卷烟持灰能力测定及与自由燃烧速度间的关系

为了定量评估卷烟的持灰能力,了解其现状并探索影响因素,对持灰能力的测定方法进行研究.对部分常规规格卷烟的持灰能力进行了测定及统计分析,并研究了持灰能力与卷烟自由燃烧速度间的关系.结果表明,基于全程录像和灰柱断裂瞬间图像分析的卷烟持灰能力测定方法具有准确的结果和良好的重复性.30种不同牌号卷烟的持灰能力介于36.28~48.01 mm之间,且不同牌号卷烟的持灰能力存在显著差异.此外,卷烟持灰能力与自由燃烧速度间呈显著的正相关关系.

生物技术对造纸法烟草薄片的浓缩液影响研究

从生物技术中提取的某些物质能够有效地去除造纸法烟草薄片的浓缩液中的有害物质。为对造纸法烟草薄片的化学组成进行合理调整,提高其质量,以产香酵母为原料,对其发酵过程中常见的化学组分及香气物质进行分析,确定最佳发酵工艺,将醇化与产香酵母发酵相结合,并进行感官评价,研究其对烟叶质量的影响。结果表明,在70℃下进行48 h的热醇化处理,可以明显增加浓香型物质的种类及含量,增加呈香物质的种类及含量。采用产香酵母发酵78小时,提取出的香气物质最多达53种,其总量达到1061.69µg/mL。采用生物技术能有效地去除浓缩液中的苯酚、氯酚、多酚类等有害物质,同时还能提高烟草薄片的品质,降低了烟草薄片中的有害物质含量。

果香香韵单体在壁式加热卷烟中转移行为分析研究

为量化表征果香单体香原料在壁式加热卷烟中的调香可用性,基于气相色谱质谱联用技术和嗅觉感官阈值测定,分别研究了果香单体香料在壁式加热卷烟中的转移分布、加香贡献度及逐口释放行为。通过研究发现:1)果香单体香原料的加香贡献度D值差距甚大,其中D值最大的γ-辛内酯(12485.0)是苯甲醇(0.1)的10万倍;2)果香单体香料的主流烟气转移率不高,约7%~37%,但高沸点香料损失主要原因是冷凝截留而低沸点香料损失主要原因是抽吸过程中空气散失;3)果香单体香料的逐口释放量随抽吸口序增加有两种趋势,一种呈逐口递减趋势,另一种呈先增后递减趋势。其中庚酸乙酯,辛酸乙酯,癸酸乙酯,乙酰丙酸乙酯和苯乙酸乙酯属递减,肉桂酸乙酯,γ-庚内酯,γ-辛内酯,γ-癸内酯等属先增后减。

基于图像识别的叶丝形态表征及其数值模拟

【背景和目的】研究一种叶丝颗粒的粒度和粒形表征方法,表征结果可用于其数值模拟的建模。【方法】采用图像分析技术,确定分散放置在二维平面上的每根叶丝的等面积圆当量径、最大弗雷特(Feret)径、圆形度和纵横比。【结果】(1)利用提出的叶丝颗粒图像采集和处理方法,通过对叶丝样品数据的统计分析,确定叶丝物料粒度和粒形的概率密度分布曲线,实现了长丝、中丝、短丝和碎丝4种长度叶丝物料的颗粒粒度和粒形表征,表征参数可定量的反映不同样品的颗粒尺寸和形状的差异。(2)离散单元法数值模拟结果表明叶丝的粒度和粒形性质对物料堆积高度有重要影响。本文基于实验测量得到的粒度和粒形概率分布曲线,生成了与实际形态分布一致的叶丝颗粒的数值模型,数值模拟结果与实验结果的偏差在1.3%以内。【结论】提出的方法从粒度和粒形对叶丝颗粒进行定量表征,表征结果一方面能反映不同物料的性质差异,另一方面可直接用于建立与实际情况接近的数值模型,从而准确预测不同长度叶丝颗粒的堆积高度。

