CN112137154A - 一种基于烟碱含量的烟叶细分装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于烟碱含量的烟叶细分装置及方法,涉及烟叶分选技术领域,包括传送履带模块,所述传送履带模块包括多段传送履带,多段所述传送履带形成依次设置的多个分叉结构,每个所述分叉结构均包括呈Y字形设置的三段所述传送履带;每个所述分叉结构的分叉位置处的前端均设置有检测装置和变向器,所述检测装置用于检测烟叶的烟碱含量,所述变向器用于控制烟叶的传送方向;最前端的所述分叉结构用于连接铺叶台。本发明以烟叶烟碱含量为分选指标对烟叶进行分选,提高烟叶烟碱的均匀性,并实现规模化、流程化加工。
Description
技术领域
本发明涉及烟叶分选技术领域,特别是涉及一种基于烟碱含量的烟叶细分装置及方法。
背景技术
农民交售的烟叶,由于主客观因素,往往混有很多等级质量的烟叶,因此一批烟叶的烟碱含量(烟碱含量的均匀性是卷烟风格和质量稳定性的必要条件)有高有低,均匀性较差。工业公司为了保证烟叶原料配打片烟的均匀性和批次间的稳定性,需要对烟叶进行分选。
目前,一般是依据烟叶的外观特征对烟叶进行分选,该过程是耗时耗力的一个过程,加之劳动力价格的不断上涨,因此烟叶原料的机械化分选势在必行;目前的机械分选主要包括烟叶外观分级和近红外检测烟叶化学成分。
烟叶外观分级技术进展:在烟草分级(外观分级)识别中,光谱技术也具有一定效果。该项技术主要是获取烟叶的图像信息和光谱信息,使用神经网络,依靠图像信息特征和光谱信息特征做出分组分色分级。也有研究运用机器视觉手段,结合计算机图像处理技术和模糊规则分类方法模拟人工分级的过程。机器视觉系统可以获取目标物的形态、像素分布、亮度和颜色等信息,把数字图像处理(工业CCD相机)的知识与模糊规则分类方法相结合,提取烟叶的形状、颜色、纹理等特征,采用先分组,后分级的方法对烟叶进行自动分级。
但是,上述方法还没有实现规模化应用,原因是:1)要求烟叶十分平展,而实际情况烟叶是自然皱缩的;2)光谱识别烟叶等级需要烟叶在相对静止的状态才可以实现,而实际情况下需要烟叶是在铺叶台上中高速前进,因此此方法无法满足工业化、流程化生产;3)上述方法的辨识精度和效率受光源光照强度、光源色温、场地环境等诸多因素的影响。
近红外检测烟叶化学成分研究进展:已有大量研究证明了烟叶的主要组成成分和烟叶光谱信息特征的关系,发现利用红外光谱可检测烟叶化学成分。原理是:光照射物质时,物质分子的一些官能团产生振动和转动状态的变化或能级跃迁,吸收部分能量,导致光谱发生变化,从而可以得到被照射物质的大量信息。借助计量化学分析方法,可挖掘蕴含在光谱中的物质信息,据此可以研究检测物质成分含量、理化特性和其他一些指标特征。目前,近红外检测技术在烟叶加工领域主要应用于监测烟叶水分、化学成分异常值
因此,亟需提供一种基于烟碱含量的烟叶细分装置及方法,以解决现有技术中所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于烟碱含量的烟叶细分装置及方法,以解决上述现有技术存在的问题,以烟叶烟碱含量为分选指标对烟叶进行分选,提高烟叶烟碱的均匀性,并实现规模化、流程化加工。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种基于烟碱含量的烟叶细分装置,包括传送履带模块,所述传送履带模块包括多段传送履带,多段所述传送履带形成依次设置的多个分叉结构,每个所述分叉结构均包括呈Y字形设置的三段所述传送履带;每个所述分叉结构的分叉位置处的前端均设置有检测装置和变向器,所述检测装置用于检测烟叶的烟碱含量,所述变向器用于控制烟叶的传送方向;最前端的所述分叉结构用于连接铺叶台。
优选的,所述变向器包括转向挡板和控制器,所述控制器与所述转向挡板以及所述检测装置连接。
优选的,所述检测装置为红外光谱仪或近红外光谱仪。
本发明还公开一种基于烟碱含量的烟叶细分方法,包括以下步骤:
1)打叶前,设定适宜的烟碱含量数值a;
2)将烟包拆开,并将烟叶分散铺于铺叶台上,分散的烟叶通过传送履带带动向前运行;
3)在第一个分叉结构前,通过检测装置检测烟叶的烟碱含量,如果烟叶烟碱含量高于a,变向器向左转动,使烟叶变向进入右侧的下一传送履带;
