專利名稱：均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙葉打葉復(fù)烤的方法，特別是涉及一種均值化生產(chǎn)控制型 打葉復(fù)烤新方法。
二背景技術(shù)：
目前，打葉復(fù)烤企業(yè)對(duì)片煙成品質(zhì)量的控制側(cè)重于物理指標(biāo)的控制，例如 大中片率、葉中含梗率、含水率等，這些指標(biāo)在國(guó)標(biāo)上已有較為明確的要求。 但是，在整個(gè)打葉復(fù)烤加工過程中其內(nèi)在質(zhì)量的控制基本上是空白的，而煙葉 內(nèi)在質(zhì)量的好壞一般是由煙葉的感官評(píng)吸質(zhì)量好壞來判斷，煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量 與煙葉內(nèi)在的化學(xué)成分含量有著密切的關(guān)系。因而，煙葉的內(nèi)在質(zhì)量與煙葉的 化學(xué)成分含量密切相關(guān)，可以由煙葉的化學(xué)成分含量來評(píng)價(jià)煙葉的內(nèi)在質(zhì)量特 性。為了解決只利用片煙物理指標(biāo)來評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量的不足，國(guó)內(nèi)多家打葉復(fù)烤 企業(yè)近年來也開始研究如何將煙葉的化學(xué)成分與打葉復(fù)烤工藝相聯(lián)系，以便提 高煙葉的內(nèi)在質(zhì)量。
近年來，隨著近紅外分析技術(shù)在食品、紡織、制藥、石油、化工和釀酒等 行業(yè)的品質(zhì)檢測(cè)、控制和相關(guān)研究，煙草行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)近紅外分析
技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)其在煙葉領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。近紅外(MRS)是指介 于可見光與中紅外之間的電磁波，其波長(zhǎng)范圍為780 2526nm。分子在近紅外 區(qū)的吸收主要由C-H、 O-H、 N-H、 C-O等基團(tuán)的合頻吸收與倍頻吸收組成，可 得到有機(jī)物的大量信息，適合復(fù)雜的天然產(chǎn)物的分析。隨著計(jì)量化學(xué)的進(jìn)展以 及儀器硬件和計(jì)算機(jī)硬件的快速發(fā)展，近紅外光譜技術(shù)迅速發(fā)展成一門獨(dú)立的分析技術(shù)，成為質(zhì)量分析的重要手段。g前，國(guó)外煙草行業(yè)對(duì)近紅外技術(shù)的應(yīng) 用已經(jīng)較為成熟，不但用于煙草的煙堿、總糖、還原糖、總氯、總鉀、總氮等 化學(xué)成分的快速測(cè)試，也用來檢測(cè)多酚、煙葉陳化和焦油等一些質(zhì)量指標(biāo)。同 時(shí)還可以用于巻煙質(zhì)量判斷、真假鑒別等等。實(shí)踐證明利用近紅外技術(shù)具有"快
速"、"簡(jiǎn)便"、"準(zhǔn)確"、"對(duì)檢測(cè)環(huán)境無特殊要求"的優(yōu)勢(shì)。即AOTF近紅外分析 技術(shù)具有快速、無損、不消耗試劑、不需要樣品預(yù)處理等特點(diǎn)，該分析技術(shù)具 有以下優(yōu)點(diǎn)(l)AOTF濾光器體積小、重量輕;(2)精度高，抗干擾能力強(qiáng)；(3)AOTF 為全固態(tài)分光器件無移動(dòng)部件，抗震性能好，光譜儀光學(xué)部件采用全密封設(shè) 計(jì)，對(duì)環(huán)境影響(如溫度、濕度、粉塵等)不敏感，儀器工作穩(wěn)定；(4)采用電 子信號(hào)控制掃描波長(zhǎng)切換快，重現(xiàn)性好，程序化的波長(zhǎng)控制，滿足了實(shí)時(shí)快 速檢測(cè)的需要；(5)建立模型速度快。
關(guān)于近紅外技術(shù)在煙草行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也有不少文獻(xiàn)報(bào)道，例如1、申請(qǐng) 號(hào)為20061004339.7，發(fā)明名稱為采用近紅外光檢測(cè)煙葉葉片化學(xué)成分的方法， 該發(fā)明解決了現(xiàn)有煙葉葉片化學(xué)成分分析時(shí)存在的成本高、周期長(zhǎng)等問題，具 有簡(jiǎn)便易行，快捷方便，能有效地對(duì)煙葉葉片化學(xué)成分進(jìn)行分析的優(yōu)點(diǎn)。2、申 請(qǐng)?zhí)枮?00810230653.3，發(fā)明名稱為采用近紅外光譜測(cè)定煙葉葉面密度的方法， 該發(fā)明方法簡(jiǎn)單易行，省力省時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙葉葉面密度的快速分析。
