基于全谱段分子光谱的卷烟烟丝质量趋势分析方法

摘要

本发明公开了一种基于全谱段分子光谱的卷烟烟丝质量趋势分析方法。取同一牌号的20支卷烟样品，除去滤嘴，剥离卷烟纸、接装纸和水松纸，仅留存烟丝。采集其近红外光谱数据、图像及光谱数据、紫外光谱数据、拉曼光谱数据，再应用SIMCA-p11.5+数据处理软件对所采集到的烟丝的全谱段光谱进行处理。该方法简便易行，分析过程快速，计算结果准确，可有效克服传统方法信息来源不够全面、信息采集方式不够便捷的缺陷。可以实现批量、在线操作，与工艺密切接轨。信息采集方法的重复性和稳定性均较好。有助于有效的服务卷烟企业的生产，为保障卷烟烟丝质量，及工艺生产的稳定性提供有利的技术支撑。

主权项

一种基于全谱段分子光谱的卷烟烟丝质量趋势分析方法，包括以下步骤：(1)烟丝样品的制备：采用经典取样方法取同一牌号的20支卷烟，除去滤嘴，剥离卷烟纸、接装纸和水松纸，仅留存烟丝作为样品；(2)样品近红外光谱的采集：配置Nicolet ANTARIS Near‑IR Analyzer近红外光谱仪，带积分球漫反射附件，可旋转样品杯，Result Operation近红外光谱仪操作软件；采集前，开机预热，取步骤(1)样品5g预平衡24h后置于样品杯中，采集样品的近红外漫反射光谱数据，波长范围：780‑2500nm；每个样品进行5次重复数据采集，并将所采集的数据存入计算机；(3)样品工业机器视觉识别可见光谱的采集：配置带有CCD照相机的工业机器视觉应用系统，带光源，镜头，图像处理单元，图像处理软件，监视器和通讯/输入输出单元；取步骤(1)样品5g预平衡24h后，置于应用系统中的CCD照相机下，采集图像及光谱数据，波长范围：400‑780nm；每个样品进行5次重复数据采集，并将所采集的数据存入计算机；(4)样品紫外光谱的采集：配置岛津UV 2550紫外可见分光光度计，取步骤(1)样品加入萃取剂，在室温下超声萃取并静置，用水相滤膜过滤，取滤液装入色谱瓶，用移液枪加入分散剂，振匀后装入比色皿中，置于岛津UV 2550紫外可见分光光度计上进行测试，波长范围：190‑400nm；每个样品进行5次重复数据采集，并将所采集的数据存入计算机；(5)样品拉曼光谱的采集，配置美国Thermo scientific公司DRX智能激光拉曼光谱仪，取步骤(1)样品加入萃取剂，在室温下超声萃取并静置，用水相滤膜过滤，取滤液装入色谱瓶，用移液枪加入分散剂，将色谱瓶平置于平板式通用样品架上，然后采集样品的拉曼光谱，波长范围：2500‑10000nm；每个样品进行5次重复数据采集，并将所采集的数据存入计算机；(6)应用SIMCA‑p11.5+数据处理软件对所采集到的烟丝全谱段光谱数据，即190～10000nm的光谱数据进行处理：光谱数据经平滑处理后进行主成分分析，建立基于全谱段光谱的主成分类模型；提取所建立的主成分类模型中每个样品对应的Hotelling T²统计量，确定统计量分布的95％置信限和99％置信限，并将95％置信限作为质量监测控制图中的质量预警线，99％置信限作为质量控制线，即当测试样品的Hotelling T²统计量数值低于95％置信限范围时，认为是正常的波动；当Hotelling T²统计量数值高于95％而低于99％置信限范围时，认为样品质量出现预警；当Hotelling T²统计量数值高于99％置信限范围时，认为样品质量异常。