CN102640983A - 一种烟叶分段打叶复烤的分切方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟叶分段打叶复烤的分切方法。根据烟叶长度，采用0.618黄金分割法从叶基到叶尖将其分切成11～20段，分别在40～45℃条件下烘干粉碎后过60目筛制成样品，在波长4000～10000cm条件下进行近红外扫描，得到近红外图谱；对近红外图谱数据求二阶导数后进行平滑处理，选择4000～7600cm谱区，采用PCA-MD法进行聚类分析；根据各段样品近红外光谱信息的相似程度并结合生产实际，最终确定分段打叶复烤原料的分切尺寸。该方法具有操作简单、客观、快速和准确等特点。

Description

一种烟叶分段打叶复烤的分切方法
技术领域
本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种烟叶分段打叶复烤时分切烟叶的方法。
背景技术
目前，烟草行业打叶复烤大多采用全叶打叶复烤工艺，相对于挂杆复烤，对提升打叶复烤质量和企业经济效益起到积极的促进作用，但随着行业品牌结构不断提升，高端卷烟品牌规模不断做大，原料的结构性矛盾越发突显。基于此，部分企业为拓宽高端卷烟品牌的原料选择范围，满足其对高档卷烟原料的需求，提出了分段打叶复烤的加工理念。专利CN101077213A和专利CN101181093分别提出了将烟叶分为叶基段、叶中段和叶尖段，并实行分段加工，但缺乏合理的分切依据及方法；专利CN102279246A提出了一种烟叶分切的判定方法，但该方法仅仅依靠常规化学成分指标和感官质量总分作为烟叶分切的判定因素，依据过于单一，且感官质量往往易受人和环境因素的影响。为此，如何综合烟叶内在质量和机械加工性能等特征信息的分布规律，从整体上建立一种科学、便捷的烟叶分切方法，对提高打叶复烤质量和烟叶综合利用价值具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种烟叶分段打叶复烤时分切烟叶的方法，以提高分切的科学性、合理性、优化分切效率。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
一种烟叶分段打叶复烤的分切方法，包括以下步骤：
(1)采用黄金分割法将初烤烟叶样品分切成11～20段；
(2)将各段烟叶样品在40～45℃条件下烘干粉碎过60目筛，在波长4000～10000cm条件下进行近红外扫描，得到近红外图谱；
(3)对近红外图谱数据求二阶导数后进行平滑处理，选择4000～7600cm谱区，采用PCA-MD法进行聚类分析；
(4)根据各段样品近红外光谱信息的相似程度，并结合生产实际确定烟叶原料的分切尺寸，将烟叶分切成2～3段分别进行打叶复烤。
步骤(1)中，所述的黄金分割法具体为：根据初烤烟叶原料长度，以其主脉长度为基准乘以0.618将其分切成两段，再以各自主脉长度为基准乘以0.618后分切成两段，照此方法连续分切，将烟叶分切成11～20段，各段宽度在2～6cm范围内。
步骤(3)中，对步骤(2)所得近红外光谱数据采用标准化和二阶导数+Norris滤波器(7，5)对其进行数据预处理，提取4000～7600cm谱段，采用主成分分析法进行特征抽提，将样品光谱数据转化为主成分指标，再根据样品主成分指标两两空间分布及样品的聚类情况来确定分段打叶复烤的分切依据。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
(1)依据烟叶自身的生长规律，采用0.618黄金分割法对烟叶进行分切，分切设计科学、合理，并减少了分切次数；
(2)采用近红外仪可实现烟叶多组分品质信息同时测定，且运用PCA-MD方法聚类，所得分切依据客观、可靠，同时该方法快速、简单，可操作性强。
附图说明
图1为K326C3F分切后各段的近红外图谱；
图2为K326C3F分切后各段的主成分分析图；
图3为红大C3F分切后各段的近红外图谱；
图4为红大C3F分切后各段的主成分分析图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不以任何方式对本发明加以限制。
实施例1
从复烤整理车间随机挑选K326品种C3F等级烟叶5Kg，通过测量，烟叶长度在57～60cm范围内，以其主脉长度为基准，采用0.618黄金分割法分切成11段，每段样品在40～45℃条件下烘干、粉碎，过60目筛后制成样品。制备的样品通过Nicolet Antaris型傅里叶变换近红外光谱仪上进行扫描，光谱分辨率4cm，扫描范围4000～10000cm，扫描次数72次，扫描时即时除去水分和CO2的背景干扰。经采用近红外光谱仪自带的TQ analyst 7.0定量分析软件采集及处理近红外光谱，得到K326 C3F各段烟样的近红外光谱图(图1)。
针对图1的光谱，采用标准化和二阶导数+Norris滤波器(7，5)对其进行数据预处理，提取4000～7600cm-1谱段，采用PCA-MD进行聚类分析，将样品光谱数据转化为其在三个主成分指标上的得分，进而计算样品在各个主成分指标上的马氏距离，观察样品第一、二主成分距离数据的二维空间分布情况(图2)。由图2可以看出，在以PC1和PC2为横、纵轴的图谱中，K326C3F烟叶不同段在主成分1和主成分2的得分分布是成簇聚集的，且能明显分为三段。由于叶基含叶片较少，因此以1、2、3为一段，4、5为一段，6、7、8、9、10、11为一段，作为打叶复烤实际分切时的尺寸。
实施例2
从复烤整理车间随机挑选红大品种C3F等级烟叶5Kg，通过测量，烟叶长度在63～65cm范围内，以其主脉长度为基准，采用0.618黄金分割法分切成11段，每段样品在40～45℃条件下烘干、粉碎，过60目筛后制成样品。制备的样品通过Nicolet Antaris型傅里叶变换近红外光谱仪上进行扫描，光谱分辨率4cm，扫描范围4000～10000cm，扫描次数72次，扫描时即时除去水分和CO2的背景干扰。经采用近红外光谱仪自带的TQ analyst 7.0定量分析软件采集及处理近红外光谱，得到红大C3F各段烟样的近红外光谱图(图3)。
针对图3的光谱，采用标准化和二阶导数+Norris滤波器(7，5)对其进行数据预处理，提取4000～7600cm谱段，采用PCA-MD进行聚类分析，将样品光谱数据转化为其在三个主成分指标上的得分，进而计算样品在各个主成分指标上的马氏距离，观察样品第一、二主成分距离数据的二维空间分布情况(图4)。由图4可以看出，在以PC1和PC2为横、纵轴的图谱中，红大C 3F烟叶不同段在主成分1和主成分2的得分分布是成簇聚集的，且能明显分为三段。由于叶基含叶片较少，因此以1、2、3、4为一段，5、6、7、8为一段，9、10、11为一段，作为打叶复烤实际分切时的尺寸。