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，煙葉內(nèi)在化學(xué)成分在打葉復(fù)烤過程中是不可逆的過程，而 且現(xiàn)有控制方法與設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制存在較大難度，因此普遍認(rèn)為現(xiàn)階段打葉復(fù) 烤工藝中無法對(duì)片煙內(nèi)在化學(xué)成分進(jìn)行定量控制。
天昌國(guó)際煙草有限公司根據(jù)AOTF近紅外分析技術(shù)所具有的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)， 對(duì)近紅外光譜分析技術(shù)在煙葉打葉復(fù)烤工藝中進(jìn)行了大量研究，成功地研制出 一種利用近紅外分析技術(shù)達(dá)到在線檢測(cè)控制煙葉葉片的化學(xué)成分含量，使其打葉復(fù)烤過程實(shí)現(xiàn)均值化生產(chǎn)。在該方法中采用的近紅外光譜分析儀是第五代
AOTF近紅外分析儀Lmninar4030型，直接對(duì)打葉復(fù)烤在線流程中的片煙樣品進(jìn) 行快速檢測(cè)，快速高效。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)打葉復(fù)烤企業(yè)在生產(chǎn)過程中無法控制煙葉內(nèi)在化學(xué)成 分的不足，提供一種利用近紅外分析技術(shù)達(dá)到均值化生產(chǎn)控制型的打葉復(fù)烤新 方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
本發(fā)明提供一種均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，所述打葉復(fù)烤新方法 包括原料準(zhǔn)備工序、打葉工序、復(fù)烤工序和包裝，其中
a、在葉片復(fù)烤工序前增加利用近紅外光譜儀在線檢測(cè)煙葉葉片化學(xué)成分工 序，具體操作過程如下
將近紅外光譜儀安裝在復(fù)烤工序前、打葉工序后，儲(chǔ)葉柜進(jìn)料傳送帶的正 上方，近紅外光譜儀通過屏蔽網(wǎng)線與電腦控制系統(tǒng)相連接，電腦控制系統(tǒng)與打 葉復(fù)烤工藝中的設(shè)備相聯(lián)動(dòng)，形成閉環(huán)控制，傳送帶上煙葉葉片的流量為6000
9000kg/h時(shí)，近紅外光譜儀的光學(xué)窗口距離葉片葉面為3 6cm，傳送帶上打葉 處理過的葉片經(jīng)近紅外光譜儀實(shí)時(shí)掃描生成光譜，通過建立的化學(xué)成分與在線 光譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在線檢測(cè)出葉片的每種化學(xué)成分含量，電腦系統(tǒng)根據(jù)每 種化學(xué)成分的含量計(jì)算出對(duì)應(yīng)的變異系數(shù)CV值，根據(jù)設(shè)定好的葉片中每種化學(xué) 成分含量的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)判斷葉片是否合格，葉片中化學(xué)成分煙堿的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變 異系數(shù)CV值< 5%，總糖的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值< 7%，鉀的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為 變異系數(shù)CV值〈5。/。，氯的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值〈5。/。，如果某項(xiàng)或多項(xiàng) 化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果超出設(shè)定的變異系數(shù)值，則該葉片不合格，電腦自控系統(tǒng)將會(huì)輸出自控信號(hào)使傳送帶做出反應(yīng)，不合格葉片通過傳送帶自動(dòng)進(jìn)入故障柜， 故障柜中的葉片進(jìn)行混合處理后均勻隨入儲(chǔ)葉柜的傳送帶上，再次被近紅外光 譜儀檢測(cè)，經(jīng)在線檢測(cè)合格的葉片，傳送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)入下一道工序；
b、在復(fù)烤工序后增加利用近紅外光譜儀在線檢測(cè)煙葉葉片化學(xué)成分工序， 具體操作過程如下
將近紅外光譜儀安裝在復(fù)烤機(jī)后出料的傳送帶上方，傳送帶上煙葉葉片的
