CN106546540A - 色差法测量再造烟叶涂布率的方法 - Google Patents

色差法测量再造烟叶涂布率的方法 Download PDF

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蒋宇凡
徐保明
俞京
陆苗苗
王栋
周艳
侯者
陈冉夫
盛世杰
王舒灏
姚政
李晓平
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Abstract

本发明公开了色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法。首先对生产线上基片及涂布后再造烟叶成品进行取样，重量法测量其涂布率；其次按照涂布率由小到大进行选样、编号，测量基片与成品的正反面色度（L、a、b值），分别取平均值；然后以1号样为基数值，其它样与其差值计算出ΔL、Δa、Δb，计算出色差ΔE；接着将计算出的色差与对应的涂布率进行数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型Y=a*ΔEx+b(Y‑涂布率，ΔEx‑色差，a,b为常数)、多项式模型Y=aΔE 2 +bΔE+c(Y‑涂布率，ΔEx‑色差，a、b、c为常数)；最后测试同牌号未知样品的色度（L、a、b值），运用数学模型计算出未知样品的涂布率。本发明通过色差得到涂布率，步骤简单，检测时间短，准确率高。

Description

色差法测量再造烟叶涂布率的方法
技术领域
本发明涉及一种快速测定造纸法再造烟叶成品涂布率的方法，是生产过程的检测方法，属于再造烟叶技术领域。
背景技术
造纸法再造烟叶因为其减害降焦，多种指标可调可控而被广泛应用于卷烟配方，可以大大降低成本及原材料。
造纸法再造烟叶是对烟草中的烟梗、烟末、烟草下脚料的重新利用。用水先提取出可溶性物质，浓缩到一定的浓度并加一定量所需要的可食用的香精香料，配制成涂布液；同时将提取剩下的干料，加上一定量的木浆、草浆等以造纸的方法造成基片；再将涂布液涂布到基片上，形成再造烟叶。涂布率则是指再造烟叶的成品中涂布液的绝干量占成品总绝干量的百分比值。涂布率的高低直接影响再造烟叶成品的化学组成，从而影响其后续的产品质量（常规化学指标、烟气指标、感官指标）。因而，对造纸法再造烟叶的涂布率的研究具有很深的意义。
目前为止，实际生产运用重量法测量涂布率，即用定量取样器取一定面积的涂布前的基片和涂布后的成品，烘箱或者微波炉烘至绝干后称重，计算其涂布率。该方法原理简单，操作方便，但存在基片与成品难以对应的困难，同时耗时较多，工作量大。
申请公布号CN105910997A，直接使用涂布率与L、a、b值相拟合，需平衡48小时后测量，不但理论支撑少，偶然性强，且耗时长，难以付诸于实际应用。
发明内容
本发明的目的是：提供一种色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，通过色差得到涂布率，步骤简单，检测时间短，准确率高。
本发明的技术解决方案是：首先对生产线上基片及涂布后的再造烟叶成品进行取样，重量法测量其涂布率；其次按照涂布率由小到大进行选样、编号，测量基片与成品的正反面的色度（L、a、b值），分别取平均值；然后以1号样为基数值，其它样与其差值计算出ΔL、Δa、Δb，计算出色差ΔE；接着将计算出的色差与对应的涂布率进行数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型为Y=a * ΔEx+ b(Y-涂布率，ΔEx-色差，a,b为常数)、多项式模型为Y= aΔE 2 + bΔE + c(Y-涂布率，ΔEx-色差，a、b、c为常数)；最后测试同牌号未知样品的色度（L、a、b值），运用数学模型计算出未知样品的涂布率。
其中，该涂布率测定方法包括以下具体步骤：
（1）对生产线上基片及涂布后的再造烟叶成品进行取样，重量法测量其涂布率；
（2）在步骤（1）的基础上，按照涂布率由小到大进行选样，同时测量基片与成品的正反面的色度（L、a、b值），分别取平均值；其中，涂布率37%为1号样，涂布率37.2%为2号样，涂布率37.7为3号样，涂布率38.2%为4号样，涂布率38.7为5号样，涂布率39.2为6号样，涂布率39.7为7号样，涂布率40.2%为8号样，涂布率40.7为9号样；
（3）计算2-9号样品与1号样品8组的ΔL、Δa、Δb；
（4）根据色差理论，色差ΔE=(ΔL2 + Δa2 + Δb2)1/2 计算出ΔE1-ΔE8 ；
（5）对色差与涂布率作数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型为Y=a * ΔEx+ b(Y-涂布率，ΔEx-色差，a,b为常数)、多项式模型为Y= aΔE 2 + bΔE + c(Y-涂布率，ΔEx-色差，a、b、c为常数)；
