傅立叶变换近红外光谱仪在烟草制丝线上的应用

用在线傅立叶变换近红外光谱仪采集制丝线上的烟丝光谱,建立了在线烟丝含水率、总植物碱、总糖和总氮的数学模型。利用这些模型可以快速、准确地预测生产线上烟丝的常规化学成分含量。含水率、总植物碱、总糖和总氮的预测值与化学方法实测值的平均相对误差分别为1.1%、1.9%、2.1%和1.7%,表明应用在线傅立叶近红外光谱仪能够对制丝线上烟丝的化学成分进行快速检测和在线监控。     

水分、温度和检测光程对在线近红外光谱法测定结果的影响

为提高在线近红外(NIR)光谱仪在制丝线测定烟丝样品常规化学成分的准确度,在实验室模拟在线采集了烟丝样品不同含水率和温度条件下的近红外吸收光谱图,以及不同检测光程下同一个烟丝样品的近红外吸收光谱图,用数学模型预测了烟丝样品不同含水率、温度及不同检测光程下烟丝样品的烟碱和总糖值,并将预测值和化学实测值进行了对比分析.结果表明:①在实验范围内,随着烟丝样品含水率、温度的升高及检测光程的减小,在线NIR测定结果的相对误差有增大的趋势;②在线NIR光谱仪检测烟丝样品的最佳条件:含水率为12％～13％,温度为25～30℃,检测光程为16～20 cm.     

烤烟物理特性与化学成分的典型相关分析

为探索烤烟物理特性与化学成分的关系,检测了92种河南烤烟样品的6项物理指标和7项常规化学成分,并进行了简单相关分析和典型相关分析.结果表明:1)填充值与总糖、还原糖呈极显著负相关,与总氮、氯呈极显著或显著正相关;叶片厚度与总植物碱、总氮、氯呈极显著正相关,与总糖、还原糖呈极显著负相关;叶面密度与总植物碱、总氮呈极显著正相关,与总糖、还原糖呈极显著负相关;阴燃时间与还原糖、氯呈极显著或显著负相关;抗张强度与总植物碱、总氮、氯呈极显著或显著负相关,与总糖呈极显著正相关;平衡含水率与总糖、还原糖呈极显著正相关,与总植物碱呈极显著负相关.典型相关分析结果与简单相关分析基本一致,相关性显著的3对典型变量间的典型相关系数分别为0.817,0.538,0.524.2)影响烤烟物理特性的常规化学成分主要有总植物碱、总糖、还原糖、总氮和氯,钾和淀粉的影响较小.     

烤烟化学成分与平衡含水率的关系

为研究烤烟化学成分与含水率的关系,测定了63种不同产地烤烟烟叶样品的化学成分(总糖、还原糖、总植物碱、氯、钾、淀粉、总氮、石油醚提取物、蛋白质)和平衡含水率,并采用主成分分析法(PCA)将上述多个具有共线性的化学成分转化成2个相互独立的主成分,以主成分与平衡含水率进行了相关分析。结果表明:烤烟总糖、还原糖含量越高,其平衡含水率越大;其他几种化学成分对含水率的影响权重值较小。     

烤烟上部叶片质量指标间的相关性研究

为了明确烤烟上部叶片质量评价指标间的相关关系,以全国8个主产烟区122份B2F烟叶样品为材料,对样品的外观质量、物理特性、化学成分、感官质量进行相关分析。结果表明,烟叶总糖、还原糖与身份、平衡含水率呈极显著正相关,与成熟度、含梗率、叶片厚度呈极显著负相关;总植物碱、总氮与成熟度、含梗率呈极显著正相关,与身份呈极显著负相关;烟叶感官质量各个指标与平衡含水率、总糖、还原糖呈极显著正相关,与总植物碱、总氮呈极显著负相关。研究认为,烟叶成熟度、身份、叶片厚度、含梗率、平衡含水率与化学成分的关系较为密切,烟叶化学成分对感官质量有明显的影响。     

改进的蒙特卡洛方法用于烟丝近红外光谱定量分析中奇异样本的识别

【目的】提高烟草及烟草制品的化学成分近红外光谱定量分析校正模型的准确性。【方法】通过改进蒙特卡洛奇异样本检测方法构建不同的定量模型，获得正常样本和可疑样本的预测误差分布，依据分布间的差异识别正常样本与奇异样本。【结果】改进后的烟丝中化学成分的近红外光谱定量分析模型的相关系数和校正均方根误差得到明显提高和改善；总植物碱、总糖、还原糖、总氮、钾和氯的含量模型的预测均方根误差（RMSEP）分别由0.061%、0.799%、0.926%、0.054%、0.115%、0.076%降低到0.059%、0.786%、0.817%、0.048%、0.107%、0.058%；模型稳健性的评价参数SEP/SEC的值均小于1.2。【结论】该方法剔除奇异样本后所得模型具有较好的稳健性。     