流量為6000 9000kg/h時(shí)，近紅外光譜儀的光學(xué)窗口距離葉片葉面為3 6cm， 近紅外光譜儀與電腦控制系統(tǒng)相連接，復(fù)烤后的葉片經(jīng)近紅外光譜儀實(shí)時(shí)掃描 生成光譜，根據(jù)建立的化學(xué)成分與在線光譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在線檢測(cè)出煙葉 葉片中的每種化學(xué)成分含量，根據(jù)傳送帶的倒轉(zhuǎn)信號(hào)，判斷每箱中葉片的每種 化學(xué)成分含量，將每箱葉片中化學(xué)含量的數(shù)據(jù)平均處理后，通過標(biāo)簽打印系統(tǒng) 打印到成品煙箱的標(biāo)簽上，作為裝箱后每箱產(chǎn)品的化學(xué)指標(biāo)。
根據(jù)上述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，所述近紅外光譜儀采用美 國(guó)BRIMROSE公司生產(chǎn)的Luminar4030型AOTF近紅外光譜分析儀。
根據(jù)上述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，特征a中所述近紅外光譜 儀的光譜范圍為1100 2300nm，波長(zhǎng)增量為2.0nm，掃描平均次數(shù)為200，數(shù) 據(jù)格式為透射比，掃描模式為比率模式。
根據(jù)上述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，特征b中所述近紅外光譜 儀的光譜范圍為1100 2300nm，波長(zhǎng)增量為2.0nm，掃描平均次數(shù)為1000，數(shù) 據(jù)格式為透射比，掃描模式為比率模式。
根據(jù)上述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，特征a中所述在線檢測(cè)煙 葉葉片中的化學(xué)成分為煙堿、總糖、鉀和氯；每種化學(xué)成分的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為煙堿 的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值< 5%，總糖的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值< 7%，鉀的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值< 5%，氯的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值< 5%。
根據(jù)上述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，特征a所述故障柜中的葉 片進(jìn)行混合處理的過程為進(jìn)入故障柜中的葉片分別進(jìn)行橫向、縱向的均勻布料， 經(jīng)過混合、摻配后再次被近紅外光譜儀檢測(cè)。
根據(jù)上述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，特種b中所述在線檢測(cè)煙 葉葉片的化學(xué)成分為煙堿、總糖、鉀和氯。
本發(fā)明采用的AOTF近紅外光譜分析儀配套使用的是SNAP32！軟件，利 用該軟件處理掃描生成的光譜，得到葉片中各種化學(xué)成分的含量;采用SNAP32! 軟件CV值改進(jìn)版將其各種化學(xué)成分含量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為變異系數(shù)CV值；數(shù)學(xué)模型 是采用CAMO公司的The Unscrambler化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件進(jìn)行建立的。
化學(xué)成分與在線光譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的建立
1、模型建立的基本原理
近紅外光是介于可見光和中紅外光之間的電磁波，按ASTM (美國(guó)試驗(yàn)和 材料檢測(cè)協(xié)會(huì))定義是指波長(zhǎng)在780 2526nm范圍內(nèi)的電磁波，習(xí)慣上又將近 紅外區(qū)劃分為近紅外短波(780 1100nm)和近紅外長(zhǎng)波(1100 2526nm)兩 個(gè)區(qū)域。
近紅外光譜主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍 遷時(shí)產(chǎn)生的，具有較強(qiáng)的穿透能力。近紅外光主要是對(duì)含氫基團(tuán)X — H (X = C、 N、 0)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，其中包含了大多數(shù)類型有機(jī)化合物的組 成和分子結(jié)構(gòu)的信息，因此近紅外光譜可作為獲取信息的一種有效的載體。
