CN103844344B - 一种调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的方法，所述的方法是采用在线近红外技术对打叶复烤后获得的成品片烟的化学成分进行检测，然后依据检测到的化学成分的化学值对成品片烟进行分类。本发明的这种方法能够对片烟原料中各化学成分的含量进行大规模的统计和分类，从而达到调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的效果；这种方法使用方便，易于在线生产的管理，实现了不同批次产品的质量均匀一致。

Description

一种调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的方法及其应用

技术领域

本发明涉及烟草生产领域，尤其涉及一种用于控制不同批次卷烟烟丝质量均匀性的调控方法。

背景技术

卷烟产品的配方是稳定的，但组成配方的具体烟叶原料的属性仍是农产品，同一等级不同加工批次的内在化学成分质量存在着不同程度的波动，因此卷烟制丝批次间化学成分均匀性的控制关键还是依靠原料质量的均匀性。随着单一卷烟品牌的规模不断增加，配方所需要的原料组成愈发复杂，配方中单一等级原料的体量不断增加，在目前的技术条件下对于如此大规模的单一等级的质量控制还难以做到均匀稳定，这就直接导致了卷烟制丝生产时不同批次间的质量波动异常。波动幅度一大难免造成卷烟烟气指标的超限，这种超限引起的质量问题通过现有的制丝工艺较难消除。

如何便捷全面地获取同一等级不同加工批次中各箱成品烟叶原料的主要化学成分，利用该些化学成分并依据产品配方标准，在生产投料制丝配方中进行批次间的关键化学成分质量均匀性控制，最终达到不同批次产品的质量均匀一致，一直是卷烟企业希望突破的技术难题。行业内外可供借鉴的相关技术研究成果和文献报道均较难找到。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的方法，这种方法使用方便，易于管理，实现了不同批次产品的质量均匀一致。

为了实现上述目的及其它目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的方法，所述的方法是采用在线近红外技术对打叶复烤后获得的成品片烟的化学成分进行检测，然后依据检测到的化学成分的化学值对成品片烟进行分类。在卷烟生产时依据不同的分类拟合出符合企业配方要求和化学成分目标值要求的各生产批次的产品投料配方，然后投料，加工制成烟丝。

具体地，使用成品片烟制丝时，按照配方的化学成分目标值进行投料生产。

在烟草行业中，打叶复烤过程主要是完成由烟叶原料到合格片烟和烟梗的转变，通过打叶复烤中不同工序的作用，使烟叶原料完成了多种多样的变化，包括温湿度、形状、物化特性、感官质量等的变化。打叶复烤工艺是将打叶设备应用于复烤厂，形成包括打叶、复烤、预压和打包等整套设备的打叶复烤生产线。通常将未经过打叶复烤的烟叶原料称为把烟。

本发明中的成品片烟是指经过打叶复烤等方法进行去梗处理，已将直径大于1.5mm的烟梗去除后的烟叶。

具体地，本发明中公开的调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的方法依次包括打叶复烤后成品片烟化学成分检测、化学成分与成品片烟装箱后的数据对应、具有特定化学成分含量的成品片烟的划分与分类存放、根据各个产品的配方标准制定相应的年度烟叶使用计划和具体生产时的投料配比。

优选地，本发明中所述方法包括以下步骤：

1）打叶复烤后成品片烟化学成分检测：在复烤机出口处架设有在线近红外光谱仪器，对从复烤机出来的成品片烟进行连续检测，在流水线上连续获取相应时间段内的成品片烟的化学成分的化学值；所述的化学值记录在在线近红外光谱仪软件中；

2）化学成分与成品片烟装箱后的数据对应：对检测后的成品片烟进行装箱，每个烟箱达到电子称的设定重量时，所述电子称会发出满箱信号，满箱信号会传输至在线近红外软件；在线近红外软件接收到满箱信号后，自动将本次满箱信号和前一次满箱信号间检测到的成品片烟的化学成分的化学值的平均值分配给对应烟箱；作为所述对应烟箱的化学成分含量；所述化学成分的含量记录在RFID电子标签中，所述的RFID电子标签贴于对应烟箱上；

