一种确定打叶配方的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于烟草制品领域，具体涉及一种确定打叶配方的方法，包括：获取不同种类原烟样品、目标烟叶或配方；将原烟样品及目标烟叶或配方进行近红外光谱检测，获得谱图；将谱图SG平滑处理；将每种SG平滑光谱变换为透光率光谱，再进行一阶导数处理，得透光率变换一阶导数光谱；将所有原烟样品的透光率变换一阶导数光谱按照配比进行线性叠加，得到叠加光谱将叠加光谱与目标烟叶或配方的透光率变换一阶导数光谱Y最小二乘法求解，得到配比向量w。本发明专利技术还涉及确定打叶配方的装置。本发明专利技术方法及装置能准确、快速地获取风格和质量接近于目标烟叶或目标配方的打叶配方，缓解了优质烟叶不足的矛盾，扩展了低等级烟叶的使用范围。扩展了低等级烟叶的使用范围。扩展了低等级烟叶的使用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种确定打叶配方的方法、装置及系统


[0001]本专利技术属于烟草制品领域，具体涉及一种确定打叶配方的方法，还涉及确定打叶配方的装置及系统。

技术介绍

[0002]烟叶原料是卷烟产品风格、质量形成的物质基础。然而，烟叶品质受气候、品种、栽培、调制等诸多因素影响而存在差异性，这对生产出卷烟产品所需的稳定、优质的烟叶原料带来了巨大的挑战。此外，随着卷烟结构的持续提升，对优质烟叶原料的需求增长与供应相对紧缺的矛盾不断加剧，因而对烟叶原料质量稳定性的要求亦越来越高。为满足卷烟产品对稳定、优质的烟叶原料的需求和实现烟叶原料均质化加工，配方打叶维护是极为重要的环节之一。
[0003]在传统打叶配方过程中，研究员每年度需对上百种单等级原烟逐一开展风格质量的感官评价工作，深入掌握不同单等级原烟的差异，开展多轮次的配伍性研究评价，最终形成较满意的打叶配方单，投入打叶复烤生产。很显然，传统的打叶配方设计和维护的工作量巨大且对配方员依赖性很强，一方面配方员积累的感官评价经验较难传递分享给其他配方员，另一方面因年度、批次间原烟质量的差异，形成的打叶配方也较难直接顺延至下一个复烤季使用。因而，探索打叶配方辅助模拟方法，对配方模块化进行设计和维护，以此减少打叶配方对感官评价的依赖并提供稳定优质的烟叶原料，具有较强的现实意义。
[0004]近年来，计算机技术的快速发展推动了更多成熟的谱学技术在农业、食品、工业等领域中的应用探索。其中，近红外光谱技术凭借简单、快速、无损以及信息量大等优点，在许多领域得到广泛的应用。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种确定打叶配方的方法，其能准确、快速地获取风格和质量接近于目标烟叶或目标配方的打叶配方，不但避免了传统的感官评价方法所带来的大量人力和物力投入，也满足了烟草制品对稳定的质量和风格的烟叶原料的需求，缓解了优质烟叶不足所带来的供需矛盾，同时扩展了低等级烟叶的使用范围，减少了原料浪费。在此基础上，本专利技术的又一目的在于提供一种确定打叶配方的装置。
[0006]为实现上述目的，本专利技术第一方面涉及一种确定打叶配方的方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1：获取不同种类的原烟样品，获取目标烟叶或目标配方，其中，不同种类的原烟样品为不同批次且不同等级的原烟；
[0008]步骤S2：将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方进行近红外光谱检测，获得谱图A＝f(x)，其中，A表示吸光度，x表示波数(cm
‑1)；
[0009]步骤S3：将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方的谱图A＝f(x)进行SG平滑处理，得到SG平滑光谱；
[0010]步骤S4：将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方的SG平滑光谱变换为透光率光谱
T＝10
‑
A
，再对透光率光谱进行一阶导数处理，得到透光率变换一阶导数光谱其中，T表示透光率，A＝f(x)；
[0011]步骤S5：将所有种类的原烟样品的透光率变换一阶导数光谱按照配比进行线性叠加，得到叠加光谱表示为:
[0012][0013]其中，
[0014]m表示原烟样品的种类数量；n表示光谱上的采样点数；A
it
表示第t种的原烟样品的透光率变换一阶导数光谱上的第i个采样点的纵坐标值；w
t
表示第t种的原烟样品的配比；1≤t≤m，1≤i≤n；W表示m个种类的原烟样品的透光率变换一阶导数光谱组成的矩阵；w表示m个种类的原烟样品的配比向量；
[0015]表示叠加光谱上的第i个采样点的纵坐标值；
[0016]步骤S6：将叠加光谱与目标烟叶或目标配方的透光率变换一阶导数光谱Y通过最小二乘法求解，得到配比向量w的值，即得到打叶配方。
[0017]本专利技术第一方面的任意实施方式中，步骤S6中，按照如下的公式对叠加光谱与目标烟叶或目标配方的透光率变换一阶导数光谱Y通过最小二乘法求解：
[0018][0019]本专利技术第一方面的任意实施方式中，步骤S6中，在通过最小二乘法求解时增加如下的一项或多项限制条件：
[0020](1)C
·
w≤b，其中，C表示配比向量w的线性约束，b是约束的范围；该条件用于限制特定原烟样品的产地数量，或是原烟样品的某种化学成分的含量，以此控制打叶配方的风格和品质不偏离目标烟叶或目标配方；
[0021](2)该条件用于限制配比总量为1；
[0022](3)LB≤w≤UB，其中，UB和LB分别是配比向量w的上限向量和下限向量；该条件用于对特定原烟样品的可使用数量进行局部调控限制，避免寻优条件脱离特定原烟样品的实际可用数量范围。
