测方法与流程

本发明涉及烟草监测技术领域，特别是涉及一种烟用爆珠内液质量监测方法。

背景技术：

“爆珠”卷烟作为一种新型的烟草制品，逐渐引起国内外烟草界的广泛关注。爆珠是一种脆性胶囊，里面包裹了特色香味的液体，内置于卷烟滤棒中，通过自行手动捏爆使液体流出，从而达到改善卷烟的理化特性、圆润香气、改善吸味，使吸烟者得到更为舒适的体验，也较好的满足消费者的个性化需求和解决卷烟增香、保香问题。

对于具有不同成分的爆珠而言，部分能够直接从外观等特征就能够加以区分，而还有部分的爆珠具有相同的外观，其内液成分却并不完全相同。那么，当某种爆珠如果混杂有外观相同但成分不同的爆珠，或者是爆珠内液成分发生变质但颜色外观未发生变化时，就需要通过化学鉴定，将不具有相同成分的爆珠进行鉴别，以保证爆珠质量，但是目前并不存在很好的对爆珠内液成分进行鉴定的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种烟用爆珠内液质量监测方法，解决了爆珠内液成分无法鉴定的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种烟用爆珠内液质量监测方法，包括：

取待测爆珠内液溶于乙醇溶剂中，摇匀，静置，获得待测溶液；

采用连续波长的紫外光扫描所述待测溶液，检测获得所述待测溶液吸收紫外光的紫外光谱数据；

对所述紫外光谱数据进行预处理；

将预处理后的所述紫外光谱数据通过预先创建的simca识别模型进行识别，获得所述待测爆珠和标准爆珠内液成分是否相同的识别结果。

其中，所述预先创建的simca识别模型包括：

基于simca识别技术，将预先获得的训练样本光谱数据进行主成分分析，获得第一主成分和第二主成分在二维平面的投影点；

根据各个所述训练样本光谱数据对应的投影点，获得投影分布区域，若所述待测爆珠对应的投影点落入所述投影分布区域内，则所述待测爆珠和标准爆珠内液成分相同；

其中，预先获得所述训练样本光谱数据过程包括：

将多个训练爆珠样本内液分别溶于乙醇溶剂中，获得多份训练样本溶液；

采用连续波长的紫外光扫描所述训练样本溶液，获取所述训练样本溶液吸收紫外光线的吸收紫外光谱数据；

对所述紫外光谱数据进行预处理后，获得所述训练样本光谱数据。

其中，在根据各个所述样本光谱数据对应的投影点，获得样本分布区域之后，还包括：

预先获得的多个测试样本光谱数据；

通过所述simca识别模型对所述测试样本光谱数据进行识别，获得所述测试样本光谱数据对应的测试爆珠样本成分和标准样本成本是否相同的识别结果；

若所述识别结果和实际情况相符，则所述simca识别模型对爆珠样本识别准确率符合要求。

其中，所述对所述紫外光谱数据进行预处理包括：

采用紫外光谱图对紫外光谱数据进行平滑处理，再采用一阶导数运算方法对紫外光谱数据进行处理，获得一阶导数光谱数据。

其中，将待测爆珠内液溶于乙醇溶剂中，摇匀，静置，获得待测溶液包括：

制备2～3ml的乙醇溶剂；

将所述乙醇溶剂中溶入1～3颗所述待测爆珠样本内液，获得浓度在预定范围内的所述待测溶液，且所述待测溶液对250nm～330nm波长范围内紫外光线的最高峰吸收值为0.2～1.0。

