CN115791768A - 一种再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法及应用 - Google Patents
一种再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：在再造烟叶或再造梗丝的制备原料中加入第一显色剂，制得卷烟产品后向待测样品中加入第二显色剂使再造烟叶或再造梗丝变色，借助颜色差异检测所述掺配均匀性，其中，所述第一显色剂和第二显色剂发生显色反应。本发明中所涉及的再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法中，再造烟叶或再造梗丝中的第一显色剂与制得卷烟产品后添加的第二显色剂发生显色反应后，再造烟叶或再造梗丝与天然烟丝呈现显著的颜色差异，通过颜色差异即可直观反映出掺配均匀性，并且可以简单高效地计算出掺配比例。此方法简单易操作，适宜工业放大。
Description
技术领域
本发明属于卷烟质量检测技术领域，具体涉及一种再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法及应用。
背景技术
随着人们对吸烟与健康问题的广泛关注，低焦油低危害卷烟的发展已成为烟草行业重要的发展方向，再造烟叶、再造梗丝等烟草再造原料因其独特的理化特性，在卷烟中的合理使用，能够有效降低卷烟焦油和有害成分释放量，逐渐成为卷烟不可或缺的原料组成部分，其在配方中掺配比例及在烟支中的掺配均匀性对卷烟产品的化学成分含量、抽吸品质、风格特征、烟气释放量、物理特性起着直接且至关重要的作用。为了检测再造烟叶、再造梗丝在配方烟丝中的掺配均匀性，目前通常采用形态特征和颜色的差异进行人工挑选和称量进行检测，但随着再造烟叶、再造梗丝制备技术的进步，形态和颜色得到有效改善，与天然烟丝的物理结构，颜色较为接近，从外观上几乎无法进行分辨。
CN108168991A公开了一种测定造纸法再造烟叶在卷烟中掺配比例的方法，属于再造烟叶工艺技术领域。线性拟合卷烟中造纸法再造烟叶掺配比例与钙离子计算公式，建立造纸法再造烟叶不同掺配比例与钙离子含量之间的标准工作曲线，通过检测待测卷烟Ca2+含量以及标准工作曲线，测定得到卷烟中具体掺配比例。方法操作简单，不需要大量的劳动力，节省时间，所检测的变量较为单一；能够准确判定所需检测的样品中再造烟叶实际的掺配比例，可优化掺配工艺，有助于提高卷烟产品的质量稳定性。
CN112834441A公开了一种卷烟膨胀烟丝掺配比例及掺配均匀性的检测方法，是以掺配膨胀烟丝后的叶丝与纯叶丝的Hunter色差值△E作为标记物，建立膨胀烟丝的掺配比例与△E之间的线性回归方程，从而实现卷烟膨胀烟丝掺配比例及掺配均匀性的检测。该发明的方法简单可行，与传统的人工挑选的方法相比更具科学性和准确性，为卷烟掺配均匀性的优化提供了技术支持。
目前检测方法均较复杂，因此，探索快速、准确、科学地量化评价再造烟叶、再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的方法是十分有意义的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种卷烟掺配均匀性的检测方法及应用，尤其提供一种再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法及应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
在再造烟叶或再造梗丝的制备原料中加入第一显色剂，制得卷烟产品后向待测样品中加入第二显色剂使再造烟叶或再造梗丝变色，借助颜色差异检测所述掺配均匀性，其中，所述第一显色剂和第二显色剂发生显色反应。
本发明中所涉及的再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法中，再造烟叶或再造梗丝中的第一显色剂与制得卷烟产品后添加的第二显色剂发生显色反应后，再造烟叶或再造梗丝与天然烟丝呈现显著的颜色差异，通过颜色差异即可直观反映出掺配均匀性，并且可以简单高效地计算出掺配比例。此方法简单易操作，适宜工业放大。
优选地，所述第一显色剂包括三价铁盐、淀粉、石蕊或酚酞中的任意一种；所述第二显色剂包括硫氰酸盐、碘、酸性物质或碱性物质中的任意一种。
本发明所涉及的再造烟叶或再造梗丝中添加的第一显色剂包括三价铁盐、淀粉、石蕊或酚酞的任意一种时，含有第一显色剂的再造烟叶或再造梗丝产品的品质不会受到影响，且制得卷烟产品后喷加对应的第二显色剂，显色后呈现的颜色与烟丝颜色差异显著，更易区分再造烟叶或再造梗丝与天然烟丝。其中三价铁盐与硫氰酸盐、淀粉与碘、石蕊与酸性物质、酚酞与碱性物质可以一一对应，发生其特有的显色反应。
