烤烟烟气安全性检测方法、系统、存储介质、计算机程序技术方案

本发明专利技术属于烟气检测技术领域，公开了一种烤烟烟气安全性检测方法、系统、存储介质、计算机程序，收集和预处理烟叶理化指标等参数；提前构建烟叶理化指标和烟气有害成分的分配权重和赋分尺度；依据评价标准，对上传或导入的基础数据进行分析评价；编辑评价结果，并以图表、文字形式输出为电子报告或纸质报告。本发明专利技术烤烟烟气安全性评价是今后一段时间内的研究重点，同时也是较难实现或无法准确获取的，本发明专利技术提出的评价方法弥补了这方面空白，为烤烟烟气安全性等相关研究开创了新的思路和方向，在烟叶种植产区、卷烟加工企业和烟草科研院所的多个领域都具有极大的推广价值。

Method, system, storage medium and computer program of flue gas safety test of Flue-cured Tobacco

【技术实现步骤摘要】
烤烟烟气安全性检测方法、系统、存储介质、计算机程序
本专利技术属于烟气检测
，尤其涉及一种烤烟烟气安全性检测方法、系统、存储介质、计算机程序。
技术介绍
烟气气相物、粒相物均存在对人体有害的化学物质，这些有害成分含量极其低微，但其半致死剂量低、致突变性强，然而粒相物中的有害成分仅占焦油的0.6％，所以仅仅依靠焦油释放量衡量卷烟安全性存在一定局限。明确烟气中哪些物质对人类健康威胁更大，建立更加具体的危害评价体系，始终是烟草科研领域的热门。90年代美国学者Hoffmann发表著名的卷烟烟气有害成分清单，其中包含了43种烟气成分，认为这些物质的含量高低决定了卷烟的危害性。这份清单随着后续学者的补充、修订和总结不断完善。目前，卷烟烟气有害成分清单上表现出明确毒理效应的物质已扩展到150余种。通过毒理学实验筛选出氢氰酸、苯并芘等7种最具代表性的烟气有害物质，建立了新的卷烟危害性评价方法—卷烟烟气危害性指数(Hazardindex)。此7种代表性烟气有害成分释放量已形成较为完备的检测标准，成为我国卷烟工业企业定期质检工作的重要组成部分。烟叶内在化学组成之间、化学成分与主流烟气有害成分释放量之间有着复杂联系。例如烟叶钾、氯含量往往与卷烟的燃烧相联系，而卷烟燃烧特性的优劣与烟草有机组分不完全燃烧产生的焦油、一氧化碳等有害成分释放量密切相关。阳苇丽等研究了钾、氯对烟气焦油、CO释放量的影响，结果表明烟叶钾含量及钾氯比与各烟气指标均达到显著相关水平。烟叶烟碱和钾含量对烟气焦油、烟碱、总粒相物影响较大。此外，烟气中以氯离子为前体物的某些氯代烷烃疑似具有致癌性。含碳、含氮化合物与不同烟气有害成分间具有复杂联系，但从卷烟危害性指数来看，还原糖、淀粉等糖类物质含量较高的烟叶具有更低的H值，呈现显著负相关关系，适当提高糖含量能够对降低NNK、稠环芳烃释放量起到一定作用。烟叶含氮化合物方面，发现总氮含量较高的烟叶，烟气焦油释放量也较高。另外发现烤烟烟碱、蛋白质、总氮等与卷烟危害性指数呈显著的正相关关系。对浓香型主产区初烤烟叶样品有机酸含量和主流烟气有害成分释放量相关性进行了分析，结果表明乙二酸、苹果酸等5种低级脂肪酸普遍对烟气有害成分影响较大，而高级脂肪酸与之关联度相对较低。通过向烟叶添加不同水平非挥发性有机酸研究了烟叶有机酸与主流烟气中HCN、氨以及苯酚间的相关性，认为苹果酸对苯酚和HCN释放量有显著影响。烟叶填充值、平衡水分、叶面密度等物理指标，总糖、总氮、多种有机酸等化学指标以及烟支静燃速率等对焦油释放量具有显著影响，其中总生物碱、总茄尼醇、草酸、还原糖等指标的相关系数的绝对值均达到0.5左右。通过上述研究可以看出，烟气中的有害成分组成、比例及含量是目前卷烟安全性评价的主要依据，但烟气的稳定性较差，受抽吸状态、收集条件等影响比较明显，另外烟气中有害成分的检测需要吸烟机、质谱等大型专业仪器设备，所以直接通过烟气有害成分评价卷烟安全性是具有较大难度的。而烟叶理化指标的检测方法相对简单、快捷，并且烟叶部分理化指标与烟气有害成分有着显著的相关性，通过对烟叶理化指标与烟气有害成分构建评价模型，可以间接实现对卷烟安全性进行科学的评价。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前烤烟烟气安全性评价方法较难实现或无法准确获取。解决以上问题及缺陷的难度为：烤烟烟叶中含有近2600种化学组分，而烟叶燃烧后的烟气则含有近四千种化学组分，而目前已经证明有害的烟气成分仅仅是上述化学组分中很小的一部分，且多数烟气有害成分的毒性强、含量低，是无法通过常规手段进行准确检测的。烟气成分分析需要吸烟机(烟气捕集)、高端质谱(成分检测)等大型精密仪器才能实现，而且检测过程涉及剧毒试剂的安全使用、废弃环保处理等环节，对实验室条件、实验室人员等都有着较高的要求。另外氢氰酸、巴豆醛和苯并芘等烟气有害成分，其大部分是在烟叶燃烧过程中通过裂解等反应产生的，受烟支吸阻、抽吸间隔、燃烧条件等试验参数影响很大，非专业人员操作是难以获得可靠数据的。解决以上问题及缺陷的意义为：根据以往的研究成果，烟叶常规化学组分与烟气中的有害成分有着极显著的相关关系，也说明了烟叶常规化学组分是烟气有害成分的生成物质基础。而烟叶常规化学组分相对稳定，可以通过流动分析仪、原子吸收光谱仪、凯氏定氮仪等多种常规仪器和检测方法获得，普通实验室均能满足相应的条件和人员要求。随着消费者对卷烟的要求从品质向安全的转移，卷烟安全性评估日益得到更多的重视，而作为关键环节的烟气安全性评价多以研究为主，能够在实际应用中满足大众需求的极为少见。本专利技术依据烟叶常规化学组分与烟气有害成分指标的显著相关性，构建了烟叶化学成分对烟气有害指标的评价模型，实现了烤烟烟气安全性科学有效、简洁快速的在线评价，是卷烟安全性评估中的重要工具，也为完善烟叶原料体系和推广减焦降害技术提供了理论支撑。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种烤烟烟气安全性检测方法、系统、存储介质、计算机程序。本专利技术是这样实现的，一种烤烟烟气安全性检测方法，所述烤烟烟气安全性检测方法包括：第一步，收集和预处理烟叶理化指标等参数；第二步，提前构建烟叶理化指标和烟气有害成分的分配权重和赋分尺度；第三步，依据评价标准，对上传或导入的基础数据进行分析评价；第四步，编辑评价结果，并以图表、文字形式输出为电子报告或纸质报告。进一步，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟叶理化指标获取利用连续流动分析仪，对烟叶的总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾和氯指标进行分析检测，并对还原糖/烟碱比和钾氯比的派生值进行计算。进一步，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟叶常规理化指标及派生值的赋分权重根据烟叶常规理化指标及派生值对烟气有害成分的贡献率和影响程度，选择烟叶总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯和糖碱比、钾氯比指标为评价基础，进行烟气有害成分释放量评价。进一步，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟气主要有害成分的得分权重根据烟气有害成分的贡献率和危害程度，选择氢氰酸、苯酚、巴豆醛、NNK、一氧化碳、苯并芘、氨和焦油总量指标为评价基础，进行烟气安全性评价。进一步，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟叶常规理化指标及派生值的赋分标准依据烟叶常规理化指标及派生值和烟气有害成分构建的PLSR模型，制定了烟叶常规理化指标及派生值和烟气有害成分的量化打分标准，采用指数和法评价烤烟烟气安全性。进一步，所述烤烟烟气安全性检测方法的烤烟烟气安全性评价得分公式：氢氰酸得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；苯酚得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；巴豆醛得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；NNK得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；一氧化碳得分＝∑(第i个指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烤烟烟气安全性检测方法，其特征在于，所述烤烟烟气安全性检测方法包括：/n第一步，收集和预处理烟叶理化指标等参数；/n第二步，提前构建烟叶理化指标和烟气有害成分的分配权重和赋分尺度；/n第三步，依据评价标准，对上传或导入的基础数据进行分析评价；/n第四步，编辑评价结果，并以图表、文字形式输出为电子报告或纸质报告。/n