Claims (3)

1.一种烟叶分段打叶复烤的分切方法，包括以下步骤：
(1)采用黄金分割法将初烤烟叶样品分切成11～20段；
(2)将各段烟叶样品在40～45℃条件下烘干粉碎过60目筛，在波长4000～10000cm条件下进行近红外扫描，得到近红外图谱；
(3)对近红外图谱数据求二阶导数后进行平滑处理，选择4000～7600cm谱区，采用PCA-MD法进行聚类分析；
(4)根据各段样品近红外光谱信息的相似程度，并结合生成实际确定烟叶原料的分切尺寸，将烟叶分切成2～3段分别进行打叶复烤。
2.根据权利要求1所述的烟叶分段打叶复烤的分切方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的黄金分割法具体为：根据初烤烟叶原料长度，以其主脉长度为基准乘以0.618将其分切成两段，再以各自主脉长度为基准乘以0.618后分切成两段，照此方法连续分切，将烟叶分切成11～20段，各段宽度在2～6cm范围内。
3.根据权利要求1所述的烟叶分段打叶复烤的分切方法，其特征在于：步骤(3)中，对步骤(2)所得近红外光谱数据采用标准化和二阶导数+Norris滤波器(7，5)对其进行数据预处理，提取4000～7600cm谱段，采用主成分分析法进行特征抽提，将样品光谱数据转化为主成分指标，再根据样品主成分指标两两空间分布及样品的聚类情况来确定分段打叶复烤的分切依据。
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