优选地，所述第一显色剂的添加量为每1000份所述再造烟叶或再造梗丝的制备原料中添加0.01-0.08份第一显色剂。
所述0.01-0.08份中的具体数值可以选择0.01份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份或0.08份等，上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述第二显色剂的添加量为每1000份所述待测样品中添加0.08-0.16份第二显色剂。
所述0.08-0.16份中的具体数值可以选择0.08份、0.09份、0.10份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份或0.16份等，上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
本发明中所述第一显色剂的添加量为每1000份所述再造烟叶或再造梗丝的制备原料中添加0.01-0.08份第一显色剂，第二显色剂的添加量为每1000份所述待测样品中添加0.08-0.16份第二显色剂时，添加量适中，显色均匀且易与天然烟丝分辨。
优选地，所述第二显色剂以溶液的状态存在，所述溶液中第二显色剂的质量百分数为0.1-0.3％。
所述0.1-0.3％中的具体数值可以选择0.10％、0.13％、0.16％、0.19％、0.22％、0.25％、0.28％或0.30％等，上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
本发明所涉及的第二显色剂的质量百分数为0.1-0.3％时，再造烟叶与再造梗丝显色均匀，易与天然烟丝区分。
优选地，制得卷烟产品后还向待测样品中加入固色剂。
优选地，所述固色剂为固色剂Goon721。
本发明在制得卷烟产品后还向待测样品中加入固色剂，固色剂可以提高颜色牢度，且还可促进颜色鲜艳，增加颜色差异。当固色剂特定选择固色剂Goon721时，固色效果更好，可以增强显色稳定性，增加颜色呈现时间。
优选地，所述借助颜色差异检测的具体方法包括数字图像处理方法。
优选地，所述数字图像处理方法的具体操作包括：
待测样品中的再造烟叶或再造梗丝变色后，通过图像采集装置采集图像，采用数字图像处理软件分析图像颜色差异，得所述掺配比例和掺配均匀性。
本发明所涉及的借助颜色差异检测的具体方法包括数字图像处理方法，数字图像处理方法可以快速高效的进行颜色解析，与常规的人工挑拣再造烟叶或再造梗丝相比，掺配比例的准确度和检测速度均大大提高。
第二方面，本发明提供如第一方面所述的检测方法在烟草产品质量检测中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中所涉及的再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法中，再造烟叶或再造梗丝中的第一显色剂与制得卷烟产品后添加的第二显色剂发生显色反应后，再造烟叶或再造梗丝与天然烟丝呈现显著的颜色差异，通过颜色差异即可直观反映出掺配均匀性，并且可以简单高效地计算出掺配比例。此方法简单易操作，适宜工业放大。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购获得的常规产品。
本发明实施例、测试例中所涉及的烟叶原料的来源为打叶复烤厂及卷烟厂车间；固色剂Goon721为购自东莞市嘉宏有机硅科技有限公司的产品。
实施例1
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，具体操作步骤如下：
(1)将1000份烟叶原料置于28℃的水中浸泡萃取1.5h，过滤后分为滤液和不溶物，随后将不溶物打碎成浆料，浆料投入造纸机中成型，制得片状基材，将滤液浓缩后制得浓缩液，浓缩液中加入0.05份氯化铁，随后将浓缩液回填到片状基材上，在90℃的温度下烘干，制得再造烟叶。
(2)将步骤(1)制得的80份再造烟叶和920份天然烟丝产品以制备原料，制得1000份卷烟产品(该制备工艺下，卷烟样品中再造烟丝的掺配比例无限接近于理论值0.08)，在生产线随机进行取样，25℃的条件下，按1000份待测样品喷洒50份第二显色剂(0.2％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)的比例添加第二显色剂，第二显色剂中还添加3％质量分数的固色剂Goon721，静置2min。
