基于线结构光扫描的烟支表面缺陷检测方法研究

在烟支表面缺陷检测时,为解决传统二维图像方法无法获得深度信息的问题,提出一种基于线结构光传感器旋转扫描的检测方法。烟支在两同向辊轮的旋转带动下实现自转,通过线结构光视觉传感器获取物体轴向轮廓线,使用随机采样一致性拟合轮廓线,通过计算原始点到拟合轮廓的距离判断缺陷点。选取某品牌烟支在检测过程中得到的原始数据,其中多组样本的Kappa值均达到0.97,重复性达到99.3%。研究为烟支缺陷检测提供参考。

基于点云聚类分析的烟支表面三维缺陷检测

针对褶皱、布带纹等烟支表面缺陷在识别中无法量化、主观性强的问题,提出一种基于点云聚类分析的烟支表面缺陷检测方法。采用线结构光扫描采集烟支表面点云数据,利用自适应参数的密度聚类分析方法将缺陷点进行聚类;通过聚类思想将缺陷点云分为不同点簇,计算出聚类后的点簇尺寸,为标准化缺陷的尺寸评估提供可量化的缺陷度量。采集1200支烟支样本的点云数据进行缺陷检测试验,结果表明,所提方法对烟支表面缺陷检测的准确率为98.25%。研究可为烟支表面缺陷检测提供参考。

基于矿物元素结合化学计量学方法实现烟叶溯源

[目的]通过测定烟叶矿物元素的含量结合化学计量学方法建立关于烟叶溯源的特征指纹图谱,并对方法的准确性和可靠性进行验证。[方法]采用电感耦合等离子发射光谱仪结合微波湿法消解分析种植于5个不同地区土壤的25个烟叶样品中矿物元素的含量,对所得到的元素含量进行单因素方差分析、主成分分析和典型判别分析。[结果]种植于不同地区土壤的烟叶中矿物元素含量存在明显差异。利用主成分分析得到的前2个主成分能够充分反映原始数据信息,并且利用对烟叶中矿物元素含量的分析,实现了种植于不同地域土壤中烟叶的产地溯源。结合Fisher判别分析进行验证并用“留一法”进行交叉检验,得到了理想的验证结果,其正确判别率均达到了100%。[结论]基于烟叶中矿物元素含量的特异性差异可以对烟叶进行正确的溯源分析。

基于烟支物理指标的分析方法应用

烟支物理指标是体现卷烟及加工性能的重要指标,其包括质量、圆周、吸阻、总通风率、硬度、长度。在生产过程中,随机抽检把每一个指标都作为烟支合格与否的考量,不能完全体现烟支的整体质量水平。物理指标中的多个指标内容需要融合来表征其总体的质量评价,物理指标的评价应突破单一指标是否符合工艺标准的限制,应多方法多评价机制来丰富对物理指标评价的体系。综述了3种常用分析方法在烟支物理指标综合质量评价及其他指标上的应用,并详细介绍了操作步骤及计算公式,以期为研究人员在多指标多因子评价方法的选择上理清思路和提供参考。

不同形态梗丝中烟碱含量波动分析

研究探明片状梗、丝状梗、颗粒梗、再造梗中烟碱含量及波动差异情况,进而为掺梗烟支质量稳定性提升提供技术支撑。搭建了一种低样品需求质量情况下梗丝中烟碱的快速准确测定方法,测定了不同形态梗丝中烟碱的含量,结合方差分析等统计学方法定量分析了梗丝形态对烟碱一致性及波动的影响情况。结果表明:(1)片状梗、丝状梗、颗粒梗、再造梗F值均小于F临界值,在0.05显著性水平时,各形态梗丝样品中的烟碱是均匀的。(2)片状梗、丝状梗、颗粒梗3种形态梗丝烟碱含量接近,再造梗烟碱含量显著高于其他梗丝,传统梗丝制造工艺对梗丝中烟碱含量无显著影响。(3)片状梗10次烟碱测定标准差为0.29~0.45 mg/g,丝状梗为0.09~0.18 mg/g,颗粒梗为0.05~0.09 mg/g,再造梗为0.11~0.19 mg/g。研究结论:相较于片状梗,将烟梗制备成丝状梗、颗粒梗、再造梗可显著降低梗丝中烟碱的波动,从而提升掺梗烟支产品质量的稳定性。