【技术特征摘要】
1.一种烤烟烟气安全性检测方法，其特征在于，所述烤烟烟气安全性检测方法包括：
第一步，收集和预处理烟叶理化指标等参数；
第二步，提前构建烟叶理化指标和烟气有害成分的分配权重和赋分尺度；
第三步，依据评价标准，对上传或导入的基础数据进行分析评价；
第四步，编辑评价结果，并以图表、文字形式输出为电子报告或纸质报告。


2.如权利要求1所述的烤烟烟气安全性检测方法，其特征在于，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟叶理化指标获取利用连续流动分析仪，对烟叶的总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾和氯指标进行分析检测，并对还原糖/烟碱比和钾氯比的派生值进行计算。


3.如权利要求1所述的烤烟烟气安全性检测方法，其特征在于，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟叶常规理化指标及派生值的赋分权重根据烟叶常规理化指标及派生值对烟气有害成分的贡献率和影响程度，选择烟叶总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯和糖碱比、钾氯比指标为评价基础，进行烟气有害成分释放量评价。


4.如权利要求1所述的烤烟烟气安全性检测方法，其特征在于，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟气主要有害成分的得分权重根据烟气有害成分的贡献率和危害程度，选择氢氰酸、苯酚、巴豆醛、NNK、一氧化碳、苯并芘、氨和焦油总量指标为评价基础，进行烟气安全性评价。


5.如权利要求1所述的烤烟烟气安全性检测方法，其特征在于，所述烤烟烟气安全性检测方法的烟叶常规理化指标及派生值的赋分标准依据烟叶常规理化指标及派生值和烟气有害成分构建的PLSR模型，制定了烟叶常规理化指标及派生值和烟气有害成分的量化打分标准，采用指数和法评价烤烟烟气安全性。


6.如权利要求1所述的烤烟烟气安全性检测方法，其特征在于，所述烤烟烟气安全性检测方法的烤烟烟气安全性评价得分公式：
氢氰酸得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；
苯酚得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；
巴豆醛得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；
NNK得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；
一氧化碳得分＝∑(第i个指标得分×第i个指标权重)，i＝还原糖、总糖、烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比；
苯并...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，程森，蔡宪杰，高远，卢晓华，曹亚凡，闫鼎，
申请(专利权)人：中国农业科学院烟草研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37