3）具有特定化学成分含量的成品片烟的划分与分类存放：用RFID电子标签读写器读取烟箱上的RFID电子标签，以不同的化学成分含量区间来将相同等级的成品片烟烟箱分为不同类别，相同类别的成品片烟烟箱存入仓库保管；各成品片烟烟箱的箱号和化学成分记录于电脑系统中；

4）根据产品的配方标准制定相应的年度烟叶使用计划和投料配比：利用记录于电脑系统中的各成品片烟烟箱的箱号及化学成分数据拟合出符合化学成分目标值的各生产批次的产品投料配方。

优选地，步骤4）中，所述化学成分的目标值与组成产品配方的所有成品片烟的化学成分含量的加权平均值相一致。

具体地，步骤1）中，对从复烤机出口处流出的成品片烟进行连续检测，以每30秒的检测结果形成的均值作为该部分烟叶的对应化学成分的含量，检测得到的化学成分的化学值按照检测的先后顺序依次赋以流水号。

优选地，上述步骤1）中所述的化学成分选自烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾和氯中的一种或多种。

本发明所述的化学成分的化学值选自烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾和氯的化学成分的一种或多种的重量百分含量数值。

所述的RFID标签为在线近红外光谱仪器出具的包含特定化学成分的化学值的电子标签。

具体地，步骤3）为：完成相应等级的成品片烟打叶复烤加工和化学成分对应后，根据所有成品片烟烟箱化学成分的含量范围，以一定区间进行分类，得到相同等级不同化学成分含量的成品片烟原料；以此分类为基准将成品片烟存放入仓库进行保管；将各成品片烟烟箱的箱号和化学成分记录于电脑系统中。

具体地，步骤3）中，在成品片烟烟箱暂存仓库处设有一RFID电子标签读写器，成品片烟烟箱入库时根据扫描得到相应的成品片烟化学成分的化学值，根据预先设定的化学成分的化学值的区间范围自动区分并记录该烟箱所属于的类别，根据所获得的分类信息进行烟箱的分类存放和管理。

具体地，步骤3）中，化学成分的化学值的区间划分方法为，经RFID电子标签读写器读取全部成品片烟的化学成分的含量范围，根据技术需求可均分成若干段，每一段即为一个类别。

优选地，上述步骤4）中，所述化学成分的目标值为组成产品配方的所有成品片烟的化学成分含量的加权平均值。

具体地，在步骤4）中，卷烟企业根据各个产品的配方标准制定相应的年度烟叶使用计划；根据每个月度的实际生产量形成相应的各个产品月度烟叶使用方案；根据各个产品配方的化学成分的目标值，利用记录于电脑系统中已经分类的数据拟合出符合企业配方要求和化学成分目标值要求的各产品生产批次投料配方，实际生产过程中依据此批次投料配方进行生产控制。

具体地，本发明的批次投料配方的化学成分的计算方法为：通过记录于电脑系统中的不同等级不同类别成品片烟的化学成分，结合企业的产品标准配方的化学成分的化学值的要求，以该加权平均值为目标值，将成品片烟原料的化学成分的化学值进行配比拟合以达到目标值的要求。

所述加权平均值经如下公式计算获得：

式中，n代表配方中不同类别成品片烟烟箱的数量，x_i代表某类别成品片烟烟箱的某一化学成分的化学值；y_i代表该类别成品片烟烟箱的数量占总数量的权重；x_n代表第n种类别的成品片烟烟箱的某一化学成分的化学值；y_n代表第n种类别的成品片烟烟箱的数量占总数量的权重。

本发明还公开了上述所述的方法在卷烟的生产制造领域中的应用。

本发明通过调控配方的烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾和氯中的一种化学成分的化学值或几种化学成分的化学值以符合产品标准配方所要求的化学成分的目标值，并根据不同品牌的质量控制目标可以方便地选择所需要控制的关键化学成分。