其中，所述采用连续波长的紫外光线扫描所述待测溶液，检测待测溶液吸收紫外光线的紫外光谱数据包括：

将所述待测溶液采用紫外光线扫描三次，检测获得三组扫描光谱数据，并以三组所述扫描光谱数据的平均值作为所述待测样本溶液对紫外光线吸收的紫外光谱数据。

其中，所述检测待测溶液吸收紫外光的紫外光谱数据包括：

以乙醇作为调零参比液，采用光纤紫外光谱仪或紫外可见分光光度计测定各所述待测样本溶液对紫外光线的吸光度；

其中，所述光线紫外光谱仪和所述紫外可见光光度计的测定波长范围为190～350nm，吸光度记录范围为-0.1～3.5，测定波长间隔0.5nm。

本发明所提供的烟用爆珠内液质量监测方法，通过获得待测爆珠内液的样本溶液对紫外光线吸收的紫外光谱数据，并将该紫外光谱数据通过预先创建的simca识别模型对该紫外光谱数据进行分析，最终判别出该紫外光谱数据对应的爆珠内液成分和标准爆珠内液成分是否相同，获得判别结果。本发明测定烟用爆珠内液对紫外光线吸收的紫外光谱数据，并基于simca识别模型对爆珠内液成分进行监测，填补了烟用爆珠内液质量检测技术方面的空白，能快速高效鉴别烟用爆珠成分改变、错、混等质量问题，且方法快速、步骤简单、绿色环保、易于普及与推广。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供烟用爆珠内液质量监测方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的爆珠样本的紫外光谱数据示意图；

图3为本发明实施例提供的simca识别模型的创建过程流程示意图；

图4为本发明具体实施例中训练爆珠样本的主成分分析的投影图；

图5为本发明实施例提供的检验simca识别模型的流程示意图；

图6为本发明中两种测试爆珠样本的simca识别模型识别结构投影图；

图7为本发明中另一组两种测试爆珠样本的simca识别模型识别结构投影图；

图8为本发明中另一组两种测试爆珠样本的simca识别模型识别结构投影图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本发明实施例所提供烟用爆珠内液质量监测方法流程示意图，该方法具体可以包括：

步骤s11：取待测爆珠内液溶于乙醇溶剂中，摇匀，静置，获得待测溶液。

具体地，可以将待测爆珠样本分别置于多份乙醇溶剂中，压破待测爆珠样本，使得待测爆珠样本内液释放，获得多份待测样本溶液。

需要说明的是，在实际操作过程中也可以采用其他操作方式使得爆珠内液溶于乙醇溶剂，但是基于爆珠的体积一般都比较小，用量少，且其内液易挥发，先压破再加入乙醇溶剂，爆珠内液部分香味成分挥发，导致检测准确性下降，因此，直接在乙醇溶剂中压破爆珠，是一种便捷优选的操作方法。。

步骤s12：采用连续波长的紫外光扫描待测溶液，检测获得待测溶液吸收紫外光的紫外光谱数据。

步骤s13：对紫外光谱数据进行预处理。

步骤s14：将预处理后的紫外光谱数据通过预先创建的simca识别模型进行识别，获得待测爆珠和标准爆珠内液成分是否相同的识别结果。

爆珠卷烟为一种新型的烟草制品，是一种脆性胶囊里面包裹了特色香味的液体，能够改善卷烟的理化特性、圆润香气、改善吸味。目前对于不同香味的爆珠，其内液成分千差万别，尽管某些爆珠能够从外观颜色上加以区分，但是也存在很多爆珠外观颜色完全相同，而实际成分不同的情况。

如果爆珠卷烟中所使用的爆珠中混杂有以次充好的爆珠、生产过程中意外掺杂的其他品种的爆珠或者是放置时间过长导致成分变质的爆珠，单凭肉眼是无法区分的，只能够凭借化学鉴定，对爆珠的质量进行监测。