不同圆周卷烟的风格特征与烟气特征分析

【目的】考察卷烟圆周值对烤烟烟叶风格特征及烟气特征的影响。【方法】以八大香型烤烟产地典型烟叶(C3F)为原料,分别制备常规、中支和细支卷烟样品,通过对样品进行感官评价、常规烟气指标和香味成分检测,研究八大香型生态区域烤烟烟叶随卷烟圆周值变化其风格特征和烟气特征的变化规律。【结果】(1)不同生态区烤烟烟叶卷制烟支的香气风格随圆周值的变化存在差异,随着卷制圆周值降低,烟叶原料卷烟的风格特征呈弱化趋势。(2)不同生态区烤烟烟叶卷制烟支的品质特征随圆周值的变化存在差异,随着卷制圆周值的降低,香气量、透发性和成团性等感官指标均有减小趋势,刺激性、干燥感和细腻程度等感官指标有改善趋势。(3)随卷制圆周值降低,不同生态区烤烟烟叶卷制烟支主流烟气焦油、烟碱和CO释放量均有减小。(4)随着卷制圆周值的降低,除黑龙江哈尔滨生态区烟叶外,其他生态区烟叶卷制烟支的主流烟气TPM单口释放量为中支烟>常规烟≥细支烟。香味成分酚类、酸类、酯类、内酯类、酰胺类和新植二烯的单口释放量整体表现为中支烟≥常规烟>细支烟,醛类、烃类、杂环类、醇类和酮类物质的单口释放量整体表现为中支烟>常规烟≥细支烟。

加热卷烟抽吸前后葡萄糖和果糖转化及烟气转移分析

【目的】研究加热卷烟抽吸后葡萄糖、果糖的转化率和转移率,【方法】优化离子色谱检测方法,检测8种加热卷烟烟芯、降温段、滤嘴以及烟气中的葡萄糖和果糖,分析不同烟具的加热方式对烟芯中葡萄糖、果糖转化率的影响。【结果】(1)优化后的检测方法重复性和回收率较高,葡萄糖、果糖的加标回收率分别为95.3%~95.8%、100.6%~102.8%,重复测定的相对标准偏差(RSD)分别为1.77%、1.28%;(2)8种加热卷烟烟芯中葡萄糖含量为3~5 mg/支,果糖含量为5~10 mg/支,且具有显著的正相关性;(3)烟芯中葡萄糖转化率为89.20%~97.37%,果糖的转化率为88.33%~95.28%,且具有极显著的正相关性;(4)8种加热卷烟的烟气和滤嘴段均未检出葡萄糖和果糖;(5)烟具的加热方式会影响葡萄糖和果糖的转化率。

基于改进CRNN网络的卷烟件烟上行码识别方法研究

在卷烟物流系统中,卷烟追溯标签包含了一维条码未包含的部分分拣关键信息,可极大提升分拣效率,其关键在于高精度标签识别。为实现卷烟追溯标签的精准识别,提出一种基于改进于卷积循环神经网络(Convolutional Recurrent Neural Network,CRNN)的卷烟追溯标签识别网络,称为RA-CRNN。该方法的特征提取受ResNet启发引入了残差结构,并通过注意力和门控机制提升识别精度。改进后算法的识别准确率较目其他先进的文本识别算法有所提升,对追溯标签识别准确率达到97.87%,可满足工业自动化卷烟追溯标签识别的要求。

基于近红外光谱的卷烟配方模块香型预测

为提高卷烟配方模块的分类识别准确率,并为卷烟配方模块的科学评估提供技术支撑,提出了一种基于近红外光谱特征筛选的卷烟配方模块香型预测方法。选取2017—2019年238个卷烟配方模块样品的近红外光谱数据,结合特征工程中的递归特征消除法和BP神经网络、随机森林、XGBoost3种机器学习技术,构建了基于特征变量的香型预测模型。与全光谱数据训练的分类效果对比,经过递归特征消除法筛选后的光谱特征变量能够有效提升卷烟配方模块香型的识别准确率,其中,XGBoost算法分类效果最佳,模型对测试集的识别准确率达到了90.41%。结果表明,基于近红外光谱特征筛选的香型预测方法对卷烟配方模块的快速定位、科学评价及卷烟配方设计等有一定的辅助决策作用。