（6）测量同牌号未知样品的色度（L、a、b值），经计算带入色差与涂布率数学模型计算出未知样品的涂布率。
其中，采用色差理论，色度仪检测符合CIE1976，色度仪的光源采用D65/10。
其中，用重量法测量成品的涂布率，从小到大进行选样、编号，并以1号样为基数值，基数值是在分析基片的色度稳定性前提下，由10个以上的同涂布率的再造烟叶成品的色度平均值；色度（L、a、b值）的基值为涂布率在37%时的大量的测量值的平均值。
其中，对基片的色度（L、a、b值）作方差、标准差、变异系数的数学分析，证明基片的稳定性。
其中，根据ΔE=(ΔL2 + Δa2 + Δb2)1/2得出对应的色差，并以此为横坐标，同时将其对应的涂布率为纵坐标，绘制出色差-涂布率关系图，再进行数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型为Y=a * ΔEx+ b(Y-涂布率，ΔEx-色差，a,b为常数)、多项式模型为Y=aΔE 2 + bΔE + c(Y-涂布率，ΔEx-色差，a、b、c为常数)。
其中，用色度法快速测量成品的色度（L、a、b值），将其计算成ΔE，然后将ΔE带入色差与涂布率的关系方程式，得到待测成品的涂布率数值。
本发明的优点是：基片具有一定的稳定性，通过色差理论对色度仪检测的L、a、b值进行计算得出色差，拟合色差与涂布率的线性关系模型；通过检测成品的L、a、b值，计算出色差ΔE，根据线性关系模型得到再造烟叶成品涂布率，测定方法快速、准确。
附图说明
图1为本发明的操作流程图；
图2为实施例1得到的色差值与涂布率的线性关系图；
图3为实施例2中的未知样品的Y1与Y2、Y3的比较情况图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。
实施例1：对于公司JSN03配方的基片及涂布后再造烟叶成品进行取样，每隔2个小时取1基片；使用烘箱干燥，称重法测量其涂布率；按照涂布率由小到大进行选样（涂布率37%为1号样，涂布率37.2%为2号样，涂布率37.7为3号样，涂布率38.2%为4号样，涂布率38.7为5号样，涂布率39.2为6号样，涂布率39.7为7号样，涂布率40.2%为8号样，涂布率40.7为9号样），测量基片与成品的正反面的色度（L、a、b值），分别取平均值；计算2-9号样品与1号样品8组的ΔL、Δa、Δb；根据色差理论，色差ΔE=(ΔL2 + Δa2 + Δb2)1/2 计算出色差；对色差ΔE1-ΔE8与对应的涂布率进行数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型为Y=a * ΔEx+ b(Y-涂布率，ΔEx-色差，a,b为常数)，多项式模型为Y= aΔE 2 + bΔE + c(Y-涂布率，ΔEx-色差，a、b、c为常数)。
实施例1的基片的色度（L、a、b值）的稳定性分析结果如表1，其中以L值描述统计分析为例。
表1：L值描述统计分析
实施例1得到的各涂布率下再造烟叶成品的L、a、b值，结果显示随着涂布率的增加，L值、b值逐渐降低，a值呈上升趋势，具体数值如表2所示：
表2：不同涂布率下再造烟叶成品L、a、b值
实施例1得到的ΔL、Δa、Δb值与涂布率的对应表，其绝对值都随涂布率的增加而增加，详细情况见表3：
表3：ΔL、Δa、Δb值与涂布率的对应情况
实施例1得到色差值与涂布率的线性关系，涂布率Y=0.0054ΔE + 0.3785 ，相关系数达到0.9819，在涂布率为38.5%-40%的时候实际值略小于拟合值；多项式模型为Y= -0.0006ΔE 2 + 0.0088ΔE + 0.3728，相关系数可以达到0.9955，详见图2。
实施例2：对于公司的JSN03产品的线上随机取样，使用烘箱干燥，称重法测量其涂布率为Y1，同时用色度仪测量成品的正反两面的色度（L、a、b值），并通过计算得到色差ΔE，然后带入线性模型Y=0.0054ΔE + 0.3785得到涂布率Y2，带入多项式模型Y= -0.0006ΔE2 + 0.0088ΔE + 0.3728得到涂布率Y3。
实施例2中的Y1与Y2、Y3的比较情况如表4所示：
表4：Y2、Y3与Y1的比较
实施例2中的未知样品的Y1与Y2、Y3的比较情况如图3所示。
实施例2中的两种模型最大相对误差为1.8%，其中多项式模型相对较优，均可以在生产实际中应用。
实际生产中，因为每个配方的涂布液的组成不同，每个配方都要重新建立一个模型，通过数据处理建立色差与涂布率的数据模型。通过测量色度，带入关系式模型，快速算出涂布率。