本发明中通过将爆珠内液溶入乙醇溶液后，通过紫外光线照射，获得爆珠内液吸收紫外光线的紫外光谱数据，因为爆珠内液中不同成分对紫外光线的吸收值的不同，从而将各个爆珠内液成分加以区分，具体地，可以参考图2，图2为本发明实施例提供的爆珠样本的紫外光谱数据示意图。图2中包括a、b、c三种不同爆珠样本的紫外光谱数据，有图2可知，对于每种爆珠样本其对应的紫外光谱数据之间是存在差别的。为了进一步明确各不同爆珠样本对应的紫外光谱数据之间的差别，对紫外光谱数据进行预处理，并进一步采用能够对紫外光谱数据进行分析的simca识别模型，识别该紫外光谱数据所对应的待测爆珠样本和标准的爆珠样本是否相同，如果是，则说明烟用爆珠的成分符合要求，反之，则不符合要求。本发明中提供烟用爆珠内液质量监测方法，快速、简单、高效、易于普及和推广，并能快速高效鉴别爆珠成分改变、错、混等质量问题。

进一步地，在本发明的另一具体实施例中，对于simca识别模型的创建过程可以参考图3，该创建过程可以包括：

步骤s31：预先获得多个训练爆珠样本。

具体地，为了提高识别模型识别的准确度，可以选择10个以上的样本。

步骤s32：将每个训练爆珠样本各溶入一份乙醇溶剂中，获得多份训练样本溶液。

步骤s33：采用连续波长的紫外光扫描训练样本溶液，获取训练样本溶液吸收紫外光线的吸收紫外光谱数据。

步骤s34：对紫外光谱数据进行预处理后，获得训练样本光谱数据。

步骤s35：将训练样本光谱数据进行主成分分析，获得第一主成分和第二主成分在二维平面的投影点。

步骤s36：根据各个训练样本光谱数据对应的投影点，获得投影分布区域。

本实施例中的训练爆珠样本即为标准爆珠样本，那么该标准爆珠样本所对应的投影分布区域即为标准参照的投影分布区域。那么在对待测爆珠样本进行监测时，获得待测爆珠样本的对应的紫外光谱数据后，通过simca识别模型对该紫外光谱数据进行主成分分析，获得待测爆珠样本第一主成分和第二主成分的投影点，如果该投影点未落入标准投影分布区域内，则表明该待测爆珠样本和标准爆珠样本的成分不同，该待测爆珠样本也就不符合要求。

如图4所示，图4为本发明中训练爆珠样本的主成分分析的投影图。图4中包括a、b、c三种不同类型的训练爆珠样本的投影图，每种类型包括20个训练爆珠样本。有图4可知，训练爆珠样本对应的主成分分析的第一主成分和第二主成分的方差贡献率分别为73％和27％，累加方差贡献率达到了100％，所以训练爆珠样本点在该二维平面上的投影分布可以充分表征样本在超维空间中的分布特征。三种烟用爆珠样本分布在三个不同的区间，可以各自聚在一起，没有出现重叠，可以完全分开。

进一步地，在本发明的另一具体实施例中，如图5所示，在创建simca识别模型之后，为了保证simca识别模型识别的准确性，还可以进一步地包括：

步骤s51：预先获得的多个测试样本光谱数据。

需要说明的是，对于获得测试样本光谱数据的过程和上述待测样本经过预处理的紫外光谱数据以及训练爆珠样本光谱数据的获得过程相同，在此不在重复论述。

步骤s52：通过所述simca识别模型对测试样本光谱数据进行识别，获得测试样本光谱数据对应的测试爆珠样本成分和标准样本成本是否相同的识别结果。

步骤s53：若识别结果和实际情况相符，则所述simca识别模型对爆珠样本识别准确率符合要求。

如图6、图7和图8所示，图6为本发明中两种测试爆珠样本的simca识别模型识别结构投影图，图7为本发明中另一组两种测试爆珠样本的simca识别模型识别结构投影图，图8为本发明中另一组两种测试爆珠样本的simca识别模型识别结构投影图。

其中，图6中是以质量稳定性的a牌号烟用爆珠样本，以及其他牌号的烟用爆珠样本作为错混样本进行测试，通过simca识别模型进行主成分分析并获得主成分分析投影的对比结果，结果如图6所示，可以成功区分其他牌号烟用爆珠。运用a牌号烟用爆珠的simca模型进行预测，结果显示为非己类样本，因此判定为样本稳定性改变，提示质量问题。

