在线混丝均匀性监控方法研究

王军　纪朋

摘 要：该文以糖碱比为评价指标，以储丝柜出口烟丝为混丝均匀度监控点，以在线近红外多功能水分仪为监控手段，建立了在线混丝均匀性监控方法。结果表明：利用近红外模型可较好地预测建模样品和在线烟丝中的总植物碱和总糖含量，利用实验室近红外光谱仪和连续流动分析仪对在线近红外多功能水分仪进行校正、对标，保证了在线监控数据的准确性；以糖碱比为评价指标，以储丝柜出口为在线混丝均匀性的监控点位，当混丝均匀度大于95%时，可满足混丝均匀性的质量要求。

关键词：在线监控；储丝柜出口烟丝；混丝均匀性；糖碱比

中图分类号 TS452 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）16-0113-02

1 前言

烟草化学成分繁多，行业内提出许多表征烟草质量的化学指标，如糖碱比、氮碱比、施木克值等。各种文献资料中引用最多的指标是糖碱比，已有研究表明：糖碱比对各感官质量指标的影响较为明显[1]。烟丝与梗丝间糖碱比差异显著，可用于在线混丝均匀性的监控指标。利用在线近红外多功能水分仪可以实现混丝总糖和总植物碱的实时监控[2-3]，为在线混丝均匀性的评价提供了设备保障。

2 材料与方法

2.1 实验材料 储丝柜出口烟丝。

2.2 实验仪器 德国Bruker公司MATRIX-1型傅立叶近红外光谱仪，内置镀金漫反射积分球，窗口2cm，直径97mm的石英旋转样品杯。定量分析软件为OPUS6.5软件包；在线近红外多功能水分仪：美国NDC公司。化学流动分析仪，美国API公司。

2.3 方法

2.3.1 建模样品和校正混丝样品的制备 通过实验室制备不同烟丝和梗丝比例的的建模样品[4]及验证样品，并选取在线已确认混丝均匀的验证样品。

2.3.2 建立总糖和总植物碱含量的预测模型 利用连续流动法，对460个建模样品中的总植物碱进行测定，得到460个数据。利用近红外光谱仪对这460个建模样品进行扫描，共得到460个近红外光谱图，如图1所示。

将总植物碱作为一种成分，运用近红外光谱分析仪所配套的分析软件建立数学模型。（1）对于样品集设定组成成分为“总植物碱”；（2）用连续流动分析仪测定出的样品中总植物碱的含量与相应的光谱一一对应，得到总植物碱的近红外预测模型，同时应用流动分析仪数据校准在线近红外多功能水分仪总植物碱显示值。

同样方法得到总糖的近红外预测模型，并校准近红外多功能水分仪总糖显示值。

2.3.3 在线混丝均匀性监控方法的校准 正常生产时将在线近红外多功能水分仪安装在储丝柜出口，以多功能水分仪显示值为基础，中控比较混丝均匀度得到糖碱比及波动阈值，对每批次混丝均匀性进行在线监控。每周从储丝柜出口取样，自物料运行稳定时，等时间间隔取样10次，取样量为100g，以糖碱比作为指标，利用实验室近红外光谱仪，验证在线混丝均匀度的准确性。每月从储丝柜出口取样，自物料运行稳定时，等时间间隔取样10次，取样量为100g，以糖碱比作为指标，利用连续流动分析仪，对实验室近红外光谱仪和在线近红外多功能水分仪的测定结果进行验证。叶组配方发生变化时，应对模型进行必要的验证，提高模型对在线混丝均匀性样品预测的准确性。

2.3.4 在线混丝均匀性监控点位水分监控 正常生产时将在线近红外多功能水分仪安装在储丝柜出口，监控采集多功能水分仪水分显示值，与建模烟丝水分值一致（建模水分±1.0%）。

2.3.5 在线混丝均匀度测定 应用以下公式计算得出在线混丝均匀度JYD：

3 结果与分析

进行生产线的混丝均匀性实时监控，中控数据如表1所示，混丝均匀性控制线图如图2所示。混丝均匀度为98.35%，大于95%，表明混丝工序能力正常，混丝均匀度能够满足质量要求，产品质量的稳定性和一致性值得信赖。

4 结论

（1）利用近红外模型可较好地预测建模样品和在线烟丝中的总植物碱和总糖含量，利用实验室近红外光谱仪和连续流动分析仪对在线近红外多功能水分仪进行校正、对标，保证了在线监控数据的准确性。

（2）以糖碱比为评价指标，以储丝柜出口为在线混丝均匀性的监控点位，当混丝均匀度大于95%时，可满足混丝均匀性的质量要求。

参考文献

[1]李洪勋，潘文杰，李建伟，等.烤烟内在化学成分含量与感官评吸指标的关系分析[J].湖北农业科学，2013，52（8）：1836-1841.

[2]张燕，彭黔荣.近红外光谱定性分析方法在烟草行业中的应用[J].河北农业科学，2009，13（6）：150-152.

[3]张建平.烟草化学成分的近红外快速定量分析研究[J].烟草科技，1999（3）：37-38.

[4]王芳.近红外光谱与卷烟样品常规成分的关系模型研究[J].烟草科技，2002（5）：23-25.

（责编：张宏民）