烟叶进入下一个传送履带后,在第二个分叉结构前,如果烟叶烟碱含量高于a+x,变向器向左转动,烟叶变向进入右侧的下一传送履带;如果烟叶烟碱含量低于a+x,变向器向右转动,烟叶变向进入左侧的下一传送履带,得到烟碱含量为a~a+x的烟叶;
以此类推,筛选出烟碱含量为a+x~a+2x、a+2x~a+3x直至a+(n-1)x~a+nx以及烟碱含量大于a+nx的烟叶;
4)在第一个分叉结构前,通过检测装置检测烟叶的烟碱含量,如果烟叶烟碱含量低于a,变向器向右转动,烟叶变向进入左侧的下一传送履带;
烟叶进入下一个传送履带后,在第二个分叉结构前,如果烟叶烟碱含量低于a-x,变向器向右转动,烟叶变向进入左侧的下一传送履带;如果烟叶烟碱含量高于a-x,变向器向左转动,烟叶变向进入右侧的下一传送履带,得到烟碱含量为a~a-x的烟叶;
以此类推,筛选出烟碱含量为a-x~a-2x、a-2x~a-3x直至a-(n-1)x~a-nx以及烟碱含量小于a-nx的烟叶;
5)确定每一类烟叶的投料比例,进入下一步打叶环节。
优选的,所述步骤1)中,根据卷烟配方、烟叶产区、烟叶部位设定最适宜的烟碱含量数值a。
优选的,所述步骤2)中,在将烟叶铺于铺叶台上之前,先经过加温加湿,使烟叶达到适宜加工的含水量。
优选的,所述步骤2)和3)中,a为0.1%,n为10。
优选的,所述步骤5)中,根据配方需求和感官评吸鉴定,确定每一类烟叶的投料比例。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
1、与现行的人工挑选模式相比,本发明使得烟叶分类速度快,可以实现规模化、流程化加工;
2、本发明分选出的烟叶类型多,可实现烟叶的细分,便于卷烟工业“细分再合并”,即根据卷烟配方需要,把细选出的质量相近的烟叶按一定比例进行配打,形成模块化配方原料;
3、本发明细分方法,大大减少人工的投入,可实现减工降本的需要;
4、本发明可大大提高烟叶烟碱的均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明烟叶细分流程和方法示意图;
图2为本发明变向器向右转向示意图;
图3为本发明变向器向左转向示意图;
图中,1为传送履带,2为检测装置,3为烟叶,4为控制器,5为转向挡板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1-3所示,本实施例提供一种基于烟碱含量的烟叶细分装置,包括传送履带模块,所述传送履带模块包括多段传送履带1,多段所述传送履带1形成依次设置的多个分叉结构,每个所述分叉结构均包括呈Y字形设置的三段所述传送履带1;每个所述分叉结构的分叉位置处的前端均设置有检测装置2和变向器,所述检测装置2用于检测烟叶3的烟碱含量,所述变向器用于控制烟叶3的传送方向;最前端的所述分叉结构用于连接铺叶台。
优选的,如图2-3所示,所述变向器包括转向挡板5和控制器4,所述控制器4与所述转向挡板5以及所述检测装置2连接,其中转向挡板5安装于一个转轴上,控制器4通过控制电机等驱动装置带动转轴转动,进一步地带动转向挡板5转向,实现烟叶3传送方向的调节;图2和3中,m代表的是传送履带1的宽度。
优选的,所述检测装置2为红外光谱仪或近红外光谱仪。
本发明还公开一种基于烟碱含量的烟叶细分方法,包括以下步骤:
1)打叶前,设定适宜的烟碱含量数值a;
2)将烟包拆开,并将烟叶3分散铺于铺叶台上,分散的烟叶3通过传送履带1带动向前运行;
3)在第一个分叉结构前,通过检测装置2检测烟叶3的烟碱含量,如果烟叶3烟碱含量高于a,变向器的转向挡板5向左转动,使烟叶3变向进入右侧的下一传送履带1;
烟叶3进入下一个传送履带1后,在第二个分叉结构前,如果烟叶3烟碱含量高于a+x,变向器的转向挡板5向左转动,烟叶3变向进入右侧的下一传送履带1;如果烟叶3烟碱含量低于a+x,变向器的转向挡板5向右转动,烟叶3变向进入左侧的下一传送履带1,得到烟碱含量为a~a+x的烟叶3;
以此类推,筛选出烟碱含量为a+x~a+2x、a+2x~a+3x直至a+(n-1)x~a+nx以及烟碱含量大于a+nx的烟叶3;
4)在第一个分叉结构前,通过检测装置2检测烟叶3的烟碱含量,如果烟叶3烟碱含量低于a,变向器的转向挡板5向右转动,烟叶3变向进入左侧的下一传送履带1;