近紅外譜區(qū)內(nèi)的信息主要是分子內(nèi)部原子間震動(dòng)的倍頻與合頻的信息。譜 圖特征為重疊嚴(yán)重，官能團(tuán)的倍頻峰、合頻峰疊加在一起，形成寬峰，吸收系 數(shù)低。因此，必須釆用化學(xué)計(jì)量學(xué)，依賴計(jì)算機(jī)從譜圖中提取信息?，F(xiàn)代近紅外光譜分析是光譜測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)與基 礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是將近紅外光譜所反映的樣品基團(tuán)、組成或物態(tài)信息 與用標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)可的參比方法測(cè)得的組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)采用化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)建立校 正模型，然后通過對(duì)未知樣品光譜的測(cè)定和建立的校正模型來快速預(yù)測(cè)其組成 或性質(zhì)的一種分析方法。該分析方法包括校正和預(yù)測(cè)兩個(gè)過程(1)在校正過 程中，收集一定量有代表性的樣品，在測(cè)量其光譜圖的同時(shí)，根據(jù)需要使用有 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行測(cè)量，得到樣品的各種質(zhì)量參數(shù)，稱之為參考數(shù)據(jù)。通過 化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)光譜進(jìn)行處理，并將其與參考數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，這樣在光譜圖和其參考 數(shù)據(jù)之間建立起一一對(duì)應(yīng)映射關(guān)系，通常稱之為模型。雖然建立模型所使用的 樣本數(shù)目很有限，但通過化學(xué)計(jì)量學(xué)處理得到的模型應(yīng)具有較強(qiáng)的普適性。對(duì) 于建立模型所使用的校正方法視樣品光譜與待分析的性質(zhì)關(guān)系不同而異，常用 的有多元線性回歸、主成分回歸、偏最小二乘、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)浞椒ǖ取?顯然，模型所適用的范圍越寬越好，但是模型的適用范圍大小與建立模型所使 用的校正方法、待測(cè)的性質(zhì)數(shù)據(jù)、以及測(cè)量所要求達(dá)到的分析精度范圍等因素 都有緊密的關(guān)系。(2)在預(yù)測(cè)過程中，首先使用近紅外光譜儀測(cè)定待測(cè)樣品的 光譜圖，通過軟件自動(dòng)對(duì)模型庫進(jìn)行檢索，選擇正確模型計(jì)算待測(cè)質(zhì)量參數(shù)。
2、模型的建立
建立近紅外光譜分析模型(1)首先收集一批有代表性的、含量或性質(zhì)(稱 為化學(xué)值)已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品；(2)準(zhǔn)確測(cè)定其近紅外光譜與化學(xué)值；(3)將樣 品的近紅外光譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件，然后與相應(yīng)的化學(xué)值進(jìn)行一一對(duì)應(yīng); (4)利用化學(xué)計(jì)量學(xué)算法(PLS1偏最小二乘法等)，建立光譜信息與含量或性 質(zhì)間的數(shù)學(xué)關(guān)系(稱為數(shù)學(xué)模型，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)曲線)，并且通過嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證、 選擇最佳數(shù)學(xué)模型。對(duì)于未知樣品，只要測(cè)定其光譜，就可由選定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算其對(duì)應(yīng)成份的含量或性質(zhì)。
數(shù)據(jù)分析原理近紅外光譜分析儀根據(jù)掃描得到的光譜，得到每種化學(xué)成 分的含量，然后根據(jù)每種化學(xué)成分的含量自動(dòng)計(jì)算出該種化學(xué)成分的變異系數(shù) CV值。