基于高光谱成像及机器学习的烟叶糖料液施加量判别模型

针对目前烟叶加料工序中糖料液加料效果无法进行无损检测的问题,基于高光谱成像及机器学习构建了烟叶糖料液施加量判别模型。首先,利用可见光-短波红外高光谱成像系统获取不同糖料液施加量烟叶样品的高光谱数据,采用标准正态变换(SNV)进行预处理;然后,分别使用全频域数据和主成分分析(PCA)降维数据,结合支持向量机(SVM)、逻辑回归(LR)、多层感知机(MLP)、随机森林(RF)构建4种判别模型并进行验证。结果表明:SNV预处理显著增强了高光谱数据的特征集中度;在使用全频域波段数据建模时,短波红外波段内模型的预测准确率均显著高于可见光波段,短红外波段的LR模型准确率最高(为98.23%);相较于全频域数据建模,使用PCA降维后的前10个主成分数据建模时,短红外波段的模型预测准确率无显著变化,而可见光波段的RF模型预测准确率提升较为明显(达71.43%);在可见光波段内,PCA降维后4种判别模型的最高准确率对应的主成分数量分别为217个、55个、47个、59个,在短波红外波段内,则分别为13个、11个、117个、46个。整体上,LR和RF模型表现出较优异的预测性能,在短波红外波段内,基于PCA降维数据的LR模型在使用较少主成分时仍能获得高准确率,具有快速、无损、精准地判别烟叶糖料液施加量的能力。

纳米纤维素在造纸法再造烟叶基片中的应用

为提高再造烟叶的物理性能,使用2种纳米纤维素(纤维素纳米晶须CNC和纤维素纳米纤丝CNF)替代部分木桨纤维,比较其对再造烟叶松厚度、抗张强度的影响,选择添加效果较好的纤维素纤丝,然后考察其不同添加量对再造烟叶松厚度、抗张强度、热解性能的影响,最后研究纳米纤维素的添加对再造烟叶主流烟气粒相物成分的影响。结果表明,在同一木浆纤维添加量下,添加CNF对再造烟叶抗张强度的提升效果强于CNC,且两者的添加对再造烟叶松厚度均无显著影响;在烟草浆料中添加CNF可以有效提高再造烟叶基片的抗张强度,随着CNF添加量的增加,造纸法再造烟叶基片的抗张强度随之增大;再造烟叶的热稳定性随CNF添加量的增加而增强,质量损失达到5%时温度(T-5%)、质量损失达到50%的温度(T-50%)和最终残渣量逐渐增加,而质量损失最大时温度(Tmax)未发生明显变化;添加少量CNF对再造烟叶主流烟气粒相物成分没有显著影响。CNF的添加可有效替代部分木浆纤维,从而降低木浆纤维的添加量,在提升再造烟叶抗张强度的同时,还提高了烟草薄片的热稳定性,为开发一种满足加工工艺需求的新型再造烟叶提供新思路。

卷烟生产过程中焦油稳定性关键影响因素研究

为探索卷烟生产过程各因素对卷烟焦油稳定性的影响,采用单因素试验方法,分析切丝宽度、切丝水分、烟丝混合均匀度、梗丝加工工艺、烟支重量及劈刀盘规格对卷烟焦油批内均匀性和批间稳定性的影响。方差分析及T检验结果表明,切丝宽度不同对卷烟焦油的批间稳定性有显著性影响,试验范围内,随着切丝宽度的增加,批间焦油量减小;试验范围内,切丝水分、烟丝混合均匀度及梗丝加工工艺影响卷烟焦油的批内均匀性;烟支重量不同对卷烟焦油批间稳定性有显著性影响,随着烟支重量增加,焦油量增大;重量稳定的前提下,劈刀盘规格不同影响烟支密度的均匀性,从而影响卷烟焦油的批间稳定性和批内均匀性。

