一种快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法与流程

本申请涉及卷烟含水率测定，特别是涉及一种快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法。

背景技术：

1、烟草制品中烟丝含水率是烟草及其制品的重要物理指标，含水率对烟草储存、加工性能、烟支外观和吸食口味等具有显著的影响。加热卷烟是一种新型烟草制品，其烟丝主要由混合了大量甘油和易挥发香料的薄片组成。由于烟草原料和甘油的吸湿特性，烟丝的含水率极易受到环境温湿度的影响进而影响产品的生产和质量。因此，加热卷烟烟丝含水率的快速准确的检测对提高控制产品的质量具有重要的指导意义。

2、目前，烟草制品水分的测定方法主要包括烘箱法、红外水分仪法、卡尔费休法和气相色谱法等。其中，烘箱法在卷烟工业企业生产过程中使用最为广泛，标准的测试条件为：抽取一定样品称重放入电热鼓风干燥箱，100℃加热2h后取出，置入干燥器皿冷却至室温，测量时间至少需要2.5h，导致检测结果严重滞后，用来实时监测新型烟草生产过程中薄片丝水分并不理想。此外，加热卷烟中通常混有大量挥发性极强的香料，在高温下易受热挥发，导致检测结果存在较大偏差，进一步限制了该方法的使用。卡尔费休法和气相色谱法虽可以准确测定加热卷烟中含水率，但其前处理较为繁琐，检测时间较长，使得检测结果也存在严重的滞后性，也不能用于工业化生产过程的水分监控。红外水分仪因其非接触、反应快等特点已被广泛用于传统卷烟生产过程中水分的实时监测。但是，红外水分仪需采用烘箱法的结果作为基准值对其进行校正，由于烘箱法在加热卷烟中检测结果存在较大偏差，导致红外水分仪法也不能得到准确的测量结果。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，它不仅可以实现快速对加热卷烟水分的精确测定，并且还可实现对加热卷烟烟丝水分的在线监控。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，包括如下步骤：

4、s1、收集数据：随机抽取加热卷烟烟丝样品，分别采用气相色谱法和红外水分仪法进行水分检测，收集水分检测数据；

5、s2、可视化数据：将所收集的数据可视化，研究变量之间是否存在线性关系；

6、s3、建立方法模型：选择使用合适的线性回归模型先得到线性回归方程，再根据线性回归方程得到方法模型；

7、s4、使用方法模型进行准确测量：建立好方法模型后，再使用红外水分仪法对水分含量进行准确测定。

8、优选地，所述步骤s1中所述样品的数量不少于30个。

9、优选地，所述步骤s1中所采用的气相色谱法的具体步骤包括：(1)内标溶液的配制；(2)标准工作溶液的配制；(3)抽吸加热不燃烧卷烟，剑桥滤片收集总粒相物；(4)总粒相物的萃取；(5)气相色谱测定；(6)双内标法计算测定结果。

10、4、根据权利要求1所述的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，所述步骤s1中所采用的红外水分仪法的具体步骤包括：(1)取样：随机抽取一种新型烟草薄片，将其装入infralab型红外水分仪碗中，放入2/3的样品后置于旋转电机上，电机自动旋转并开始测试，测试时间设置为3～5s，测试结束后，在显示屏上读取新型烟草薄片的水分含量；标记为测量结果一；再将底部烟丝翻面用同样方法再测量一次，标记为测量结果二；将两次测量的平均值作为该样品的测量结果。

11、优选地，所述步骤s2中使用散点图、数据分析软件或其他数学统计分析方法将所收集的数据可视化。

12、优选地，所述步骤s3中所采用的线性回归模型为简单线性回归、岭回归、lasso回归、弹性网络回归、贝叶斯岭回归、最小回归角回归、偏最小二乘法回归、分位数回归中的一种或几种结合，根据数据的具体情况选择合适的线性回归模型，建立线性回归模型过程的步骤主要包括数据准备、数据预处理、模型建立、模型调参和模型评价。