變異系數(shù)CV值的計(jì)算方法變異系數(shù)又稱為離散系數(shù)，它是標(biāo)準(zhǔn)差與均值 的比值，以CV表示變異系數(shù)，其計(jì)算公式為<formula>formula see original document page 10</formula>本發(fā)明近紅外在線實(shí)時(shí)檢測(cè)除了檢測(cè)煙葉中化學(xué)成分煙堿、總糖、鉀和氯
的含量，還可以在線檢測(cè)煙葉中其他化學(xué)成分的含量(例如還原糖、氮) 本發(fā)明的積極有益效果
1、 本發(fā)明在現(xiàn)有煙葉打葉復(fù)烤技術(shù)的復(fù)烤工序前打葉工序之后，采用AOTF 近紅外光譜儀在線檢測(cè)與電腦自控系統(tǒng)的協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙葉化學(xué)成分的 實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，即實(shí)現(xiàn)了打葉復(fù)烤線的均值化管理，穩(wěn)定了產(chǎn)品的質(zhì)量，使 復(fù)烤企業(yè)能夠根據(jù)工業(yè)客戶的特殊要求進(jìn)行初配方的控制。煙葉化學(xué)成分在線 實(shí)時(shí)檢測(cè)的成功，解決了以往打葉復(fù)烤加工過程中缺乏內(nèi)在質(zhì)量控制指標(biāo)的不 足，為打葉復(fù)烤企業(yè)提高加工水平、更好地滿足巻煙加工企業(yè)的要求奠定了良 好的基礎(chǔ)。
2、 本發(fā)明采用AOTF近紅外光譜儀在線檢測(cè)煙葉化學(xué)成分與電腦自控系統(tǒng) 協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)了煙葉化學(xué)成分的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，并且AOTF近紅外光譜儀在 線檢測(cè)通過電腦自控系統(tǒng)與打葉復(fù)烤工藝設(shè)備相聯(lián)動(dòng)，形成了閉環(huán)控制，對(duì)在 線加工煙葉的內(nèi)在化學(xué)成分含量的變異系數(shù)CV值進(jìn)行閉環(huán)控制，彌補(bǔ)了目前打葉復(fù)烤企業(yè)對(duì)生產(chǎn)加工過程中內(nèi)在化學(xué)成分無法控制的不足。
3、 本發(fā)明在煙葉復(fù)烤后通過AOTF近紅外光譜儀與電腦控制系統(tǒng)的協(xié)同配 合，實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)檢測(cè)片煙的化學(xué)成分含量，根據(jù)傳送帶倒轉(zhuǎn)信號(hào)，判斷每 箱的數(shù)據(jù)并做平均處理后，將檢測(cè)到得的化學(xué)成分含量數(shù)據(jù)打印到標(biāo)簽上，直 接作為每箱片煙產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)，從而為煙葉醇化和巻煙配方提供了有力的數(shù)據(jù)參 考，使所有的工作都有較為準(zhǔn)確的化學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為依據(jù)。
4、 本發(fā)明將AOTF近紅外在線檢測(cè)技術(shù)成功應(yīng)用于煙葉打葉復(fù)烤工藝中， 不僅可以實(shí)時(shí)反映流水線上片煙的質(zhì)量狀況，更能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，實(shí)現(xiàn) 打葉復(fù)烤線的均質(zhì)化管理。通過在線檢測(cè)煙葉化學(xué)成分含量提供的在線檢測(cè)數(shù) 據(jù)，有利于企業(yè)指導(dǎo)生產(chǎn)、優(yōu)化工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效
、入ii。
四

圖1本發(fā)明均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法的工藝流程圖 圖2本發(fā)明復(fù)烤前近紅外在線檢測(cè)質(zhì)量控制方案示意圖 圖3本發(fā)明復(fù)烤后近紅外在線檢測(cè)質(zhì)量控制方案示意圖
五具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例僅為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。 實(shí)施例一 一種均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明采用的近紅外光譜儀是美國(guó)BRIMROSE公司生產(chǎn)的Luminar4030型 AOTF近紅外光譜分析儀。