[0023]本专利技术第一方面的任意实施方式中，步骤S2中，近红外光谱的操作条件包括如下的一项或多项：
[0024]1)分辨率为8cm
‑1；
[0025]2)采集范围4000
‑
10000cm
‑1；
[0026]3)扫描64次，连续扫描2次，光谱取平均值；
[0027]4)检测时压实样品。
[0028]本专利技术第一方面的任意实施方式中，在步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S2
’
：在所有种类的原烟样品中筛选出总植物碱、还原糖、总糖、总氮的含量均落在μ
±
σ范围的原烟样品的种类，用于步骤S3至步骤S6；其中，μ表示所有种类的原烟样品的指标含量的平均值，σ表示所有种类的原烟样品的指标含量的平均标准偏差；
[0029]优选地，采用近红外光谱结合ZZcloud系统6
‑
8％水分初烤原烟定量模型获得所有种类的原烟样品的总植物碱、还原糖、总糖、总氮的含量。
[0030]本专利技术第一方面的任意实施方式中，步骤S2中，在检测前，将待测样品切丝，干燥，破碎，得到颗粒状样品用于检测，其中待测样品为原烟样品及目标烟叶或目标配方；可选地，颗粒状样品为50
‑
80目，优选为60目。
[0031]本专利技术第一方面的任意实施方式中，步骤S1中，通过对多批次的原烟进行分级清选来获得不同种类的原烟样品。
[0032]本专利技术第二方面涉及一种确定打叶配方的装置，包括：
[0033]样品获取模块，用于获取不同种类的原烟样品并获取目标烟叶或目标配方，其中，不同种类的原烟样品为不同批次且不同等级的原烟；
[0034]光谱检测模块，用于将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方进行近红外光谱检测，获得谱图A＝f(x)，其中，A表示吸光度，x表示波数(cm
‑1)；
[0035]SG处理模块，用于将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方的谱图A＝f(x)进行SG平滑处理，得到SG平滑光谱；
[0036]光谱变换模块，用于将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方的SG平滑光谱变换为透光率光谱T＝10
‑
A
，再对透光率光谱进行一阶导数处理，得到透光率变换一阶导数光谱其中，T表示透光率，A＝f(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定打叶配方的方法，包括如下步骤：步骤S1：获取不同种类的原烟样品，获取目标烟叶或目标配方，其中，不同种类的原烟样品为不同批次且不同等级的原烟；步骤S2：将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方进行近红外光谱检测，获得谱图A＝f(x)；步骤S3：将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方的谱图A＝f(x)进行SG平滑处理，得到SG平滑光谱；步骤S4：将每种原烟样品及目标烟叶或目标配方的SG平滑光谱变换为透光率光谱T＝10
‑
A
，再对透光率光谱进行一阶导数处理，得到透光率变换一阶导数光谱步骤S5：将所有种类的原烟样品的透光率变换一阶导数光谱按照配比进行线性叠加，得到叠加光谱表示为:其中，m表示原烟样品的种类数量；n表示光谱上的采样点数；A
it
表示第t种的原烟样品的透光率变换一阶导数光谱上的第i个采样点的纵坐标值；w
t
表示第t种的原烟样品的配比；W表示m个种类的原烟样品的透光率变换一阶导数光谱组成的矩阵；w表示m个种类的原烟样品的配比向量；步骤S6：将叠加光谱与目标烟叶或目标配方的透光率变换一阶导数光谱Y通过最小二乘法求解，得到配比向量w的值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S6中，在通过最小二乘法求解时增加如下的一项或多项限制条件：(1)C
·
w≤b，其中，C表示配比向量w的线性约束，b是约束的范围；(2)(3)LB≤w≤UB，其中，UB和LB分别是配比向量w的上限向量和下限向量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤S2中，近红外光谱的操作条件包括如下的一项或多项：1)分辨率为8cm
‑1；2)采集范围4000
‑
10000cm
‑1；3)扫描64次，连续扫描2次，光谱取平均值；4)检测时压实样品。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤S2和步骤S3之间还包括步骤
S2
’
：在所有种类的原烟样品中筛选出总植物碱、还原糖、总糖、总氮的含量均落在μ
±
σ范围的原烟样品的种类，用于步骤S3至步骤S6；其中，μ表示所有种类的原烟样品的指标含量的平均值，σ表示所有种类的原烟样品的指标含量的平均标准偏差；优选地，采用近红外光谱结合ZZcloud系统6
‑
8％水分初烤原烟定量模型获得所有种类的原烟样品的总植物碱、还原糖、总糖、总氮的含量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，步骤S2中，在检测前，将待测样品切丝，干燥，破碎，得到颗粒状样品用于检测，其中待测样...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏明亮，蓝洪桥，邓梅忠，刘泽春，张鼎方，蔡国华，吴添文，李晨虎，张建平，钟家威，刘秀彩，黄延俊，姜振锟，刘江生，何伟，
申请(专利权)人：福建中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：