图7中是以质量稳定性的a牌号烟用爆珠样本，以及a牌号的烟用爆珠内液稀释并添加少量其他香味成分物质样本作为成分改变样本进行测试，通过simca识别模型进行主成分分析并获得主成分分析投影的对比结果，结果如图7所示，可以成功识别出烟用爆珠成分出现差异性。运用a牌号烟用爆珠的simca识别模型进行预测，结果显示为非己类样本，因此判定为样本稳定性改变，提示质量问题。

图8中是以质量稳定性的a牌号烟用爆珠样本，以及其a牌号的正常样本进行测试，通过simca识别模型进行主成分分析并获得主成分分析投影的对比结果，结果如图8所示，测试样本与模型中标准样本的投影分布区域出现重叠，无法区分。运用a牌号烟用爆珠的simca识别模型进行预测，结果显示为己类样本，判定为样本稳定性良好，提示质量正常。

综上所示，本发明中所创建的simca识别模型对烟用爆珠的己类样本和非己样本能够进行明确的区分，进而保证了本发明所提供的烟用爆珠内液质量监测方法的准确性，在0.05显著性水平下，对未知样本的识别率和拒绝率均为100％。

基于上述任意实施例，在上述实施例中通过紫外光线扫描获得样本溶液对紫外光线吸收的紫外光谱数据后，都需要对该数据进行预处理，在本发明具体实施例中，该预处理过程具体可以包括：

采用紫外光谱图对紫外光谱数据进行平滑处理，再采用一阶导数运算方法对紫外光谱数据进行处理，获得一阶导数光谱数据。

需要说明的是，在对紫外光谱数据进行平滑处理后，可采用标准归一化、多元散射校正、标准正态变量、一阶导数或二阶倒数中任意一种数据处理方法对紫外光谱数据进行处理。但通过对比发现，平滑后一阶导数预处理方法明显优于其他方法，因此，本发明中并不排除采用其他数据处理方法对紫外光谱数据进行处理，但是采用一阶导数数据处理方法，是一种优选的实施例。

基于上述任意实施例，在本发明的另一具体实施例中，对于上述预备待测样本溶液的具体过程可以包括：

制备2～3ml乙醇溶剂；具体地，可以将10ml的试管中加入2～3ml的乙醇溶剂。

将乙醇溶剂中溶入2～3颗待测爆珠样本内液。

需要说明的是，基于目前检测紫外光吸光度的量度范围，待测样本溶液浓度应控制在一定范围内，使得待测样本溶液对250nm～330nm波长范围内紫外光线的最高峰吸收值为0.2～1.0。

一般情况下将1～3颗爆珠样本内液溶于2～3ml的乙醇溶剂中即可满足要求。但是本发明中也可以增大乙醇溶剂的量和/或待测爆珠样本内液的量，只要两者的比例范围不变，使得待测样本溶液浓度达到要求即可。

进一步地，本实施例中用于检测获得紫外光谱数据的仪器可以是光纤紫外光谱仪或紫外可见分光光度计中的任意一种。且光纤紫外光谱仪或紫外可见分光光度计的测定波长范围为190～350nm，吸光度记录范围为-0.1～3.5，波长间隔0.5nm，并且在测量时，均需要以乙醇作为调零参比液。

基于上述任意实施例，在本发明的另一具体实施例中，如图7所述，对上述步骤s12可以进一步地包括：

将待测溶液采用紫外光线扫描三次，检测获得三组扫描光谱数据，并以三组扫描光谱数据的平均值作为待测样本溶液对紫外光线吸收的紫外光谱数据。

通过对同一份待测样本溶液重复检测三组吸收光谱数据，最终以三组吸收光谱数据的平均值作为紫外光谱数据，有利于减小测量误差，使得后续的分析结果更为准确。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。