復(fù)烤前近紅外光譜儀在線檢測(cè)時(shí)的有關(guān)參數(shù)為近紅外光譜儀的光譜范圍 為1100 2300nm，波長(zhǎng)增量為2.0nm，掃描平均次數(shù)為200，數(shù)據(jù)格式為透射 比，掃描模式為比率模式。復(fù)烤后近紅外光譜儀在線檢測(cè)時(shí)的有關(guān)參數(shù)為近紅外光譜儀的光譜范圍
為1100 2300nm，波長(zhǎng)增量為2.0nm，掃描平均次數(shù)為1000，數(shù)據(jù)格式為透射 比，掃描模式為比率模式。
近紅外在線檢測(cè)葉片的化學(xué)成分為煙堿、總糖、鉀和氯；每種化學(xué)成分的 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為煙堿的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值< 5%，總糖的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系 數(shù)CV值〈7M，鉀的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值〈5M，氯的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系 數(shù)CV值〈5%。
均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法的詳細(xì)步驟如下
參見附圖1均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法的工藝流程圖，將原料上部
煙葉進(jìn)行選葉選把，當(dāng)煙葉的含水率<17%或煙葉板結(jié)率〉5%時(shí)進(jìn)行真空回潮， 然后依次經(jīng)過擺把鋪葉、 一次潤(rùn)葉、定量喂料、二次潤(rùn)葉、打葉去梗工序，將 打葉去梗處理后的煙梗依次經(jīng)過定量喂料、煙梗復(fù)烤、煙梗篩分工序，最后將 篩分后的煙梗裝包貯存；將打葉去梗過程中產(chǎn)生的葉片進(jìn)行碎片篩分，得到的 碎片進(jìn)行定量喂料、碎片烘烤，最后將烘烤后的碎片裝包貯存；將打葉去梗、 碎片篩分后得到的葉片依次經(jīng)過近紅外在線實(shí)時(shí)檢測(cè)、慘配貯存葉、定量喂料、 葉片復(fù)烤、近紅外在線檢測(cè)，最后預(yù)壓打包貯存；其中
將打葉去梗、碎片篩分后得到的葉片進(jìn)行近紅外在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，近紅外在 線實(shí)時(shí)檢測(cè)的具體過程為將Luminar4030型AOTF近紅外光譜分析儀安裝在 復(fù)烤機(jī)前、打葉工序后，儲(chǔ)葉柜進(jìn)料傳送帶的正上方，近紅外光譜分析儀通過 屏蔽網(wǎng)線與電腦控制系統(tǒng)相連接，電腦控制系統(tǒng)與打葉復(fù)烤工藝中的設(shè)備相聯(lián) 動(dòng)，形成閉環(huán)控制(參見說明書附2)，傳送帶上煙葉葉片的流量為6000 9000kg/h時(shí)，近紅外光譜分析儀的光學(xué)窗口距離葉片葉面為3 6cm，傳送帶上 打葉處理過的葉片經(jīng)近紅外光譜儀實(shí)時(shí)掃描生成光譜，通過建立的化學(xué)成分與在線光譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在線檢測(cè)出葉片中化學(xué)成分煙堿、總糖、鉀和氯的
含量，根據(jù)檢測(cè)得到的四種化學(xué)成分含量，電腦系統(tǒng)利用SNAP32！軟件CV值 改進(jìn)版，計(jì)算出每種化學(xué)成分的變異系數(shù)CV值，根據(jù)設(shè)定好的葉片中四種化學(xué) 成分含量的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，判斷葉片中四種化學(xué)成分是否合格，葉片中四種化學(xué)成 分的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為煙堿的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV<5%，總糖的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異 系數(shù)CV<7%，鉀的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV<5%，氯的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù) CV<5%，如果出現(xiàn)一項(xiàng)或多項(xiàng)化學(xué)成分得檢測(cè)結(jié)果超出設(shè)定的變異系數(shù)值，則 該葉片不合格，電腦根據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)輸出4 20mA電流信號(hào)接入自控系統(tǒng)，自控 系統(tǒng)將會(huì)輸出自控信號(hào)使傳送帶做出反應(yīng)，將不合格葉片通過傳送帶自動(dòng)進(jìn)入 故障柜，故障柜中的葉片進(jìn)行橫向、縱向的均勻布料，然后經(jīng)混合、摻配處理 后再次被近紅外光譜儀檢測(cè)，經(jīng)在線檢測(cè)合格的葉片，傳送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)，葉片 進(jìn)入下一道工序；