(3)随机抽取5组质量相同的步骤(2)处理后的待测烟丝。每组烟丝平铺展开，使用平面玻璃夹住定型，通过相机在相同的位置及光线条件下采集玻璃板两面的图像。
(4)采用六分法将烟丝图像等分为6块区域，通过软件ImageJ根据待测烟丝显色后的颜色进行抠图获得抠图区域，即为所选区域，计算所选区域的面积及所选区域面积与图像总面积的比例，得所述掺配比例，计算掺配比例数据的变异系数，得所述掺配均匀性。
实施例2
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，具体操作步骤如下：
(1)将1000份烟叶原料置于30℃的水中浸泡萃取1.6h，过滤后分为滤液和不溶物，随后将不溶物打碎成浆，浆液投入造纸机中成型，制得片状基材，将滤液浓缩后制得浓缩液，浓缩液中加入0.01份氯化铁，随后将浓缩液回填到片状基材上，在100℃的温度下烘干，制得再造烟叶。
(2)将步骤(1)制得的80份再造烟叶和920份天然烟丝产品以制备原料制得1000份卷烟产品(该制备工艺下，卷烟样品中再造烟丝的掺配比例无限接近于理论值0.08)，在生产线上随机进行取样，26℃的条件下，按1000份待测样品喷洒80份第二显色剂(0.1％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)的比例添加第二显色剂，第二显色剂还添加3％质量分数的固色剂Goon721，静置2min。
(3)随机抽取5组质量相同的步骤(2)处理后的待测烟丝。每组烟丝平铺展开，使用平面玻璃夹住定型，通过相机在相同的位置及光线条件下采集玻璃板两面的图像。
(4)采用六分法将烟丝图像等分为6块区域，通过软件ImageJ根据待测烟丝显色后的颜色进行抠图后选择抠图区域，即为所选区域，计算所选区域的面积及所选区域面积与图像总面积的比例，得所述掺配比例，计算掺配比例数据的变异系数，得所述掺配均匀性。
实施例3
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，具体操作步骤如下：
(1)将1000份烟叶原料置于32℃的水中浸泡萃取1.4h，过滤后分为滤液和不溶物，随后将不溶物打碎成浆，浆液投入造纸机中成型，制得片状基材，将滤液浓缩后制得浓缩液，浓缩液中加入0.08份氯化铁，随后将浓缩液回填到片状基材上，在80℃的温度下烘干，制得再造烟叶。
(2)将步骤(1)制得的80份再造烟叶和920份天然烟丝产品以制备原料，制得1000份卷烟产品(该制备工艺下，卷烟样品中再造烟丝的掺配比例无限接近于理论值0.08)，在生产线上随机取样，24℃的条件下，按1000份待测样品喷洒50份第二显色剂(0.3％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)的比例添加第二显色剂，第二显色剂中还添加3％质量分数的固色剂Goon721，静置1min。
(3)随机抽取5组质量相同的步骤(2)处理后的待测烟丝。每组烟丝平铺展开，使用平面玻璃夹住定型，通过相机在相同的位置及光线条件下采集玻璃板两面的图像。
(4)采用六分法将烟丝图像等分为6块区域，通过软件ImageJ根据待测烟丝显色后的颜色进行抠图后选择抠图区域，即为所选区域，计算所选区域的面积及所选区域面积与图像总面积的比例，得所述掺配比例，计算掺配比例数据的变异系数，得所述掺配均匀性。
实施例4
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将0.05份氯化铁替换为0.05份淀粉，并将0.2％质量分数的硫氰化钾溶液替换为0.2％质量分数的碘酒溶液，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将0.05份氯化铁替换为0.05份石蕊，并将0.2％质量分数的硫氰化钾溶液替换为0.2％质量分数的醋酸溶液，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将0.05份氯化铁替换为0.05份酚酞，并将0.2％质量分数的硫氰化钾溶液替换为0.2％质量分数的碳酸钠溶液，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将喷洒50份第二显色剂(0.2％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)，第二显色剂中添加3％质量分数的固色剂Goon721，替换为喷洒20份第二显色剂(0.5％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)，第二显色剂中添加7.5％质量分数的固色剂Goon721。
