[发明专利]基于宏量热重法快速辨识不同烟草热转化特性的方法

说明书

一种基于宏量热重法快速辨识不同烟草热转化特性的方法，通过宏量热重分析仪获得不同恒定温度下烟丝的失重曲线；对其进行求导并得到微分失重曲线；选取合适的标准基线，根据待测烟丝的微分失重曲线和标准基线对比获得差异度；对不同烟丝进行编号，对于不同的样品选取m个温度点进行实验，每个温度点都将获得与标准微分失重曲线的均方根误差RMSE；为了方便计算与标记，引入向量每个温度点的RMSE代表一个元素，可以表示为对不同向量进行运算可得到不同烟草热转化特性间的差异。本发明通过引入多重温度点的均方根误差将一维数据形成向量形式的多维数据，通过模长对比分析原料间的差异性，增加数据差异敏感性，有助于提升烟草样品辨识能力。

技术领域

本发明属于烟叶配方领域，是一种基于宏量热重法快速辨识不同烟草热转化特性的方法。

背景技术

在烟草制品生产过程中由于某种烟叶原料的短缺，会影响到叶组配方，进而降低生产效率。为提高生产效益，减少库存，维护叶组配方，需要对库存烟叶之间的差异有充分的认识。随着技术的发展，烟草行业内已形成多种辨识烟草差异的方法。

目前，辨识不同烟草之间差异的方法主要包括模块化配方技术、近红外光谱检测和烟草热转化特性差异度分析等。

利用模块化配方技术进行差异化分析从而进行卷烟生产，可以更贴近消费者的感官体验，但需要配方人员对各产地烟叶的风格品质有深入的了解，且需要进行反复评吸、对比、调整，该方法工作量大、工作强度高，且受人体嗅味觉疲劳、评吸环境、心理等诸多因素影响，评吸数量有限。

近红外光谱检测技术具有快速、无损和低成本等优点，但是该技术获得的不同样品间差异度小，并且扫描过程中出现的差异可能覆盖烟叶之间的差异，因此准确性欠佳。

中国专利CN107860868A通过程序升温热失重分析不同烟草之间的热转化特性，该方法精度高，但样品形态仅限于烟粉颗粒进行研究，而郭高飞等研究表明烟粉颗粒与烟丝的填充状态及物质传递过程存在较大差异。(郭高飞.烟草形态对其热解燃烧特性及反应动力学的影响研究[D].郑州：郑州烟草研究院,2019)因此使用烟粉颗粒进行实验，并不能很好的代表烟叶的性质。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种快速辨识不同烟草热转化特性差异的方法，该方法利用中国专利CN2854569Y烟草湿热处理在线分析仪(下文简称宏量热重分析仪)在恒温条件下对烟丝进行热失重分析，无需复杂的样品前处理及任何化学试剂，且实验过程简便快速。通过烟草热转化特性差异分析，可使烟草热解差异度通过客观量化的数据进行表征，为卷烟配方维护提供了有益的参考。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于宏量热重法快速辨识不同烟草热转化特性的方法，通过宏量热重分析仪获得不同恒定温度下烟丝的失重曲线；对其进行求导并得到微分失重曲线；选取合适的标准基线，根据待测烟丝的微分失重曲线和标准基线对比获得差异度；对不同烟丝进行编号，例如样品1、2、3...；对于不同的样品选取m个温度点(本发明选取了290℃、450℃、550℃三个温度点)进行实验，每个温度点都将获得与标准微分失重曲线的均方根误差RMSE；为了方便计算与标记，引入向量其中n代表样品编号，每个温度点的RMSE代表一个元素，可以表示为对不同向量进行运算可以得到不同烟草热转化特性间的差异，引入向量进行运算，将单独的一维数据引向多维，增加了数据之间差异的敏感度；

所述差异度采用均方根误差RMSE来量化表征。RMSE是指真值X和测量值Y的标准化平均偏差程度，RMSE越接近0，表示Y与X偏差越小，其表达式为：

其中di为测量值与真值的偏差，N_m为测量次数，在烟草热转化特性中，引入该公式进行量化表征，定义基准样品数据为真值X，目标样品数据为测量值Y，因此di＝(dm/dt)_i^目标-(dm/dt)_i^基准，带入公式，