13、优选地，所述步骤s4中建立好模型后，使用红外水分仪法对水分含量进行准确测定的过程具体为：将方法模型输入到红外水分仪数据处理软件中，然后采用红外水分仪法得到的数据就是通过方法模型校正之后的结果。

14、本申请相对于现有技术存在如下优点：

15、1、本发明的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法采用气相色谱法和红外水分仪两种方法对加热卷烟样品进行水分检测，收集相关数据，以气相色谱法检测结果为基准值，建立两种检测方法的数学模型，实现了红外水分仪对加热卷烟水分的精准测定；

16、2、红外水分仪利用光谱分析的原理对水分进行测定，烟草中水的-oh能吸收特定波长的红外线，烟草中含水率不同，吸收的强度也不同，通过检测反射波长的强度则可反应烟草中的含水率，因此本发明的方法可以实现水分的快速测定，本发明的方法是以气相色谱法的检测结果为基准值建立的数学模型，而传统的红外水分仪法采用烘箱法的检测结果作为基准值，对于加热卷烟来说，烟草薄片中含有大量挥发性组分，烘箱法测试原理是根据重量的减少作为含水率，气相色谱法则是根据水分的物理化学特性来检测，因此，采用气相色谱法的检测结果作为基准值才能使得红外水分仪法的检测结果是准确的；

17、3、由于红外水分仪的型号有多种，有离线检测的，可见本发明更适于推广应用；另外，由于红外水分仪固有的检测快速的特点，也具有固定在生产线的传送带上进行实时监测的优点，采用本发明的方法可实现加热卷烟中烟丝含水率的实时检测，省时、省力、准确率高。

技术特征：

1.一种快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，所述步骤s1中所述样品的数量不少于30个。

3.根据权利要求1所述的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，所述步骤s1中所采用的气相色谱法的具体步骤包括：(1)内标溶液的配制；(2)标准工作溶液的配制；(3)抽吸加热不燃烧卷烟，剑桥滤片收集总粒相物；(4)总粒相物的萃取；(5)气相色谱测定；(6)双内标法计算测定结果。

4.根据权利要求1所述的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，所述步骤s1中所采用的红外水分仪法的具体步骤包括：(1)取样：随机抽取一种新型烟草薄片，将其装入红外水分仪碗中，放入样品后置于旋转电机上，电机自动旋转并开始测试，测试结束后，在显示屏上读取新型烟草薄片的水分含量；标记为测量结果一；再将底部烟丝翻面用同样方法再测量一次，标记为测量结果二；将两次测量的平均值作为该样品的测量结果。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，所述步骤s2中使用散点图、数据分析软件或其他数学统计分析方法将所收集的数据可视化。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，所述步骤s3中所采用的线性回归模型为简单线性回归、岭回归、lasso回归、弹性网络回归、贝叶斯岭回归、最小回归角回归、偏最小二乘法回归、分位数回归中的一种或几种结合，根据数据的具体情况选择合适的线性回归模型，建立线性回归模型过程的步骤主要包括数据准备、数据预处理、模型建立、模型调参和模型评价。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，所述步骤s4中建立好模型后，使用红外水分仪法对水分含量进行准确测定的过程具体为：将方法模型输入到红外水分仪数据处理软件中，然后采用红外水分仪法得到的数据就是通过方法模型校正之后的结果。

技术总结
本申请公开了一种快速准确检测加热卷烟中烟丝含水率的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、收集数据：随机抽取加热卷烟烟丝样品，分别采用气相色谱法和红外水分仪法进行水分检测，收集水分检测数据；S2、可视化数据：将所收集的数据可视化，研究变量之间是否存在线性关系；S3、建立方法模型：选择使用合适的线性回归模型先得到线性回归方程，再根据线性回归方程得到方法模型；S4、使用方法模型进行准确测量：建立好方法模型后，再使用红外水分仪法对水分含量进行准确测定。本发明不仅可以实现快速对加热卷烟水分的精确测定，并且还可实现对加热卷烟烟丝水分的在线监控。

技术研发人员：程光,张璟,黄龙,彭伟,操吉学,祝浩,柯炜昌,庞登红,罗诚浩,熊哲
受保护的技术使用者：湖北中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15