含水率及包装方式对烟梗醇化质量的影响

为科学合理选择烟梗含水率及包装方式,本研究在自然醇化条件下,探究了11%、15%和18%3种含水率,以及纸箱、麻袋2种包装方式对醇化期间(1年)烟梗含水率、包芯温度、外观质量及常规化学成分的影响。结果表明,含水率11%和15%麻袋装烟梗样品未出现霉变,含水率15%箱装烟梗,含水率18%麻袋和箱装烟梗部分样品出现了霉变。随着含水率的增加,烟梗含水率波动越大,颜色转深越明显,出现霉变风险越高,含水率11%含量箱装烟梗的含水率稳定性优于麻袋包装。包芯温度在8.0~35.0℃范围内,主要受环境温度影响;烟梗总糖、还原糖含量总体呈下降趋势,高水分烟梗下降幅度相对较大。复烤烟梗含水率宜控制在11.0%左右,宜采用纸箱包装方式。

烟叶农残全过程管控标准化的建立与实施

我国烟草侵染性病害有68种,害虫200多种,化学农药是防治烟草病虫害的主要措施之一,多种病虫害会导致农药残留的多样性。通过抽样、数据统计和数据分析等手段,根据不同地区和时间的烟叶农残数据变化情况,制订针对性的管控方案。这些方案将根据不同的时间段、地理位置及烟叶种植区域进行调整,旨在打造全市、全省、全国范围内的绿色可持续生态环境。通过这些措施,能够极大地节约人力和物力资源,实现烟草重要病虫害和农药残留的安全控制,实现生态环境的可持续发展。以石林县干、鲜烟叶农药残留量为研究对象,研发制作了可快速、准确地检测烟草残留量的时间分辨荧光定量试纸条,利用荧光定量快速检测方法,对云南省昆明市石林县7个烟站干、鲜烟叶农残进行定量检测,根据检测结果,进行统计分析并建立烟叶农残数据库和预警方案。

基于Stacking算法的烟支空头率影响因子及其效应挖掘研究

为推动烟草行业由“信息化”向“智能化”迈进,深入挖掘烟草行业大数据价值,反哺工艺质量控制。文章选取烟支缺陷中最核心的项目空头作为研究对象,运用Stacking集成机器学习算法识别出烟支空头率的重要影响因子为VE段流化槽压力、筛风风机转速、VE段比例系数、吸丝带与前后道修整器后侧之间的距离。数值试验结果显示:SE段的工艺参数对烟支空头率的影响高于VE段,且SE段与VE段参数之间存在显著交互。为降低空头率,通过提取决策树最优决策路径输出重要影响因子的参数设定组合建议值为:VE段的流化槽压力终值设定在-2.5~-2.0hPa,针辊比例系数设定在115%~120%,筛分风机风速不高于1350r/min;SE段修整器/吸丝带的距离-前道修整器后设定为0~1mm,修整器/吸丝带的距离-后道修整器后设定为0.5~1mm或者1~2mm。基于数据科学模型探究烟支空头率影响因素,不仅可以降低试验前期探索成本、规避科学试验片面性,而且为提高烟支质量控制稳定性、降低烟支剔除率和生产消耗提供有效依据。

奶香型凝胶滤棒特征成分在卷烟中的转移行为

为了研究奶香型凝胶滤棒在卷烟中的加香效果,建立了GC-MS分析方法,优化了前处理条件,并研究了特征成分在奶香型凝胶滤棒卷烟中的转移率。结果表明:最优的萃取条件为用无水乙醇作为溶剂,萃取体积10 mL,超声萃取时间60 min;奶香型凝胶滤棒中5种特征成分(香兰素、乙基香兰素、藜芦醛、茴香醇、乙酸大茴香酯)加样回收率在94.1%~104.1%,检出限在0.11~8.23μg/mL,定量限在0.25~27.42μg/mL。5种特征成分的转移率分为3个梯度,香兰素和乙基香兰素向主流烟气粒相物中的转移率较高,分别为8.44%和8.14%,其次是茴香醇(5.42%)和乙酸大茴香酯(4.35%),黎芦醛转移率最低,为2.44%;5种特征成分的滤嘴截留率在85.31%~90.37%,说明凝胶加香方式下特征成分大部分截留在滤嘴中;滤嘴中香兰素含量和主流烟气粒相物中香兰素的转移率在自然环境下放置前180 d快速减少,180~360 d呈现逐渐降低的趋势,说明生产出来180 d内是奶香型凝胶滤棒卷烟的最佳抽吸时间。在恒温恒湿条件下的滤嘴中香兰素含量和主流烟气粒相物中香兰素转移率均高于自然通风环境下,说明奶香型凝胶滤棒卷烟最好放置在温湿度相对恒定的环境下保存。

