在線混絲均勻性監(jiān)控方法研究

王軍　紀(jì)朋

摘 要：該文以糖堿比為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以儲(chǔ)絲柜出口煙絲為混絲均勻度監(jiān)控點(diǎn)，以在線近紅外多功能水分儀為監(jiān)控手段，建立了在線混絲均勻性監(jiān)控方法。結(jié)果表明：利用近紅外模型可較好地預(yù)測(cè)建模樣品和在線煙絲中的總植物堿和總糖含量，利用實(shí)驗(yàn)室近紅外光譜儀和連續(xù)流動(dòng)分析儀對(duì)在線近紅外多功能水分儀進(jìn)行校正、對(duì)標(biāo)，保證了在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；以糖堿比為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以儲(chǔ)絲柜出口為在線混絲均勻性的監(jiān)控點(diǎn)位，當(dāng)混絲均勻度大于95%時(shí)，可滿足混絲均勻性的質(zhì)量要求。

關(guān)鍵詞：在線監(jiān)控；儲(chǔ)絲柜出口煙絲；混絲均勻性；糖堿比

中圖分類號(hào) TS452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）16-0113-02

1 前言

煙草化學(xué)成分繁多，行業(yè)內(nèi)提出許多表征煙草質(zhì)量的化學(xué)指標(biāo)，如糖堿比、氮堿比、施木克值等。各種文獻(xiàn)資料中引用最多的指標(biāo)是糖堿比，已有研究表明：糖堿比對(duì)各感官質(zhì)量指標(biāo)的影響較為明顯[1]。煙絲與梗絲間糖堿比差異顯著，可用于在線混絲均勻性的監(jiān)控指標(biāo)。利用在線近紅外多功能水分儀可以實(shí)現(xiàn)混絲總糖和總植物堿的實(shí)時(shí)監(jiān)控[2-3]，為在線混絲均勻性的評(píng)價(jià)提供了設(shè)備保障。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料 儲(chǔ)絲柜出口煙絲。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器 德國(guó)Bruker公司MATRIX-1型傅立葉近紅外光譜儀，內(nèi)置鍍金漫反射積分球，窗口2cm，直徑97mm的石英旋轉(zhuǎn)樣品杯。定量分析軟件為OPUS6.5軟件包；在線近紅外多功能水分儀：美國(guó)NDC公司。化學(xué)流動(dòng)分析儀，美國(guó)API公司。

2.3 方法

2.3.1 建模樣品和校正混絲樣品的制備 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室制備不同煙絲和梗絲比例的的建模樣品[4]及驗(yàn)證樣品，并選取在線已確認(rèn)混絲均勻的驗(yàn)證樣品。

2.3.2 建立總糖和總植物堿含量的預(yù)測(cè)模型 利用連續(xù)流動(dòng)法，對(duì)460個(gè)建模樣品中的總植物堿進(jìn)行測(cè)定，得到460個(gè)數(shù)據(jù)。利用近紅外光譜儀對(duì)這460個(gè)建模樣品進(jìn)行掃描，共得到460個(gè)近紅外光譜圖，如圖1所示。

將總植物堿作為一種成分，運(yùn)用近紅外光譜分析儀所配套的分析軟件建立數(shù)學(xué)模型。（1）對(duì)于樣品集設(shè)定組成成分為“總植物堿”；（2）用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定出的樣品中總植物堿的含量與相應(yīng)的光譜一一對(duì)應(yīng)，得到總植物堿的近紅外預(yù)測(cè)模型，同時(shí)應(yīng)用流動(dòng)分析儀數(shù)據(jù)校準(zhǔn)在線近紅外多功能水分儀總植物堿顯示值。

同樣方法得到總糖的近紅外預(yù)測(cè)模型，并校準(zhǔn)近紅外多功能水分儀總糖顯示值。

2.3.3 在線混絲均勻性監(jiān)控方法的校準(zhǔn) 正常生產(chǎn)時(shí)將在線近紅外多功能水分儀安裝在儲(chǔ)絲柜出口，以多功能水分儀顯示值為基礎(chǔ)，中控比較混絲均勻度得到糖堿比及波動(dòng)閾值，對(duì)每批次混絲均勻性進(jìn)行在線監(jiān)控。每周從儲(chǔ)絲柜出口取樣，自物料運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，等時(shí)間間隔取樣10次，取樣量為100g，以糖堿比作為指標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)室近紅外光譜儀，驗(yàn)證在線混絲均勻度的準(zhǔn)確性。每月從儲(chǔ)絲柜出口取樣，自物料運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，等時(shí)間間隔取樣10次，取樣量為100g，以糖堿比作為指標(biāo)，利用連續(xù)流動(dòng)分析儀，對(duì)實(shí)驗(yàn)室近紅外光譜儀和在線近紅外多功能水分儀的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。葉組配方發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)對(duì)模型進(jìn)行必要的驗(yàn)證，提高模型對(duì)在線混絲均勻性樣品預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.3.4 在線混絲均勻性監(jiān)控點(diǎn)位水分監(jiān)控 正常生產(chǎn)時(shí)將在線近紅外多功能水分儀安裝在儲(chǔ)絲柜出口，監(jiān)控采集多功能水分儀水分顯示值，與建模煙絲水分值一致（建模水分±1.0%）。

2.3.5 在線混絲均勻度測(cè)定 應(yīng)用以下公式計(jì)算得出在線混絲均勻度JYD：

3 結(jié)果與分析

進(jìn)行生產(chǎn)線的混絲均勻性實(shí)時(shí)監(jiān)控，中控?cái)?shù)據(jù)如表1所示，混絲均勻性控制線圖如圖2所示。混絲均勻度為98.35%，大于95%，表明混絲工序能力正常，混絲均勻度能夠滿足質(zhì)量要求，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性值得信賴。

4 結(jié)論

（1）利用近紅外模型可較好地預(yù)測(cè)建模樣品和在線煙絲中的總植物堿和總糖含量，利用實(shí)驗(yàn)室近紅外光譜儀和連續(xù)流動(dòng)分析儀對(duì)在線近紅外多功能水分儀進(jìn)行校正、對(duì)標(biāo)，保證了在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）以糖堿比為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以儲(chǔ)絲柜出口為在線混絲均勻性的監(jiān)控點(diǎn)位，當(dāng)混絲均勻度大于95%時(shí)，可滿足混絲均勻性的質(zhì)量要求。

參考文獻(xiàn)

[1]李洪勛，潘文杰，李建偉，等.烤煙內(nèi)在化學(xué)成分含量與感官評(píng)吸指標(biāo)的關(guān)系分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（8）：1836-1841.

[2]張燕，彭黔榮.近紅外光譜定性分析方法在煙草行業(yè)中的應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，13（6）：150-152.

[3]張建平.煙草化學(xué)成分的近紅外快速定量分析研究[J].煙草科技，1999（3）：37-38.

[4]王芳.近紅外光譜與卷煙樣品常規(guī)成分的關(guān)系模型研究[J].煙草科技，2002（5）：23-25.

（責(zé)編：張宏民）