葉片復(fù)烤后進(jìn)行近紅外在線檢測(cè)，具體操作過程為近紅外光譜儀安裝在 復(fù)烤機(jī)后出料的傳送帶上方，傳送帶上煙葉葉片的流量為6000 9000kg/h時(shí)， 近紅外光譜儀的光學(xué)窗口距離煙葉葉面為3 6cm，近紅外光譜儀與電腦控制系 統(tǒng)相連接，復(fù)烤后的葉片經(jīng)近紅外光譜儀實(shí)時(shí)掃描生成光譜，根據(jù)建立的化學(xué) 成分與在線光譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在線檢測(cè)出煙葉葉片中化學(xué)成分煙堿、總糖、 鉀和氯的含量，根據(jù)傳送帶的倒轉(zhuǎn)信號(hào)，判斷每箱中葉片的化學(xué)成分含量，將 其數(shù)據(jù)平均處理后通過打印系統(tǒng)打印到成品煙箱的標(biāo)簽上，作為裝箱后每箱產(chǎn) 品的化學(xué)指標(biāo)。
化學(xué)成分與在線光譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的建立詳見說明書第5-7頁。 實(shí)施例二與實(shí)施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于 原料為中部煙葉，傳送帶上煙葉葉片的流量為8000kg/h。同，相同之處不再敘述，不同之處在于:
原料為下部煙葉，傳送帶上煙葉葉片的流量為7000kg/h。
實(shí)施例四與實(shí)施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于-
原料為中部煙葉，傳送帶上煙葉葉片的流量為8000kg/h。
實(shí)施例五與實(shí)施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于:
原料為下部煙葉，傳送帶上煙葉葉片的流量為9000kg/h。
實(shí)施例六與實(shí)施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在于:
傳送帶上煙葉葉片的流量為6000kg/h。
權(quán)利要求
1、一種均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，所述打葉復(fù)烤新方法包括原料準(zhǔn)備工序、打葉工序、復(fù)烤工序和包裝，其特征在于a、在葉片復(fù)烤工序前增加利用近紅外光譜儀在線檢測(cè)煙葉葉片化學(xué)成分工序，具體操作過程如下將近紅外光譜儀安裝在復(fù)烤工序前、打葉工序后，儲(chǔ)葉柜進(jìn)料傳送帶的正上方，近紅外光譜儀與電腦控制系統(tǒng)相連接，電腦控制系統(tǒng)與打葉復(fù)烤工藝中的設(shè)備相聯(lián)動(dòng)，形成閉環(huán)控制，傳送帶上煙葉葉片的流量為6000～9000kg/h時(shí)，近紅外光譜儀的光學(xué)窗口距離葉片葉面為3～6cm，傳送帶上打葉處理過的葉片經(jīng)近紅外光譜儀實(shí)時(shí)掃描生成光譜，通過生成的光譜在線檢測(cè)出葉片的每種化學(xué)成分含量，電腦系統(tǒng)根據(jù)每種化學(xué)成分的含量計(jì)算出對(duì)應(yīng)的變異系數(shù)CV值，根據(jù)設(shè)定好的葉片中每種化學(xué)成分含量的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)判斷葉片是否合格，如果某項(xiàng)或多項(xiàng)化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果超出設(shè)定的變異系數(shù)值，則該葉片不合格，電腦自控系統(tǒng)將會(huì)輸出自控信號(hào)使傳送帶做出反應(yīng)，不合格葉片自動(dòng)進(jìn)入故障柜，故障柜中的葉片進(jìn)行處理后再次被近紅外光譜儀檢測(cè)，經(jīng)在線檢測(cè)合格的葉片，進(jìn)入下一道工序；b、在復(fù)烤工序后增加利用近紅外光譜儀在線檢測(cè)煙葉葉片化學(xué)成分工序，具體操作過程如下將近紅外光譜儀安裝在復(fù)烤機(jī)后出料的傳送帶上方，傳送帶上煙葉葉片的流量為6000～9000kg/h時(shí)，近紅外光譜儀的光學(xué)窗口距離葉片葉面為3～6cm，近紅外光譜儀與