烟叶3进入下一个传送履带1后,在第二个分叉结构前,如果烟叶3烟碱含量低于a-x,变向器的转向挡板5向右转动,烟叶3变向进入左侧的下一传送履带1;如果烟叶3烟碱含量高于a-x,变向器的转向挡板5向左转动,烟叶3变向进入右侧的下一传送履带1,得到烟碱含量为a~a-x的烟叶3;
以此类推,筛选出烟碱含量为a-x~a-2x、a-2x~a-3x直至a-(n-1)x~a-nx以及烟碱含量小于a-nx的烟叶3;
5)确定每一类烟叶3的投料比例,进入下一步打叶环节。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础上进行的改进,其改进之处在于:在本实施例中,所述步骤2)和3)中,a为0.1%,n为10,本实施例中基于烟碱含量的烟叶3细分方法,包括以下步骤:
1)打叶前,根据卷烟配方、烟叶产区、烟叶部位等等因素设定最适宜的烟碱含量数值(用a代表);
2)将烟包拆开,经过加温加湿环节,使烟叶3基本达到适宜加工的含水量(15-17%);再于铺叶台上分散烟叶3;分散的烟叶3一片一片地通过传送履带1,在传送履带1的摩擦力的作用下前进;在传送履带1每个分叉位置前的上方设置一台近红外(红外)光谱仪,用于检测烟叶3的烟碱含量(即时烟碱含量),后面接着是一种变向器,通过转向挡板5转动,控制烟叶3的传送方向;随着传送履带1延伸,每个分叉前都设置近红外(红外)光谱仪和变向器。
3)①在第一个分叉前,如果烟叶3烟碱含量高于a,变向器的转向挡板5向左转动,烟叶3变向进入右边的通道;
②烟叶3进入下一个通道后,在第二个分叉前,如果烟叶3烟碱含量高于(a+0.1%),变向器的转向挡板5向左转动,烟叶3变向进入右边的通道;如果烟叶3烟碱含量低于(a+0.1%),变向器的转向挡板5向右转动,烟叶3变向进入左边的通道,得到烟碱含量为a~(a+0.1%)的烟叶3……
③以此类推,分别得到烟碱含量(a+0.1%)~(a+0.2%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.2%)~(a+0.3%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.3%)~(a+0.4%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.4%)~(a+0.5%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.5%)~(a+0.6%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.6%)~(a+0.7%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.7%)~(a+0.8%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.8%)~(a+0.9%)的烟叶3、烟碱含量(a+0.9%)~(a+1.0%)的烟叶3、烟碱含量大于(a+1.0%)的烟叶3。
4)①在第一个分叉前,如果烟叶3烟碱含量低于a,变向器的转向挡板5向右转动,烟叶3变向进入左边的通道;
②烟叶3进入下一个通道后,在第二个分叉前,如果烟叶3烟碱含量低于(a-0.1%),变向器的转向挡板5向右转动,烟叶3变向进入左边的通道;如果烟叶3烟碱含量高于(a-0.1%),变向器的转向挡板5向左转动,烟叶3变向进入右边的通道,得到烟碱含量为a~(a-0.1%)的烟叶3……
③以此类推,分别得到烟碱含量(a-0.1%)~(a-0.2%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.2%)~(a-0.3%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.3%)~(a-0.4%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.4%)~(a-0.5%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.5%)~(a-0.6%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.6%)~(a-0.7%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.7%)~(a-0.8%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.8%)~(a-0.9%)的烟叶3、烟碱含量(a-0.9%)~(a-1.0%)的烟叶3、烟碱含量小于(a-1.0%)的烟叶3。
