基于CSS-Cascade Mask R-CNN的有遮挡多片烟叶部位识别

烟叶部位信息是进行烟叶分级的重要参考信息,准确识别烟叶部位对实现烟叶智能分级具有重要意义。在实际的烟叶智能分级应用中,为了提高分级效率,需要对多片烟叶等级进行同步识别。受现行上料方式的限制,同步识别的多片烟叶间往往存在局部遮挡的问题,给烟叶的目标检测和部位识别带来挑战。该研究提出一种基于改进Cascade Mask R-CNN,融合通道、非局部和空间注意力机制,并引入柔性极大值抑制检测框交并操作与斯库拉交并比损失函数(SIoU)的目标检测与识别模型(CSS-Cascade Mask R-CNN)。该模型对Cascade Mask R-CNN进行了三方面的改进:一是在其骨干网络Resent101上同时引入通道、非局部、空间3种注意力机制,使网络更加关注未被遮挡且部位特征明显区域的显著度;二是将Cascade Mask R-CNN中的损失函数SmoothL1Loss替换为SIoU损失函数,将预测框与真实框之间的方向差异引入到模型训练中提高模型检测精度;三是在筛选候选框时将常规的非极大抑制(non-max-suppression)替换为柔性非极大抑制,以避免删除候选框造成信息丢失。试验结果表明,利用提出的模型对有遮挡多片烟叶进行检测和部位识别,检测框平均准确率均值(bbox_mAP50)达到了80.2%,与改进前的Cascade Mask R-CNN模型相比提高了7.5个百分点。提出的模型与多个主流的目标检测模型(YOLOvX、YOLOv3、YOLOv5、Mask R-CNN、Cascade R-CNN)相比,分别高7.1、10.2、5.8、9.2、8.4个百分点,尤其是对较难区分的下部烟叶优势明显,因此研究结果可以为有遮挡多片烟叶部位的检测识别提供参考。

碳酸钙改性方式对造纸法再造烟叶的影响

为提高再造烟叶品质,研究了4种碳酸钙改性方式:直接添加、淀粉与助留剂一起加入、淀粉改性、烟梗纤维-淀粉改性对造纸法再造烟叶的影响。结果表明,直接添加,碳酸钙颗粒均匀分散在基片表面上,但基片内部纤维碳酸钙附着量较少;淀粉与助留剂一起加入,碳酸钙较均匀分布在整个片基的纤维上;淀粉改性,基片中碳酸钙颗粒形成大块团聚体且分布严重不均;烟梗纤维-淀粉改性,碳酸钙团聚的小块颗粒较均匀地分布在基片中。上述4种碳酸钙改性方式,其烟草浆料留着率、碳酸钙留着率依次提高。中试试验结果表明,与原工艺(直接添加碳酸钙)相比,采用新工艺(烟梗纤维-淀粉改性)的样品的焦油、CO、总粒相物含量都得到有效降低,样品的碳酸钙含量从6.3%提高到10.8%,留着率达到72.0%。结论:烟梗纤维-淀粉改性方式对提高基片中碳酸钙的留着率和分布均匀性效果较好。

碳酸钙改性与多元助剂组合对再造烟叶中碳酸钙留着率的影响

为提高造纸法再造烟叶片基中碳酸钙有效留着率,采用均匀试验设计方法,研究了碳酸钙填料复合改性剂(烟梗纤维X_1、阳离子淀粉X_2、硬脂酸钠X_3、六偏磷酸钠X_4)以及多元助留体系(壳聚糖X_5、瓜尔胶X_6、膨润土X_7)组合对再造烟叶片基中碳酸钙含量的影响,通过因子影响效应法分析了再造烟叶中碳酸钙留着率,并对优化后的参数组合进行了验证。结果表明:(1)7个因素对再造烟叶片基碳酸钙留着率影响的因子贡献率大小顺序为:X_3>X_2=X_4>X_7>X_5>X_6>X_1,可见阳离子淀粉改性过程(X_3,X_2,X_4)对提高碳酸钙留着有着重要作用,其次是多元助留体系(X_7,X_5,X_6);(2)两因素间的交互作用较为显著的有X_1与X_4、X_2与X_6、X_2与X_7、X_3与X_4、X_3与X_5、X_3与X_6;(3)阳离子淀粉(X_2)对碳酸钙留着率的影响速率在中高水平时,随着其水平的增加,由负效应向正效应转变。(4)与对照样品比较(碳酸钙直接添加),采用优化后的参数组合,碳酸钙留着率提高了30.46%。

高分子分散剂对表面涂布碳酸钙的造纸法再造烟叶的影响

为了提高再造烟叶的品质，通过在涂布液中添加高分子分散剂制备得到表面涂布碳酸钙的造纸法再造烟叶。研究结果表明：摩迪的再造烟叶的表面覆盖着一层薄的碳酸钙晶体，而在涂布液中添加高分子分散剂，能够在再造烟叶基片上形成较厚并且疏松的碳酸钙涂布层；通过涂布液中添加高分子分散剂，能有效提高再造烟叶的抗张强度，从未涂布的2．9N·m／g提高到3．9N·m／g；与未涂布的相比，涂布碳酸钙的造纸法再造烟叶的焦油、一氧化碳释放量都得到有效降低，而感官质量略有提高。

计算机模拟辅助三唑醇分子印迹聚合物的制备及应用

运用计算机模拟技术对三唑醇(TDM)分子印迹体系进行优化设计,确定出最优功能单体为甲基丙烯酸(MAA),且TDM与MAA结合摩尔比例为1∶3。通过热力学分析表明TDM-MAA自组装过程是非自发吸热反应,预聚合反应的适宜温度为30℃。基于计算机模拟结果,采用沉淀聚合法制备了粒径分布均一、比表面积大的三唑醇分子印迹聚合物纳米微球(TDM-MIPs);TDM-MIPs对TDM及其结构类似物具有良好的吸附性能。以TDM-MIPs为填充料,制备分子印迹固相萃取柱(MISPE)对加标烟叶样品进行前处理,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)检测,烟叶中4种三唑类杀菌剂的平均回收率为88.3%~100.68%,相对标准偏差为2.9%~9.3%。建立了TDM-MISPE-UPLC-MS/MS法同时检测烟叶中痕量TDM、三唑酮、腈菌唑和戊唑醇。