实施例8
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于不添加固色剂，即将喷洒50份第二显色剂(0.2％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)，第二显色剂中添加3％质量分数的固色剂Goon721，替换为喷洒50份第二显色剂(0.2％质量分数的硫氰化钾溶液)，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将0.05份氯化铁替换为0.05份氯化铁水溶液(氯化铁水溶液中氯化铁的质量分数为18％，即含有0.009份氯化铁)，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将0.05份氯化铁替换为0.09份氯化铁，其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将喷洒50份第二显色剂(0.2％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)替换为喷洒50份第二显色剂(0.15％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)，其余均与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供一种再造烟叶在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其检测方法与实施例1的区别仅在于将喷洒50份第二显色剂(0.2％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)替换为喷洒50份第二显色剂(0.36％质量分数的硫氰化钾溶液为第二显色剂)，其余均与实施例1相同。
测试例1
对实施例1-12对应的检测方法测得掺配比例的准确性进行评估(认定各实施例的样品掺配比例能够达到理论值0.08)，偏差度＝|各实施例测得掺配比例平均值/0.08-1|×100％。
表1
| 偏差度(％) | |
| 实施例1 | 0.3652 |
| 实施例2 | 0.2875 |
| 实施例3 | 0.7375 |
| 实施例4 | 7.5500 |
| 实施例5 | 14.4250 |
| 实施例6 | 11.3250 |
| 实施例7 | 5.5500 |
| 实施例8 | 5.7000 |
| 实施例9 | 1.5475 |
| 实施例10 | 2.6625 |
| 实施例11 | 2.5625 |
| 实施例12 | 1.4000 |
由表1数据可知，实施例4-6使用的显色反应分别为淀粉遇碘变蓝、石蕊遇酸变红和酚酞遇碱变红的显色反应，其检测的偏差度高于实施例1，表明显色试剂特定选择三价铁盐与硫氰酸盐时，再造烟丝、再造梗丝与天然烟丝颜色差异明显，检测准确性高。
实施例7第二显色剂中的硫氰化钾溶液的质量百分数提高到0.5％，对应的第二显色剂的喷洒量降低至20份，其偏差度高于实施例1，表明第二显色剂浓度过高会造成喷洒量不足，进而造成喷洒不均匀，影响检测的准确度。
实施例8的检测方法中不含固色剂，其偏差度高于实施例1，表明固色剂可以提高颜色的鲜艳度，进而增强检测准确度。
实施例9和实施例10的第一显色剂氯化铁的添加量不在每1000份所述再造烟叶或再造梗丝的制备原料中添加0.01-0.08份第一显色剂的优选范围内，其偏差度高于实施例1，表明每1000份所述再造烟叶或再造梗丝的制备原料中添加0.01-0.08份第一显色剂时，第一显色剂浓度适中，显色效果好，可以提高检测的准确度。
实施例11和实施例12的第二显色剂的添加量不在每1000份所述卷烟产品中添加0.08-0.16份第二显色剂的优选范围中，其偏差度高于实施例1，表明每1000份所述卷烟产品中添加0.08-0.16份第二显色剂时，第二显色剂与第一显色剂可以更有效的发生显色反应，显色效果好，准确度高。
测试例2
使用实施例1-12对应的检测方法对掺配均匀性进行评估，数据如表2所示，掺配均匀性为各实施例中60个掺配比例数据的掺配均匀性差异值，使用变异系数表示。实施例4-12检测使用的检测样品与实施例1相同。
表2
| 掺配均匀性差异值 | |
| 实施例1 | 0.07 |
| 实施例4 | 0.261 |
