CN112362609A - 基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟草制品质量鉴别技术领域，具体涉及一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，包括以下步骤：采集油渍烟样品的污染斑点的红外光谱；利用OMINC软件将所采集的红外光谱数据存入图谱库中作为油渍烟的标准对照图谱，建立油渍烟光谱数据库；根据对照图谱的特征峰位置所在波数范围设置库的检索条件，对油渍烟进行QC值阈值设定；采集待鉴别烟支的污染斑点的红外光谱，通过数据库检索，计算待鉴别烟支与相应油渍烟标准对照图谱的QC值；若待鉴别烟支的匹配度高于规定阈值，则判定该待鉴别烟支的污染来源是库中对应的油品。鉴别方法可快速检测引起油渍烟产生的原因，提高卷烟的感官品质和外观质量。
Description
技术领域
本发明涉及烟草制品质量鉴别技术领域，具体涉及一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法。
背景技术
在卷烟生产过程中，各环节生产设备涉及到使用各种油品。生产设备在实际运 行时高速运转，系统各传动部分使用的油品在密闭空间内持续产生大量热量，油温 长时间过高，极易导致橡胶密封件的老化和零部件的加剧磨损，从而产生设备用油 的跑、冒、滴、漏等现象，进而导致油渍烟的产生。一旦出现油渍烟问题，会引起 较大的外观和感官问题，因此建立一种快速检测油渍烟污染物产生根源的方法具有 十分重要的意义。
近年来，关于鉴别油渍烟污染来源的文献报道较少。郭书裴为研究造成卷烟烟 支油烟的内在原因，通过GC-MS分析建立卷烟生产中用到油品源物质的GC-MS 特征图谱，然后在相同的分析条件下测定卷烟油烟的GC-MS图谱，通过将其与油 品源物质的GC-MS特征图谱进行比对，确定导致油烟的油品源物质。但由于油品 成分复杂，GC-MS图谱中的特征峰多且分离效果不好，因此该方法的准确性不高， 灵敏度较低，并且前处理操作复杂，分析时间长，不能进行及时检测。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明提供一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其可快速检测引起油渍烟产生的原因，提高卷烟的感官品质和外观质量。
本发明采用的技术方案在于：
提供一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，包括以下 步骤：
a)采集油渍烟样品的污染斑点的红外光谱；
b)利用OMINC软件将所采集的红外光谱数据存入图谱库中作为油渍烟的标准 对照图谱，建立油渍烟光谱数据库；
c)根据对照图谱的特征峰位置所在波数范围设置库的检索条件，对油渍烟进行QC值阈值设定；
d)采集待鉴别烟支的污染斑点的红外光谱，通过数据库检索，计算待鉴别烟支 与相应油渍烟标准对照图谱的QC值；若待鉴别烟支的匹配度高于规定阈值，则 判定该待鉴别烟支的污染来源是库中对应的油品。
进一步地，所述步骤a)中样品的红外光谱的具体采集方法为：
采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪，扫描油渍烟样品上的污染斑点，得到 对应的红外光谱数据。
进一步地，所述步骤a)中的油渍烟样品为多种，每种油渍烟样品上的污染斑 点分别来自多种不同油品，油渍烟的制备方法为：将不同油品分别在洁净卷烟烟支 上人工制造污染斑点，制成油渍烟支。
进一步地，所述油品为卷烟加工过程中可能产生油渍烟污染的设备用油。
进一步地，所述步骤c)中的特征峰的波数范围为1800～1500cm-1。
进一步地，所述步骤c)中每种油渍烟分别制备至少4个试样作为验证试样， 经数据库检索后，根据计算与相应油渍烟标准对照图谱的QC值，对每种油渍烟进行 QC值阈值设定。
进一步地，所述步骤c)和d)中的QC值采用红外光谱仪标配软件OMINC软件 计算。
进一步地，所述步骤d)中采集待鉴别烟支的污染斑点的红外光谱所采用的仪 器为傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪。
进一步地，所述步骤a)和/或d)中所采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪 的测试条件为：扫描范围4000～400cm-1，分辨率4cm-1，扫描次数64次。
进一步地，所述QC值阈值为90％
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
本发明的鉴别方法，操作更加简便，光谱数据库更加完整系统。基于本发明更 加完整系统的数据库，实现了准确比较未知样品光谱与数据库中标准对照光谱的相 似程度，经数据库比对，可以迅速得知样品的污染来源。
附图说明
图1是本发明一实施例中油渍烟样品1的标准对照谱图；