烟粉添加对烟草薄片固液耦合涂布效果的研究

为探究烟粉添加对固液耦合涂布效果的影响,本研究通过开展烟粉性能分析,主要探讨了烟粉添加对涂布效果、烟草薄片理化指标的影响。结果表明,烟粉的添加导致涂布液密度、固含量、黏度增加,且黏度增加最快,烟粉添加量对涂布液的影响大于其粒径。烟粉的添加引起烟草薄片抗张强度增加,柔软度和透气度减小。适宜的烟粉添加量应低于9%,粒径为500目左右。

茶叶烟用香料的制备技术及其在卷烟中的应用进展

综述了茶叶种类和物质组成、茶叶烟用香料制备技术及其在卷烟中的应用现状。茶叶中富含的茶多酚、茶多糖、茶氨酸、茶色素、挥发性成分是茶叶和茶叶烟用香精滋味和功效差异的物质基础。溶剂提取与蒸馏、膜分离技术、超临界二氧化碳萃取、亚临界萃取等技术被应用于茶叶烟用香料的制备,且在叶组、滤棒、内衬纸和卷烟胶有广泛的研究和应用。因此对茶叶烟用香料的现有研究进行归纳总结,并对未来研究方向进行展望分析。

膨胀烟丝分段式两级风选系统的设计

烟支中的梗签会直接影响卷烟的产品质量,经过干冰膨胀后密度变小,更难以剔除。为了高效剔除干冰膨胀后叶丝中的梗签,提高膨胀叶丝的纯净度,本文针对工厂实际设计了膨胀烟丝分段式两级风选系统,包括设备设计原理、设备组成、电控以及操作内容。试验表明,采取该系统后,膨胀烟丝中梗签和湿团烟丝剔除率平均为2.04%,各指标符合要求,并且占地面积较小、能耗低。

卷烟配方模块价值计量分析模型研究

针对传统配方模块质量评价方法存在主观性、盲目性等缺点,以及其所造成的配方模块质量与其实际生产、使用存在较大偏差,提出了一种基于历史生产数据的配方模块价值计算方案,挖掘由配方模块实际使用情况衡量配方模块价值与配方模块质量的关系,以该方案计算结果作为表征配方模块综合质量的指标,并运用BP神经网络算法和统计分析方法验证计算结果的合理性。结果表明,感官指标(香气、烟气、味感、香型)与档次显著正相关,化学指标(烟碱CV、糖碱比)与档次无显著相关性,档次作为配方模块质量的评估方案太过主观。而配方模块价值与感官指标、化学指标均显著相关,说明配方模块价值是结合了主观指标与客观指标的综合体现,因此更适合用来代表配方模块的质量;配方模块价值计算方案充分考虑了卷烟实际生产运作的特点,更加贴合生产实际,能够更好地为卷烟配方模块的生产和使用提供指导。

葡萄干总黄酮和多酚成分的富集纯化及其对卷烟抽吸质量的影响

为解决植物粗提物在卷烟中的应用受限问题,充分发挥天然植物多元成分在卷烟加香加料的作用,利用纯水、50%乙醇溶液和90%乙醇溶液对葡萄干进行提取得到粗提物,利用D101大孔树脂通过不同浓度乙醇溶液洗脱对葡萄干粗提物进行纯化,得到葡萄干精制物,采用紫外分光光度法检测精制前后的总黄酮和多酚的含量变化,评价葡萄干粗提物、精制物在卷烟中的应用效果。结果表明:(1)不同提取溶剂获得的葡萄干粗提物总黄酮含量差异明显,50%乙醇粗提物总黄酮含量最高,为4.437 9 mg/g,粗提物中均不含多酚;(2)经大孔树脂富集后,30%乙醇洗脱流份中的总黄酮和多酚含量最高,纯水、50%乙醇和90%乙醇提取物的总黄酮含量分别为7.21%、16.04%和15.43%,多酚含量分别达到3.72%、5.50%、7.66%,实现了有效成分的富集;(3)葡萄干精制物对卷烟烟气的修饰作用明显优于粗提物,其中10%乙醇和30%乙醇洗脱精制物在柔和烟气、增加烟气量和改善抽吸品质方面效果更佳。