5)根据配方需求和感官评吸鉴定,确定每一类烟叶3的投料比例,进入下一步打叶环节。
本发明烟叶细分的依据是烟叶的烟碱含量(即时值);烟碱是烟草的重要化学成分,其含量的高低影响烟草制品评吸质量的优劣,对烟草制品的烟气特征和生理强度等极其重要。烟草制品中适宜的烟碱含量将使吸食者感受到合适生理强度的吸味与香气;有研究表明,烟叶清香型彰显程度的最大影响因素是烟叶烟碱含量,在一定烟碱含量范围内随着烤烟烟碱含量升高,其香气量和浓度增大,刺激性和杂气上升,余味变差;烟碱含量适中的烟叶香味和吸味均较佳。因此,本发明以烟叶烟碱含量为分选指标对烟叶进行分选,提高烟叶烟碱的均匀性,并实现规模化、流程化加工。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于烟碱含量的烟叶细分装置,其特征在于:包括传送履带模块,所述传送履带模块包括多段传送履带,多段所述传送履带形成依次设置的多个分叉结构,每个所述分叉结构均包括呈Y字形设置的三段所述传送履带;每个所述分叉结构的分叉位置处的前端均设置有检测装置和变向器,所述检测装置用于检测烟叶的烟碱含量,所述变向器用于控制烟叶的传送方向;最前端的所述分叉结构用于连接铺叶台。
2.根据权利要求1所述的基于烟碱含量的烟叶细分装置,其特征在于:所述变向器包括转向挡板和控制器,所述控制器与所述转向挡板以及所述检测装置连接。
3.根据权利要求2所述的基于烟碱含量的烟叶细分装置,其特征在于:所述检测装置为红外光谱仪或近红外光谱仪。
4.一种基于烟碱含量的烟叶细分方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)打叶前,设定适宜的烟碱含量数值a;
2)将烟包拆开,并将烟叶分散铺于铺叶台上,分散的烟叶通过传送履带带动向前运行;
3)在第一个分叉结构前,通过检测装置检测烟叶的烟碱含量,如果烟叶烟碱含量高于a,变向器向左转动,使烟叶变向进入右侧的下一传送履带;
烟叶进入下一个传送履带后,在第二个分叉结构前,如果烟叶烟碱含量高于a+x,变向器向左转动,烟叶变向进入右侧的下一传送履带;如果烟叶烟碱含量低于a+x,变向器向右转动,烟叶变向进入左侧的下一传送履带,得到烟碱含量为a~a+x的烟叶;
以此类推,筛选出烟碱含量为a+x~a+2x、a+2x~a+3x直至a+(n-1)x~a+nx以及烟碱含量大于a+nx的烟叶;
4)在第一个分叉结构前,通过检测装置检测烟叶的烟碱含量,如果烟叶烟碱含量低于a,变向器向右转动,烟叶变向进入左侧的下一传送履带;
烟叶进入下一个传送履带后,在第二个分叉结构前,如果烟叶烟碱含量低于a-x,变向器向右转动,烟叶变向进入左侧的下一传送履带;如果烟叶烟碱含量高于a-x,变向器向左转动,烟叶变向进入右侧的下一传送履带,得到烟碱含量为a~a-x的烟叶;
以此类推,筛选出烟碱含量为a-x~a-2x、a-2x~a-3x直至a-(n-1)x~a-nx以及烟碱含量小于a-nx的烟叶;
5)确定每一类烟叶的投料比例,进入下一步打叶环节。
5.根据权利要求4所述的基于烟碱含量的烟叶细分方法,其特征在于:所述步骤1)中,根据卷烟配方、烟叶产区、烟叶部位设定最适宜的烟碱含量数值a。
6.根据权利要求4所述的基于烟碱含量的烟叶细分方法,其特征在于:所述步骤2)中,在将烟叶铺于铺叶台上之前,先经过加温加湿,使烟叶达到适宜加工的含水量。
7.根据权利要求4所述的基于烟碱含量的烟叶细分方法,其特征在于:所述步骤2)和3)中,a为0.1%,n为10。
8.根据权利要求4所述的基于烟碱含量的烟叶细分方法,其特征在于:所述步骤5)中,根据配方需求和感官评吸鉴定,确定每一类烟叶的投料比例。
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