图2是本发明一实施例中油渍烟样品2的标准对照谱图；
图3是本发明一实施例中油渍烟样品3的标准对照谱图；
图4是本发明一实施例中油渍烟样品4的标准对照谱图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具 体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、 材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术 语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结 构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外， 在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或 示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本发明提供一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，包括以下步骤：
采集油渍烟样品的污染斑点的红外光谱；
利用OMINC软件将所采集的红外光谱数据存入图谱库中作为油渍烟的标准对照图谱，建立油渍烟光谱数据库；
根据对照图谱的特征峰位置所在波数范围设置库的检索条件，对油渍烟进行QC值阈值设定；
采集待鉴别烟支的污染斑点的红外光谱，通过数据库检索，计算待鉴别烟支与 相应油渍烟标准对照图谱的QC值；若待鉴别烟支的匹配度高于规定阈值，则判定该 待鉴别烟支的污染来源是库中对应的油品。
更具体地，油渍烟样品的红外光谱的具体采集方法为：采用傅立叶变换衰减全 反射红外光谱仪，扫描油渍烟样品上的污染斑点，得到对应的红外光谱数据。油渍 烟样品为多种，每种油渍烟样品上的污染斑点分别来自多种不同油品，油渍烟的制 备方法为：将不同油品分别在洁净卷烟烟支上人工制造污染斑点，制成油渍烟支。 油品为卷烟加工过程中可能产生油渍烟污染的设备用油。对照图谱的特征峰的波数 范围为1800～1500cm-1。每种油渍烟分别制备至少4个试样作为验证试样，经数 据库检索后，根据计算与相应油渍烟标准对照图谱的QC值，对每种油渍烟进行QC 值阈值设定，优选的，QC值阈值为90％。QC值采用红外光谱仪标配软件OMINC软件 计算。采集待鉴别烟支的污染斑点的红外光谱所采用的仪器为傅立叶变换衰减全反 射红外光谱仪。所采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪的测试条件为：扫描范围 4000～400cm-1，分辨率4cm-1，扫描次数64次。测试方法为：将衰减全反射附件 安装在红外光谱仪上，开机预热30min，用酒精棉球擦拭金刚石晶体，先采集空气作为空白背景，采集完毕后，将样品置于金刚石晶体反射面的小孔上，采集样品的 红外光谱。
以下通过具体的实施例来说明：
实施例1：
(1)油渍烟样品的制备
将油品1、油品2、油品3和油品4分别在洁净卷烟烟支上人工制造污染斑点， 制成油渍烟样品1、油渍烟样品2、油渍烟样品3和油渍烟样品4。
(2)油渍烟光谱数据库的建立
数据库的建立：利用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪采集油渍烟样品1、油 渍烟样品2、油渍烟样品3和油渍烟样品4上污染斑点的光谱图，四种油渍烟的标 准对照谱图如附图1至附图4所示；利用OMINC软件将其光谱数据存入图谱库中 作为油渍烟的标准对照图谱，建立油渍烟光谱数据库；
数据库检索条件的设置：根据油渍烟样品1、油渍烟样品2、油渍烟样品3和油 渍烟样品4的光谱，寻找不同油渍烟的特征峰，其中在1800～1500cm-1波数范围 内，油渍烟样品1无特征峰，油渍烟样品2的特征峰为1745cm-1，油渍烟样品3的 特征峰为1633cm-1，油渍烟样品3的特征峰为1579cm-1和1554cm-1；根据不同油渍 烟特征峰位置所在波数范围，设置库的检索条件为1800～1500cm-1；
数据库的验证：每种油品分别制备4个试样作为验证样品，经数据库检索后， 根据计算与相应油渍烟标准对照图谱的QC值，最终确定用于样品测定的QC值阈 值设定为90％；油品1制成的4个试样的图谱与库的检索结果见表1，油品2制成 的4个试样的图谱与库的检索结果见表2，油品3制成的4个试样的图谱与库的检 索结果见表3，油品4制成的4个试样的图谱与库的检索结果见表4。
表1由油品1制成的油渍烟试样的检索结果
表2由油品2制成的油渍烟试样的检索结果
表3由油品3制成的油渍烟试样的检索结果
表4由油品4制成的油渍烟试样的检索结果
(3)实际烟支样品1污染源的鉴定
采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪，采集实际烟支样品1上污染斑点的红 外光谱数据，经数据库检索后，实际烟支样品1与油品2的QC值为95.42％，高于 规定阈值，则判定该样品污染来源是库中对应的油品2。实际烟支样品1的检索结 果见表5。