Claims (7)

1.色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，其特征是该涂布率测定方法包括以下步骤：首先对生产线上基片及涂布后的再造烟叶成品进行取样，重量法测量其涂布率；其次按照涂布率由小到大进行选样、编号，测量基片与成品的正反面的色度（L、a、b值），分别取平均值；然后以1号样为基数值，其它样与其差值计算出ΔL、Δa、Δb，计算出色差ΔE；接着将计算出的色差与对应的涂布率进行数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型为Y=a *ΔEx+ b(Y-涂布率，ΔEx-色差，a,b为常数)、多项式模型为Y= aΔE 2 + bΔE + c(Y-涂布率，ΔEx-色差，a、b、c为常数)；最后测试同牌号未知样品的色度（L、a、b值），运用数学模型计算出未知样品的涂布率。
2.根据权利要求1所述的色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，其特征是该涂布率测定方法包括以下具体步骤：
（1）对生产线上基片及涂布后的再造烟叶成品进行取样，重量法测量其涂布率；
（2）在步骤（1）的基础上，按照涂布率由小到大进行选样，同时测量基片与成品的正反面的色度（L、a、b值），分别取平均值；其中，涂布率37%为1号样，涂布率37.2%为2号样，涂布率37.7为3号样，涂布率38.2%为4号样，涂布率38.7为5号样，涂布率39.2为6号样，涂布率39.7为7号样，涂布率40.2%为8号样，涂布率40.7为9号样；
（3）计算2-9号样品与1号样品8组的ΔL、Δa、Δb；
（4）根据色差理论，色差ΔE=(ΔL2 + Δa2 + Δb2)1/2 计算出ΔE1-ΔE8 ；
（5）对色差与涂布率作数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型为Y=a * ΔEx+ b(Y-涂布率，ΔEx-色差，a,b为常数)、多项式模型为Y= aΔE 2 + bΔE + c(Y-涂布率，ΔEx-色差，a、b、c为常数)；
（6）测量同牌号未知样品的色度（L、a、b值），经计算带入色差与涂布率数学模型计算出未知样品的涂布率。
3.根据权利要求1所述的色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，其特征是：采用色差理论，色度仪检测符合CIE1976，色度仪的光源采用D65/10。
4.根据权利要求1所述的色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，其特征是：用重量法测量成品的涂布率，从小到大进行选样、编号，并以1号样为基数值，基数值是在分析基片的色度稳定性前提下，由10个以上的同涂布率的再造烟叶成品的色度平均值。
5.根据权利要求4所述的色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，其特征是：对基片的色度（L、a、b值）作方差、标准差、变异系数的数学分析，证明基片的稳定性。
6.根据权利要求1所述的色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，其特征是：根据ΔE=(ΔL2 + Δa2 + Δb2)1/2得出对应的色差，并以此为横坐标，同时将其对应的涂布率为纵坐标，绘制出色差-涂布率关系图，再进行数据分析，获得色差和涂布率关系的线性模型为Y=a* ΔEx+ b(Y-涂布率，ΔEx-色差，a,b为常数)、多项式模型为Y= aΔE 2 + bΔE + c(Y-涂布率，ΔEx-色差，a、b、c为常数)。
7.根据权利要求1所述的色差法测定再造烟叶成品涂布率的方法，其特征是：用色度法快速测量成品的色度（L、a、b值），将其计算成ΔE，然后将ΔE带入色差与涂布率的关系方程式，得到待测成品的涂布率数值。
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