短小芽孢杆菌改善烟叶品质的研究

从烤烟叶面上分离筛选得到一株短小芽孢杆菌Van35(Bacillus pumilus Van35),将其菌剂喷施于烟丝,在45℃,60%温湿度条件下发酵21d.测定了烟丝的总糖、还原糖、钾、纤维素、蛋白质、总氮和烟碱含量.结果表明,处理后的烟丝中总糖、还原糖和钾含量升高, 纤维素、蛋白质、总氮和烟碱含量均有所下降.菌剂Van35处理后,烟叶的糖氮比、糖碱比和氮碱比均有提高,化学成分比例更加协调.利用短小芽孢杆菌Van35处理后的烟叶样品, 具有明显提调烟香、细腻醇和烟气、降低刺激性、掩盖杂气和改善卷烟吸味的效果.     

恩施烟区烤烟主要化学成分适宜指标研究

对恩施烟区2008和2009年烤烟中部烟叶主要化学成分进行了分析,发现烤烟质量适宜范围指标年度间整体上相差不大,建议质量指标平均范围为:还原糖27.20%～30.54%,总糖32.03%～36.30%,总植物碱2.20%～2.76%,总氮1.66%～1.99%,两糖差3.73%～6.88%,还原糖碱比10.29～13.35,总糖碱比12.12～15.88,两糖比0.81～0.89,总糖氮比16.46～21.48,还原糖氮比14.09～17.93;与贵州、山东和云南省中部烟叶相比,恩施烟区中部烟叶化学成分及比值处于中等水平,且还原糖、总糖、总植物碱含量及两糖差、还原糖碱比和两糖比均接近于云南省烟叶。整体上,恩施烟区烤烟中部烟叶化学成分及比值比较协调,满足优质烟叶的要求。     

对流干燥对烟丝表面温度及理化特性的影响

利用烟丝热风干燥装置,考察不同热风温度(70,80,90,100,110,120℃)下烟丝含水率、表面温度的变化规律,建立叶丝表面温度随含水率变化的传热传质模型,提出烟丝干燥过程中受热程度表征方法,并将干燥后(湿基含水率12.5%)烟丝理化特性的变化与烟丝的特征温度进行了相关性分析。结果表明:(1)建立的传热传质模型可以较好地反映对流干燥过程中烟丝表面温度随含水率的变化规律;(2)烟丝中碱性香味成分、酸性香味成分、香味总量、填充值与烟丝特征温度之间均达到了极显著关系,中性香味成分、氯元素的含量与特征温度之间达到了显著关系,试验范围内总植物碱、总糖、还原糖与特征温度之间关系不显著。     

遵义烟区上部烟叶化学成分与感官评吸的相关性

为明确遵义烟叶化学成分对感官评吸质量的影响,根据取样代表性原则,在遵义10县(市)采集上部烟叶样品68份,对样品进行感官质量评价和化学成分检测。简单相关分析结果表明,评吸质量与总糖、还原糖、淀粉、糖碱比、钾氯比、施木克值、糖氮比呈显著正相关,与总植物碱、总氮、氯、挥发碱呈显著负相关。典型相关分析结果反映了总糖、还原糖、糖碱比、糖氮比与香气质、余味、杂气、刺激性得分、评吸总分的正相关性;总植物碱、总氮、挥发碱与香气质、余味、杂气、刺激性得分、评吸总分的负相关性;钾、钾氯比与香气量、余味得分的正相关性,氯与香气量、余味得分的负相关性。通径分析结果表明,总糖、总植物碱、糖氮比、氮碱比对香气质、香气量和余味均有较大的正向直接效应,总氮、糖碱比、施木克值对各评吸指标均有较大的负向直接效应。综上所述,在一定范围内适当提高遵义上部烟叶糖组分含量、降低含氮化合物含量将有利于提高烤烟的评吸质量。     

烘丝感官质量的模糊控制

为提高在线烘丝过程烟丝感官质量稳定性的控制水平,采用语言项代表值法和模糊控制图技术对烘丝过程烟丝的感官质量控制进行了试验。结果表明:应用语言项代表值法和模糊控制图技术能够发现烘丝过程中烟丝感官质量出现的异常波动,进而对该批投料的感官质量稳定性做出评判。当生产过程处于稳定状态且批次间的物料组分高度一致时,可将分析用控制图转化为管理用控制图,并与工艺参数结合为一个完整的系统,用于对烘丝过程进行控制和调整。     

卷烟燃烧灰分形成机制研究

为揭示卷烟燃烧灰分形成机制,采用色差仪、扫描电镜、能量色散X射线谱仪和红外光谱仪等表征卷烟燃烧灰分不同区域以及不同燃烧热解模拟条件下烟丝和卷烟纸残留物的外观、微观形貌、元素分布及化学组成.结果表明:①卷烟燃烧灰分不同区域外观特征呈多样性.②卷烟燃烧过程中,卷烟纸先发生纤维素降解碳化,颜色由白变黑,随后焦炭燃烧,颜色由深...     