本发明的有益效果为：

1.烟叶原料的属性是农产品，质量稳定性差、波动性大，传统的卷烟配方因为无法快速获取大量的化学成分信息，只能采用以产地等级为主的配方管理模式。本发明通过在线近红外快速检测方法的应用，高效、全面地获取了成品片烟的化学成分，并对相同产地等级的原料进行了化学成分的分类，为卷烟制丝生产批次配方间的化学成分的控制提供了数据基础；在制定具体产品的制丝生产配方时，以产品标准配方所要求的化学成分为目标进行配比，提高了不同制丝批次间的质量均匀性，实现了从源头系统调控制丝批次间的质量均匀性，稳定了卷烟产品的质量。通过对成品片烟特定化学成分的区间分类，更有利于企业指导生产、优化工艺、提高产品质量均匀性，为卷烟工业企业产品质量的稳定带来了巨大的经济效益。

2.本发明采用在线近红外快速检测方法，在同一时间内可以采集到若干个关键化学指标，使用者可以根据不同产品配方的个性化控制要求采用不同的控制指标，满足了个性化地内在化学成分调控的要求。

3.本发明方法在目前卷烟产品制丝生产配方的流程上加入了具体使用原料的化学成分调节，解决了以往卷烟生产过程中不同生产批次间化学成分均匀性难以有效控制的问题，比起现有工艺流程具有调控主动，方法简便，易于操作等优点，有效地提高了卷烟成品烟丝的内在化学成分质量均匀性。

附图说明

图1成品片烟按化学成分含量分类的流程示意图；

图2卷烟生产制丝批次配方计算流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例

品牌A配方所使用的某等级成品片烟a共计有10万担把烟原料组成，经打叶复烤后所产生的成品片烟共计有6.5万担。

1）打叶复烤后成品片烟化学成分检测：在复烤机出口处架设有在线近红外光谱仪器，对从复烤机出来的6.5万担成品片烟进行连续检测，在流水线上连续获取30秒的成品片烟的化学成分的化学值；所述的化学值记录在在线近红外光谱仪软件中；

2）化学成分与成品片烟装箱后的数据对应：对检测后的成品片烟进行装箱，每个烟箱达到电子称的设定重量时，所述电子称会发出满箱信号，满箱信号会传输至在线近红外软件；在线近红外软件接收到满箱信号后，自动将本次满箱信号和前一次满箱信号间检测到的成品片烟的化学成分的化学值的平均值分配给对应烟箱；作为所述对应烟箱的化学成分含量；所述化学成分的含量记录在RFID电子标签中，所述的RFID电子标签贴于对应烟箱上；

3）具有特定化学成分含量的成品片烟的划分与分类存放：用RFID电子标签读写器读取烟箱上的RFID电子标签，以不同的化学成分含量区间来将成片片烟烟箱分为不同类别，相同类别的成品片烟烟箱存入仓库保管；各成品片烟烟箱的箱号和化学成分记录于电脑系统中；

具体地，经在线近红外光谱仪对等级a的成品片烟烟碱含量检测后，共计分成5个不同的烟碱含量区间，其中烟碱含量在2%以下的占成品片烟总量的9%、烟碱含量在2%-2.3%之间的占成品片烟总量的26%、烟碱含量在2.3%-2.6%之间的占成品片烟总量的35%、烟碱含量在2.6%-2.9%之间的占成品片烟总量的22%，烟碱含量在2.9%以上的占成品片烟总量的8%；等级a的成品片烟按此含量区间进行分类，进入烟叶仓库分别存放管理。

品牌A配方中所使用的其他等级的成品片烟均按此方法进行操作并入库管理。

4）根据产品的配方标准制定相应的年度烟叶使用计划和投料配比：利用记录于电脑系统中的各成品片烟烟箱的箱号及化学成分数据拟合出符合企业配方要求和化学成分目标值要求的各生产批次的产品投料配方。

