基于烟草热解差异度分析的烟叶替代方法

为便于卷烟配方维护,基于热重分析手段,建立120种烟叶的热重数据库,采用标准均方根误差NRMSE评价烟草样品之间的热解差异度。在配方烟叶间开展烟叶替代实验,针对某牌号卷烟A中9种需要被替代的单等级烟叶,通过热解差异度计算,在120种烟叶中选择与被替代单等级烟叶热解差异度最小的烟叶,形成基于热解差异度替代方案,并与人工替代方案进行对比。结果表明:(1)基于热解差异度替代方案的卷烟与原始配方卷烟热解差异度更为接近,NRMSE为3.44%,而人工替代方案的卷烟热解差异度NRMSE为4.88%。(2)基于热解差异度替代方案的卷烟与人工替代方案的卷烟相比,其与原始配方卷烟的常规化学成分和感官特性更接近,两种替代方案的卷烟与原始配方卷烟的物理指标以及焦油、烟碱和CO释放量较接近。(3)在验证实验中,针对某牌号卷烟B中5种需要被替代的单等级烟叶,通过热解差异度计算形成3种替换方案,其感官评吸和烟气分析结果表明,最佳替代方案可满足应用要求,进一步说明基于热解差异度的替代方法可达到人工替代的水平。

基于热重的烟草热解差异度分析

为了研究不同年份、不同区域以及不同部位之间烟草热解差异度,应用热重分析技术绘制了20种具有代表性的烟草微分热重曲线图,采用标准均方根误差NRMSE评价烟草样品之间的热解差异度,并利用SPSS软件的多因素方差分析研究年份、区域和部位对烟草热解差异度的影响程度。结果表明:在所研究的20种代表性烟草样品范围内,部位和省级对烟草热解差异度存在极显著的影响,县级、年份和市级对烟草热解差异度的影响不显著。

宏量热重分析法在辨识烟草热解特性差异度中的应用

为了能够更加高效准确地辨识不同烟草之间的热解差异性,提出一种基于宏量热重分析(Macro thermogravimetric analysis,MTGA)的烟丝热解特性辨识方法。该方法通过烟草的热解微分热重(DTG)数据,分析了不同部位、不同区域、不同等级、不同年份烟草之间的差异,并用均方根误差(RMSE)进行量化表征,且与热重分析技术(TGA)的差异度辨识结果进行对比分析,最终进一步验证了用于卷烟配方维护的应用效果。结果表明:在保证高效与更贴近卷烟抽吸真实状况的条件下,MTGA具有与TGA相当的辨识能力,且使用MTGA所进行烟叶替代的配方与原配方的质量水平接近,风格基本一致。

基于热重的卷烟纸质量稳定性研究

为研究卷烟纸的质量稳定性,跟踪某牌号卷烟35个月份的卷烟纸和烟丝的热重DTG曲线,引入标准均方根误差NRMSE(Normalized root mean squared error)计算不同样品DTG曲线中热解峰(400～625K)和氧化峰(625～800 K)的差异度,并将NRMSE结合焦油和CO的释放量波动来评价卷烟纸的质量稳定性。结果表明:(1)此牌号卷烟焦油和CO的波动主要来自于卷烟纸的质量波动;(2)卷烟纸DTG曲线上热解峰NRMSE<10%以及氧化峰NRMSE<20%所对应卷烟的焦油和CO释放量接近,差值≤0.5 mg;(3)热解峰NRMSE>10%以及氧化峰NRMSE>20%时,氧化峰NRMSE对焦油和CO释放量呈显著性影响;(4)卷烟纸常规指标(定量,透气度,助剂含量,Na、K和Ca的含量)接近的卷烟纸样品,其热重DTG曲线依然存在较大的差异,并对焦油和CO的释放量造成明显的影响;(5)将某个月份卷烟纸的DTG曲线与标准卷烟纸的DTG曲线进行配对来预测焦油和CO的释放量,预测相对偏差均小于5%。

基于热分析图谱的卷烟纸质量稳定性评价与分析

为分析评价卷烟纸的质量稳定性,跟踪了3家卷烟纸厂批内和批间的卷烟纸样品热分析图谱,结合标准均方根误差NRMSE量化评价卷烟纸热解燃烧差异度,并探索造成卷烟纸质量波动的原因。结果表明:①卷烟纸热分析图谱的重复性实验显示热解峰、氧化峰和碳酸钙分解峰的差异度均小于4%,说明此法可满足数据分析的要求;②卷烟纸质量波动有3种表现形式:热解峰差异度>10%,氧化峰差异度>20%,碳酸钙分解峰差异度>15%;③对比分析卷烟纸常规指标对卷烟纸热分析图谱表现形式的影响,得到对卷烟纸质量波动的影响程度排序为助剂含量>钾钠比>灰分含量;④本研究中所分析的卷烟纸样品的常规指标均在设计范围内,而不同浆料配比对热分析图谱影响表现形式与卷烟纸质量波动的表现形式一致,由此可知造成卷烟纸样品质量波动的主要原因是生产过程中阔叶木和针叶木混合不均匀性。