烤烟烟丝填充值与其理化指标和感官品质的关系

为明确宣威烤烟烟丝填充值与其烟叶理化指标及感官品质的关系, 选择云南宣威中部初烤烟叶140份, 综合应用相关、回归、方差及通径分析, 研究了烟叶主要理化指标对烟丝填充值的影响及填充值与烟气质量风格的关系。结果表明, 平衡水分、叶面密度以及总糖、淀粉、莨菪亭含量与烟丝填充值逐步回归最优方程的决定系数达88%, 其中, 平衡水分对烟丝填充值影响最大, 其次是总糖含量。在平衡水分、总糖含量较低的情况下, 烟丝填充值随二者含量升高呈显著降低趋势;平衡水分、总糖含量分别大于16%、31%, 烟丝填充值随二者含量的变化不显著。填充值大于3.5 cm³/g, 烟气劲头极显著升高, 烟气清香型风格典型性以及感官质量总分极显著降低。     

叶丝滚筒干燥过程中化学成分的动态变化特征研究

利用批处理式滚筒干燥试验装置,以两种烤烟、一种白肋烟为原料,研究了叶丝滚筒干燥过程中含水率、总植物碱、还原糖、总糖、石油醚提取物等含量随干燥处理时间的动态变化特征,同时对比分析了滚筒壁温对上述指标变化特征的影响。结果表明:①叶丝干燥过程含水率的变化规律符合菲克第二定律,实验所用烤烟的传质有效扩散系数(De)均小于白肋烟。滚筒壁温升高,3种叶丝De值均增大,但上部叶De值的变化较中部叶小;②随干燥时间延长,总植物碱和还原糖含量均呈近似线性下降,随滚筒壁温升高,其下降速率增大;③总糖含量除在160℃干燥结束阶段急剧下降外,整体变化规律不明显;④石油醚提取物含量在不同条件下均有相似的变化规律,其含量随干燥过程的进行呈先升高后降低的趋势,峰值区间均在含水率为8%~2.5%时。     

卷烟劲头与其烟丝、烟气主要化学成分的相关性

测定了33种成品卷烟及17种单料烤烟烟丝的pH值、总挥发碱、总烟碱、游离烟碱、总氮和还原糖及其烟气总粒相物、总粒相物pH值、焦油、烟碱、游离烟碱和含水率,评价了其劲头,并将其劲头与其常规化学指标进行了灰色关联分析。结果发现,烟丝及烟气中的总烟碱是影响卷烟劲头的主要因素,游离烟碱是次要因素。     

HXD前后烟丝中烟碱及部分香味成分的变化

为研究卷烟加工过程中烟草化学成分的变化,采用同时蒸馏萃取结合气相色谱及气质联用技术,对两种牌号烟丝在HXD前后的酸性、碱性和中性香味成分进行了分析。采用内标法定量测定了烟丝中吡啶、吲哚等17种碱性香味成分;二氢大马酮、芳樟醇等18种中性香味成分;2-甲基戊酸、苯甲酸等12种酸性香味成分;采用溶剂萃取法对HXD前后烟丝样品中游离烟碱的变化进行了研究。结果表明,HXD工序对烟草总生物碱和游离生物碱的影响显著,总生物碱降低近16%,游离生物碱降低近30%;碱性香味成分总量和中性香味的酮类化合物呈下降趋势,而中性香味成分中的醇类化合物及酸性成分的总含量呈明显升高趋势。其中,酸性香味成分的变化最为显著,含量均大幅提高,增幅分别达18%和31%。     

基于NIR-PCA-SVM联用技术的烤烟烟叶产地模式识别

为了更准确地对烟叶样品进行产地模式识别,检测了云南、河南、安徽、福建、贵州、吉林6省2010年生产的402个初烤烟叶样品的总糖、还原糖、总氮、烟碱、总氯、总钾含量,同时进行了近红外( NIR)光谱扫描,利用主成分分析( PCA)法和支持向量机算法(SVM)建立了烟叶产地模式识别模型,并对云南、河南、安徽、福建、贵州、吉...     

装箱密度对异地配送烟丝质量的影响

为确定合适的异地供丝装箱密度,测试分析了不同条件下配方烟丝及其组分的堆积密度和沉积密度,并对比跟踪了不同装箱密度条件下烟丝质量和卷制质量变化。结果表明:①在装箱烟丝密度小于振实沉积密度时,对异地供丝的配方烟丝填充值和弹性影响较小。②随着装箱密度的增加,配送前后烟丝的含水率变化值整体呈减小趋势,填充值变化值整体呈增大趋势,整丝率和碎丝率变化值呈先减小后增大趋势;卷烟的烟支端部落丝量呈先降低后增加趋势,含末率整体呈增加趋势,感官质量一致性有所提升。③烟丝在配送过程会产生下陷,质量指标和消耗变化较大的拐点多在振实沉积密度处,为统筹异地供丝质量和成本,装箱密度不宜超过烟丝振实沉积密度。