| 实施例5 | 0.270 |
| 实施例6 | 0.312 |
| 实施例7 | 0.208 |
| 实施例8 | 0.201 |
| 实施例9 | 0.132 |
| 实施例10 | 0.151 |
| 实施例11 | 0.155 |
| 实施例12 | 0.125 |
本发明所述的检测方法不仅可以通过肉眼观察直观的反映卷烟产品中再造烟叶和再造梗丝的掺配均匀性，而且还可以定量分析掺配均匀性，其中实施例1对应的掺配均匀性好，检测方法准确性高。因此，检测方法不仅简便高效，而且科学准确。
由表2数据可知，实施例4-6使用是显色反应分别为淀粉遇碘变蓝、石蕊遇酸变红和酚酞遇碱变红的显色反应，其掺配均匀性差异值高于实施例1，检测到的掺配比例数据更为离散，表明显色试剂特定选择三价铁盐与硫氰酸盐时，再造烟丝、再造梗丝与天然烟丝颜色差异明显，测出掺配均匀性差异值小，与真实数据更为接近，检测准确性高。
实施例7第二显色剂中的硫氰化钾溶液的质量百分数提高到0.5％，对应的第二显色剂的喷洒量降低至20份，其掺配均匀性差异值高于实施例1，表明第二显色剂浓度过高会造成喷洒量不足，进而造成喷洒不均匀，影响检测的准确度。
实施例8的检测方法中不含固色剂，其掺配均匀性差异值高于实施例1，表明固色剂可以提高颜色的鲜艳度，进而增强检测准确度。
实施例9和实施例10的第一显色剂氯化铁的添加量不在每1000份所述再造烟叶或再造梗丝的制备原料中添加0.01-0.08份第一显色剂的优选范围内，其掺配均匀性差异值高于实施例1，表明每1000份所述再造烟叶或再造梗丝的制备原料中添加0.01-0.08份第一显色剂时，第一显色剂浓度适中，显色效果好，可以提高检测的准确度。
实施例11和实施例12的第二显色剂的添加量不在每1000份所述卷烟产品中添加0.08-0.16份第二显色剂的优选范围中，其掺配均匀性差异值高于实施例1，表明每1000份所述卷烟产品中添加0.08-0.16份第二显色剂时，第二显色剂与第一显色剂可以更有效的发生显色反应，显色效果好，准确度高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种再造烟叶或再造梗丝在卷烟中掺配均匀性的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
在再造烟叶或再造梗丝的制备原料中加入第一显色剂，制得卷烟产品后向待测样品中加入第二显色剂使再造烟叶或再造梗丝变色，借助颜色差异检测所述掺配均匀性，其中，所述第一显色剂和第二显色剂发生显色反应。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一显色剂包括三价铁盐、淀粉、石蕊或酚酞中的任意一种；所述第二显色剂包括硫氰酸盐、碘、酸性物质或碱性物质中的任意一种。
3.如权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述第一显色剂的添加量为每1000份所述再造烟叶或再造梗丝的制备原料中添加0.01-0.08份第一显色剂。
4.如权利要求1-3中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述第二显色剂的添加量为每1000份所述待测样品中添加0.08-0.16份第二显色剂。
5.如权利要求1-4中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述第二显色剂以溶液的状态存在，所述溶液中第二显色剂的质量百分数为0.1-0.3％。
6.如权利要求1-5中任一项所述的检测方法，其特征在于，制得卷烟产品后还向待测样品中加入固色剂。
7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述固色剂为固色剂Goon721。
8.如权利要求1-7中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述借助颜色差异检测的具体方法包括数字图像处理方法。
9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述数字图像处理方法的具体操作包括：
待测样品中的再造烟叶或再造梗丝变色后，通过图像采集装置采集图像，采用数字图像处理软件分析图像颜色差异，得所述掺配比例和掺配均匀性。
10.如权利要求1-9中任一项所述的检测方法在烟草产品质量检测中的应用。
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