表5实际烟支样品1的检索结果
实施例2：
油渍烟样品的制备及数据库建立按照实施例1方法进行分析，现以实际烟支样 品2为例：
采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪，采集实际烟支样品2上污染斑点的红 外光谱数据，经数据库检索后，实际烟支样品2与油品1的QC值为91.37％，高于 规定阈值，则判定该样品污染来源是库中对应的油品1。实际烟支样品2的检索结 果见表6。
表6实际烟支样品2的检索结果
实施例3：
油渍烟样品的制备及数据库建立按照实施例1方法进行分析，现以实际烟支样 品3为例：
采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪，采集实际烟支样品3上污染斑点的红 外光谱数据，经数据库检索后，实际烟支样品3与油品4的QC值为95.35％，高于 规定阈值，则判定该样品污染来源是库中对应的油品4。实际烟支样品3的检索结 果见表7。
表7实际烟支样品3的检索结果
综上，衰减全反射红外光谱技术是将待测样品置于晶体材料上，通过采集样品 表面的反射信号来获得样品表层化学成分的结构信息，具有快速无损、检测灵敏度 高、测量区域小等优点，本发明基于衰减全反射红外光谱技术建立一种快速鉴别油 渍烟污染物来源的方法，旨在为减少油渍烟隐患提供理论依据和数据支撑。
以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案 的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)采集油渍烟样品的污染斑点的红外光谱；
b)利用OMINC软件将所采集的红外光谱数据存入图谱库中作为油渍烟的标准对照图谱，建立油渍烟光谱数据库；
c)根据对照图谱的特征峰位置所在波数范围设置库的检索条件，对油渍烟进行QC值阈值设定；
d)采集待鉴别烟支的污染斑点的红外光谱，通过数据库检索，计算待鉴别烟支与相应油渍烟标准对照图谱的QC值；若待鉴别烟支的匹配度高于规定阈值，则判定该待鉴别烟支的污染来源是库中对应的油品。
2.如权利要求1所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述步骤a)中样品的红外光谱的具体采集方法为：
采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪，扫描油渍烟样品上的污染斑点，得到对应的红外光谱数据。
3.如权利要求1所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述步骤a)中的油渍烟样品为多种，每种油渍烟样品上的污染斑点分别来自多种不同油品，油渍烟的制备方法为：将不同油品分别在洁净卷烟烟支上人工制造污染斑点，制成油渍烟支。
4.如权利要求3所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述油品为卷烟加工过程中可能产生油渍烟污染的设备用油。
5.如权利要求3所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述步骤c)中每种油渍烟分别制备至少4个试样作为验证试样，经数据库检索后，根据计算与相应油渍烟标准对照图谱的QC值，对每种油渍烟进行QC值阈值设定。
6.如权利要求1所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述步骤c)中的特征峰的波数范围为1800～1500cm-1。
7.如权利要求3所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述步骤c)和d)中的QC值采用红外光谱仪标配软件OMINC软件计算。
8.如权利要求1所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述步骤d)中采集待鉴别烟支的污染斑点的红外光谱所采用的仪器为傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪。
9.如权利要求2或8所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述步骤a)和/或d)中所采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪的测试条件为：扫描范围4000～400cm-1，分辨率4cm-1，扫描次数64次。
10.如权利要求1至8任一所述的一种基于红外光谱技术鉴别油渍烟污染源的方法，其特征在于，所述QC值阈值为90％。
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