不同梗签含量对中支卷烟品质的影响

目的:研究梗签含量对卷烟品质的影响。方法:向中支卷烟中添加不同质量比例的梗签(0.0%、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%、9.0%、10.8%、12.6%、14.4%),检测燃烧时间、烟支密度、燃烧锥掉落倾向、物理指标和烟气指标等烟支品质相关指标。结果:少量梗签添加(1.8%、3.6%)对烟支锥头形成及掉头具有改善作用,且能够改善烟碱量、焦油、一氧化碳等烟气指标稳定性。结论:低比例梗签添加与高比例添加相比较,提高了卷烟的烟气品质。

不同产地雪茄烟叶质量差异分析

为探究不同产地雪茄烟叶质量特性,寻求国内外雪茄烟叶差异点,对国内外5个产地雪茄烟叶外观质量、物理特征、感官质量进行评价分析,使用多样性评价方法对香韵进行分析。结果表明:国产茄衣平整度、叶面组织、油分等指标达与多米尼加烟叶接近,但存在尺寸偏大,色泽均匀度、光泽不足等问题;国产雪茄烟叶厚度、拉力与多米尼加雪茄烟叶差异不显著;茄芯感官质量优于茄衣;多米尼加雪茄烟叶感官质量优于其他产地,海南产地雪茄烟叶在国产烟叶中表现最好。综上所述,国产茄衣外观质量基本达到茄衣使用需求,部分物理指标达到多米尼加烟叶水平,但需从色泽均匀度、光泽、感官质量方面进行针对性提升。

一株耐高温β-胡萝卜素降解菌的筛选及发酵工艺优化

以提升烟叶香韵为目的,对4株产香酵母菌进行发酵培养,通过产香感官评价、酶活分析、烟叶发酵成分分析(GC-MS法),筛选得到1株β-胡萝卜素降解产香酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)SC35。方法:①4株酵母菌发酵产香效果感官评价;②CS35菌株β-胡萝卜素降解效果分析、样品萃取及GC-MS靶向测试分析;③酶活测定、酶促反应体系研究;④菌株SC35发酵工艺优化及响应面优化。SC35在70℃高温环境下能有效加速β-胡萝卜素的降解,降解产物为1,3-环己二酮、氧化异佛尔酮、β-紫罗兰酮等,通过单因素试验和响应面法优化菌株SC35的最佳培养基配方中各组分添加量依次为葡萄糖2.01%,NaNO20.20%,K2HPO40.10%,MgSO40.05%,FeSO4·7H2O 0.001%,KCl 0.05%;最佳发酵条件为发酵温度27.65℃,发酵时间72 h,接种量0.99%,摇床转速140 r/min,装液量100 mL/250 mL,pH值5.5(自然)。采用优化后发酵工艺SC35粗酶液降解效率可达86%以上。

融合卷烟叶组配方信息构建叶丝填充值预测模型研究

为更好地构建叶丝填充值预测模型,采用文本向量化和构建机器学习模型的方法,分析了8500个制丝加工批次的叶组配方信息、在线数采数据和质量检测数据,建立了叶丝填充值预测模型。结果表明:通过引入叶组配方信息可有效提高叶丝填充值预测模型的预测能力,模型的平均调整决定系数由0.480±0.012上升为0.570±0.013;将所构建的模型在未参与建模的某牌号叶丝的相关数据集上进行验证应用,结果显示引入叶组配方信息后,叶丝填充值预测模型的平均绝对偏差由0.106 cm~(3★)g~(-1)下降为0.088 cm~(3★)g~(-1);基于所构建的叶丝填充值预测模型,可定量分析产地因素对叶丝填充值的影响程度。