電腦控制系統(tǒng)相連接，復(fù)烤后的葉片經(jīng)近紅外光譜儀實(shí)時(shí)掃描生成光譜，根據(jù)建立的化學(xué)成分與在線光譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在線檢測(cè)出煙葉葉片的化學(xué)成分含量，根據(jù)傳送帶的倒轉(zhuǎn)信號(hào)，判斷每箱中葉片的化學(xué)成分含量，將每箱葉片化學(xué)含量的數(shù)據(jù)平均處理后打印到成品煙箱的標(biāo)簽上，作為裝箱后每箱產(chǎn)品的化學(xué)指標(biāo)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，其特征在于所述近紅外光譜儀采用美國(guó)BRIMROSE公司生產(chǎn)的Luminar4030型AOTF近紅外光譜分析儀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，其特征在于: 特征a中所述近紅外光譜儀的光譜范圍為1100 2300nm，波長(zhǎng)增量為2.0nm， 掃描平均次數(shù)為200，數(shù)據(jù)格式為透射比，掃描模式為比率模式。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，其特征在于 特征b中所述近紅外光譜儀的光譜范圍為1100 2300nm，波長(zhǎng)增量為2.0nm, 掃描平均次數(shù)為IOOO，數(shù)據(jù)格式為透射比，掃描模式為比率模式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，其特征在于 特征a中所述在線檢測(cè)煙葉葉片中的化學(xué)成分為煙堿、總糖、鉀和氯；每種化 學(xué)成分的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為煙堿的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值< 5%，總糖的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 為變異系數(shù)CV值〈7。/。，鉀的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為變異系數(shù)CV值〈5W,氯的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 為變異系數(shù)<^值<5%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，其特征在于: 特征a所述故障柜中的葉片進(jìn)行處理的過程為進(jìn)入故障柜中的葉片分別進(jìn)行橫 向、縱向的均勻布料，經(jīng)過混合、摻配后再次被近紅外光譜儀檢測(cè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，其特征在于: 特種b中所述在線檢測(cè)煙葉葉片的化學(xué)成分為煙堿、總糖、鉀和氯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種均值化生產(chǎn)控制型打葉復(fù)烤新方法，該方法包括原料準(zhǔn)備工序、打葉工序、復(fù)烤工序和包裝，其中在打葉復(fù)烤前和打葉復(fù)烤后分別增加近紅外在線檢測(cè)煙葉葉片化學(xué)成分含量工序，并且復(fù)烤前的近紅外光譜儀在線檢測(cè)與電腦控制系統(tǒng)協(xié)同配合，與打葉復(fù)烤工藝設(shè)備相聯(lián)動(dòng)，形成了閉環(huán)控制。本發(fā)明在葉片復(fù)烤前增加近紅外在線檢測(cè)工序，實(shí)現(xiàn)了打葉復(fù)烤線的均值化管理，解決了以往打葉復(fù)烤工藝中缺乏內(nèi)在質(zhì)量控制指標(biāo)的不足，為打葉復(fù)烤企業(yè)提高加工水平、更好地滿足卷煙加工企業(yè)的要求奠定了良好的基礎(chǔ)。復(fù)烤后增加近紅外在線檢測(cè)，使每箱產(chǎn)品都有化學(xué)成分含量數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)，為煙葉醇化和卷煙配方提供了有力的數(shù)據(jù)參考，使所有的工作都有較為準(zhǔn)確的化學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為依據(jù)。
文檔編號(hào)A24B5/00GK101564199SQ200910065040
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者付紅軍, 崔登科, 華 李, 杜閱光, 毛國(guó)強(qiáng), 袁紅星, 濤 賈, 鄒志民, 韓喜慶 申請(qǐng)人:天昌國(guó)際煙草有限公司