基于贝叶斯优化混合核极限学习机的真伪卷烟拉曼光谱预测研究

为解决人工鉴别真伪卷烟存在的预测精度低和主观性强的问题,提出一种基于贝叶斯优化混合核极限学习机的真伪卷烟拉曼光谱鉴别方法。该方法通过采用混合核函数提高模型的学习能力和泛化性能,并采用贝叶斯算法对混合核函数的参数进行优化,使其不仅有良好的局部搜索能力,同时也加强了全局搜索能力。将该方法应用于某品牌的真伪卷烟预测,试验结果表明:该模型拥有更好的预测精度,为真伪卷烟拉曼光谱预测提供了一种新思路。

GC-MS内标法测定烟用水基胶中7种邻苯二甲酸酯含量的不确定度评定

依据YC/T 333—2010《烟用水基胶邻苯二甲酸酯的测定气相色谱-质谱联用法》,建立烟用水基胶中7种邻苯二甲酸酯含量的不确定度评定方法。采用GUM法进行不确定度评定,建立数学模型,分析并计算影响检测结果准确性的各不确定度分量,得到了合成不确定度和拓展不确定度,形成一套合理的不确定度分析方案。结果表明:7种邻苯二甲酸酯的扩展不确定度值为2.50~5.11 mg·kg^(-1)(k=2);在6个因素中,影响检测结果的主要因素是标准工作曲线的拟合,其次是测量重复性和标准溶液配制,其他因素的影响较小,可以忽略不计。该评定结果可为GC-MS内标法测定烟用水基胶中7种邻苯二甲酸酯含量的不确定度提供理论参考。

基于改进YOLOv5的X光卷烟检测

为解决基于X光的卷烟检测存在的预测精度低和主观性强的问题,介绍一种改进的YOLOv5算法,并将其应用到基于X光的卷烟目标检测中;该方法将YOLOv5的骨干网络进行改动,增添卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module, CBAM);CBAM是一个用于前馈卷积神经网络的简单而有效的注意力模块,能够沿着通道和空间两个单独的维度依次推断注意映射;然后,通过将注意力映射乘以输入特征映射,进行自适应特征细化;最后,将该方法应用某地区卷烟X光的测试数据;试验结果表明:该模型拥有更好的预测精度,为卷烟X光检测提供了一种新思路。

烟支单支克重偏差影响因素分析

以现有PROTOS70卷烟机为基础,针对可能影响烟支单支克重偏差的微波重量控制、烟条长度、平整盘装置、铲丝刀、正负压供给、梗签二次分离装置、吸丝道、烟舌等进行系统分析,并提供可优化参数范围,为生产企业现场烟支单支克重的控制提供指导,切实提升涉及烟支重量的重量标准偏差、重量过程能力指数、重量变异系数等关键指标,助推企业高质量发展。

基于主成分分析和聚类分析的再造烟叶综合品质评价

为探究再造烟叶综合品质评价的关键指标,并建立品质评价方法体系,选取不同类型的再造烟叶共12种,对其进行了理化指标、致香成分的测定和感官质量的评价。针对测定结果,运用相关性分析、主成分分析,筛选出再造烟叶品质评价的10个关键性指标,对数据进行分析处理后,得到再造烟叶综合评价模型,可对再造烟叶综合品质进行量化。结合聚类分析结果,发现综合评价模型有效,且与感官评价结果一致。本文的研究结果为再造烟叶综合品质的量化评价和加工工艺研究提供了较为科学的理论基础和科学依据。

采用HS/GC-MS法检测卷烟包装材料中的挥发性有机化合物研究

对采用HS/GC-MS法检测卷烟包装材料中挥发性有机化合物进行了研究与探讨。运用HS/GC-MS法检测卷烟包装材料中可能存在的26种挥发有机溶剂残留是否超标,并对检测结果进行探讨,验证了HS/GC-MS法在卷烟包装材料挥发性有机化合物残留的检测中具有适用性。