具体地，选取品牌A产品某月的制丝生产配方，进行30批次的均匀性调控。该30批次的制丝生产配方中每一批配方所使用的等级均相同；以该品牌的标准配方所要求的烟碱含量为调控目标值，从电脑系统中记录的库存相应类别烟箱的化学成分为调控参数；依据配方结合各类别各箱片烟的具体化学成分形成该30批次的投料配方后，在生产线进行投料加工，制备成成品烟丝，对成品烟丝进行取样检测其烟碱含量。

以相同月份该品牌按照现有技术中的常规方法生产的30批制丝配方为对照，常规方法中生产的配方和本实施例中均匀性调控的配方完全相同，然后采用相同的方法对各批次成品烟丝进行取样检测其烟碱含量，以对比本发明中公开的调控配方的控制效果。

对比检测结果如表1所示：

表1.均匀性调控生产和正常生产对照的制丝配方批间烟碱均匀性比较

烟碱	均匀性调控	正常对照
			批间平均值	1.94%	1.87%
批间标准差	0.03	0.05
			批间变异系数	1.64%	2.81%
批间极差	0.14%	0.19%

由表1中数据可以看出：经均匀性调控后的30批次间的烟碱CV值为1.64%，对应的正常对照的30批次间的烟碱CV值为2.81%。调控组的批间烟碱CV值较现有技术中正常生产组的提高了近41.6%，说明调控组的批间烟碱均匀性更为稳定。

方差分析如表2所示：

表2.两组间各批次烟碱方差检验表

变异来源	SS	自由度	MS	F值	相伴概率
						组间	0.0572	1	0.0572	35.51	0.0000
随机误差	0.0693	59	0.0016

上述表2中SS代表方差，自由度为样本中独立或能自由变化的资料的个数，F值为变异数分析；相伴概率是确定某个因子是否显著，MS代表均方差。

由表2数据可以得出：按照本发明中公开的方法获得的调控组和现有技术中常规生产组各批次烟碱的平均值作为评价对象，进行方差分析验证两种不同生产控制模式的差异，结果显示两种不同模式呈现出极显著差异。以上所述，仅是本发明的较佳实施实例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种调控不同批次卷烟烟丝质量均匀性的方法，其特征在于，所述的方法是采用在线近红外技术对打叶复烤后获得的成品片烟的化学成分进行检测，然后依据检测到的化学成分的化学值对成品片烟进行分类；

在卷烟生产时，对分类后的成品片烟按配方进行投料，加工成烟丝；

所述方法包括以下步骤：

1)打叶复烤后成品片烟化学成分检测：在复烤机出口处架设在线近红外光谱仪，对从复烤机出来的成品片烟进行连续检测，在流水线上连续获取相应时间段内的成品片烟的化学成分的化学值；所述的化学值记录在在线近红外光谱仪的软件中；

2)化学成分与成品片烟装箱后的数据对应：对检测后的成品片烟进行装箱，每个烟箱达到电子称的设定重量时，所述电子称会发出满箱信号，满箱信号会传输至在线近红外软件；在线近红外软件接收到满箱信号后，自动将本次满箱信号和前一次满箱信号间检测到的成品片烟的化学成分的化学值的平均值分配给对应烟箱；作为所述对应烟箱的化学成分含量；所述化学成分的含量记录在RFID电子标签中，所述的RFID电子标签贴于对应烟箱上；

3)具有特定化学成分含量的成品片烟的划分与分类存放：用RFID电子标签读写器读取烟箱上的RFID电子标签，以不同的化学成分含量区间来将相同等级的成品片烟烟箱分为不同的类别，相同类别的成品片烟烟箱存入仓库保管；各成品片烟烟箱的箱号和化学成分记录于电脑系统中；

4)根据产品的配方标准制定相应的年度烟叶使用计划和投料配比：利用记录于电脑系统中的各成品片烟烟箱的箱号及化学成分数据拟合出符合化学成分的目标值要求的各生产批次的产品投料配方。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的化学成分选自烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾和氯中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述化学成分的化学值选自烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾和氯中的化学成分的一种或几种的重量百分含量数值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中，所述化学成分的目标值与组成产品配方的所有成品片烟的化学成分含量的加权平均值相一致。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法在卷烟的生产制造领域中的应用。