制絲線煙絲質(zhì)量在線檢測技術(shù)的研究.pdf

1、近紅外光譜分析技術(shù)具備快速高效、無損、能夠?qū)崿F(xiàn)在線多組分同時分析等優(yōu)點，在包括煙草行業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。利用近紅外光譜分析技術(shù)對復(fù)雜樣本（如煙絲）進行分析測定時，需要建立多元校正模型從樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)中預(yù)測出待測樣本中待測化學(xué)成分的含量信息。光譜校正模型通常是在離線條件下建立的。當將在離線條件下建立的光譜較正模型應(yīng)用實際生產(chǎn)過程的在線監(jiān)測時，由于在線樣本近紅外光譜的測試條件與離線樣本的近紅外光譜的測試條件下存在很多主觀與客觀上

2、的差異，即使是最穩(wěn)健的離線校正模型也難以從在線樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)中準確預(yù)測出待測組分的含量。因此確保實驗室離線條件下建立的近紅外光譜校正模型能夠從實際生產(chǎn)過程在線監(jiān)測樣本的近紅外光譜中獲取準確的待測組分含量信息對于在線近紅外光譜分析技術(shù)的實際應(yīng)用至關(guān)重要。本論文主要探討煙草制絲線煙絲質(zhì)量在線近紅外光譜檢測技術(shù)，其研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　1）采集煙草制絲線煙絲樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)，利用主成分分析（Principal C

3、omponent Analysis，PCA）對所獲得的近紅外光譜數(shù)據(jù)進行降維，然后采用軟模式分類方法(SIMCA)建立了不同品牌煙絲的近紅外光譜定性判別模型，實現(xiàn)對煙絲質(zhì)量的定性判別。實驗結(jié)果表明：所建立的近紅外光譜定性判別模型對煙絲質(zhì)量有較好的判斷能力；在正常生產(chǎn)條件下，約有0.1％~0.2%比例的煙絲會超出近紅外光譜定性判別模型警告閾值。
　　2）在模擬在線監(jiān)測環(huán)境下，使用偏最小二乘法建立了煙絲、梗絲和薄片在線摻兌比例近紅外光

4、譜預(yù)測模型。所建立的近紅外光譜預(yù)測模型對煙絲比例預(yù)測均值偏差較小，波動水平（RSTD）在2.3%左右；對梗絲比例預(yù)測均值偏差在2%~10%之間，波動水平（RSTD）約為10%；對薄片比例預(yù)測均值偏差較大，波動較厲害。上述實驗結(jié)果表明：近紅外光譜預(yù)測模型對煙絲和梗絲比例的預(yù)測能力是比較可靠的，而對薄片比例的預(yù)測能力需進一步優(yōu)化。
　　3）利用光譜空間轉(zhuǎn)換法（Spectral Space Standardization，SST）校正離

5、線光譜和在線光譜的差別，實現(xiàn)煙末常規(guī)化學(xué)指標（總糖、煙堿、燃燒熱等）的離線模型在煙草制絲線煙絲質(zhì)量在線檢測成功應(yīng)用。實驗結(jié)果表明：經(jīng)SST處理過的在線樣本的近紅外光譜與在離線條件下測得的同一樣本的近紅外光譜吻合較好。將SST與離線近紅外光譜校正模型相結(jié)合成功實現(xiàn)了不同批次精品白沙中總糖、煙堿和燃燒熱三個指標的在線監(jiān)測，總糖的均值方差在9.1%左右，煙堿均值方差在7.9%左右，燃燒熱均值方差在2.2%左右。
　　本論文的研究結(jié)果證明