造纸法再造烟叶涂布率的快速测定方法研究

【目的】针对目前烟草行业现有涂布率快速检测在具体的检测仪器、检测方法、检测条件、精密度及准确度等方面不统一的问题,以及已有经典烘箱法检测存在时效低、滞后性等问题。【方法】在经典烘箱法测定涂布率的基础上,采用平板干燥法分别探索了烘干温度、烘干时间、烘干片数对涂布率的影响,同时对该快速测定方法的精密度、重现性、准确性进行了验证。【结果】最终优化并确定出平板干燥法快速测定再造烟叶涂布率的最佳检测条件为:干燥温度为120℃、烘干时间3min、烘干片数为6片;重复性实验相对标准偏差(RSD)均<2.00%,中间精密度RSD<2.00%;相同样品在不同实验室间测定的涂布率结果的RSD<2.00%;测定样品的涂布率与设计样本的涂布率之间差异较小。【结论】平板干燥法可作为生产企业在线监控快速测定涂布率的方法,对调整生产过程参数及提高成品质量稳定性具有十分重要的意义。

便携式微波水分仪在仓储烟叶含水率检测中的应用

【目的】烟叶原料水分含量是影响其品质的主要因素之一,及时掌握烟叶水分变化情况,从而及时采取具有针对性的养护措施,是烟叶原料防霉的基本要求。【方法】采用蒙特卡洛偏最小二乘交叉检验法剔除异常样本后,用偏最小二乘法(PLS)建立了单部位烟叶、多部位烟叶以及不同产地烟叶的水分校正模型,并对模型进行了验证。【结果】单部位烟叶含水率构建的模型相关系数为0.79,平均绝对误差为0.24,相对误差为1.99%;多部位烟叶含水率构建的模型相关系数为0.81,平均绝对误差为0.30,相对误差为2.44%;多产地烟叶含水率构建的模型相关系数为0.88,平均绝对误差为0.27,相对误差为2.24%。因此,无论是用单产地单部位烟叶还是用单产地多部位烟叶,或者是用多个产地的烟叶进行建模,所建立的模型的精度和稳定性都能够满足实际应用的需求。【结论】微波水分速测技术所建立的水分模型能够在烟叶贮存养护中广泛应用,便携式微波水分仪可有效地在不改变垛型、不移动烟箱、不破坏(打开)烟箱的情况下,实现烟垛棱边烟箱内烟叶含水率的快速准确在线检测,并减少人工测定所引起的误差,大大缩短检测时间。

基于图像法和叶面积分布模型的机制雪茄芯片结构检测及应用

本文采用图像法和叶面积分布模型,可实现机制雪茄芯片结构准确检测。利用光学分析仪进行测量,建立芯片叶面积分布模型,用均匀性系数、特征面积参数和长宽比表征芯片结构。结果表明:(1)叶面积分布模型拟合效果较好,均大于0.99;(2)芯片C的均匀性系数最大,面积分布最均匀,芯片D的面积特征参数最大,整体面积最大;(3)芯片A的长宽比最大,芯片C的长宽比最小;(4)通过验证,图像法和叶面积模型可以满足芯片结构检测的应用。综上,图像法和叶面积分布模型可应用于叶片式雪茄生产环节中芯片结构的检测,实现质量监督和片形控制,为雪茄烟叶原料打叶过程参数调整和优化等提供技术依据。

手持近红外光谱法快速定量检测初烤烟叶中的尼古丁含量

【目的】近红外光谱技术具有使用简便、无损、快速、准确的优点,使用手持近红外方法在现场对原烟片进行无损检测对烟片的现场管控分级等具有重要意义。【方法】本研究采用微机电(MEMS)手持近红外光谱技术,基于不同产地等级、类型的398个初烤烟叶样品进行建模,烟叶不做任何处理直接扫描,对所得光谱进行一阶导数、平滑以及范围归一化处理等,并采用偏最小二乘法(PLS)建立了初烤烟片的尼古丁预测模型进行效果评估。【结果】该模型线性良好,R2达到0.78,RMSEC值为0.44;且模型预测效果不错,绝对偏差在0.1%以内,相对偏差在5%以内,精度完全满足现场无处理快速检测烟片的要求,可以实际使用。【结论】本研究能够为烟片的现场无处理快速检测、烟片质控以及烟片的现场分级,提供切实、可行的指导和借鉴,后续可对水分、总糖、总氮等其他相关指标进行建模,完善手持近红外光谱技术对于现场烟片检测的使用效果。

利用激光三角测距原理进行烟支滤嘴图案深度检测的装置和方法

利用激光三角测距原理进行烟支滤嘴图案深度检测,可以解决目前卷烟生产企业无准确、有效进行滤嘴图案深度检测的痛点,提升卷烟生产的质量一致性。