專利名稱：一種片煙原料成絲結(jié)構(gòu)的測定和表征方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種片煙原料成絲結(jié)構(gòu)的測定和表征方法。
背景技術(shù)：
切絲過程作為卷煙生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，其產(chǎn)生的葉絲結(jié)構(gòu)對后序加工過程及卷煙物理指標(biāo)具有重要影響。成絲結(jié)構(gòu)指切絲后不同尺寸的葉絲所占比例，多用葉絲尺寸分布表征。煙絲結(jié)構(gòu)中的整絲率過高或過低對卷煙單重、單重標(biāo)偏、吸阻標(biāo)偏均有不利影響(劉德強，賈洋，王樂軍，等.煙絲結(jié)構(gòu)對煙支卷制質(zhì)量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科 學(xué)，2010，38(32) : 18589-18590.);煙絲結(jié)構(gòu)中〈I. 4mm所占比例對卷煙物理指標(biāo)中的端部落絲量、空頭率影響最大(李善蓮，申曉鋒，李華杰，等.煙絲結(jié)構(gòu)對卷煙端部落絲量的影響[J].煙草科技，2010(2) :5-10.)。對特定等級的片煙原料，當(dāng)物料溫度、水分狀態(tài)保持穩(wěn)定，且切絲單元參數(shù)條件(包括切絲寬度、刀門壓力等)一定時，成絲后的煙絲結(jié)構(gòu)主要受來料片煙結(jié)構(gòu)影響。因此，優(yōu)化原料片煙結(jié)構(gòu)是改善卷制煙絲尺寸分布的有效途徑之一。了解來料片煙結(jié)構(gòu)分布信息，并測定分析不同尺寸區(qū)間片煙的成絲特性，即不同面積大小片煙成絲后的煙絲結(jié)構(gòu)，是對片煙結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的前提。專利CN101968346A介紹了一種通過圖像法對片煙結(jié)構(gòu)測定表征的方法，該方法為獲得連續(xù)的片煙結(jié)構(gòu)分布信息提供了有效手段。但對特定尺寸范圍內(nèi)的片煙成絲特性，目前的方法需要將該區(qū)間內(nèi)片煙篩選出來，進(jìn)而切絲后直接測定煙絲結(jié)構(gòu)。對特定片煙原料，當(dāng)需要分析較窄尺寸區(qū)間內(nèi)片煙成絲特性時，限于切絲過程對片煙進(jìn)料量的要求，該方法實施起來存在一定困難，而當(dāng)需要分析任意尺寸范圍內(nèi)的片煙成絲結(jié)構(gòu)時，該方法甚至難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對目前技術(shù)中存在的缺點，提供一種片煙原料成絲結(jié)構(gòu)的測定和表征方法。特定片煙原料和切絲條件下，該方法僅需測定切絲前兩個面積區(qū)間的葉片分布及相應(yīng)成絲結(jié)構(gòu)，即可確定該原料任意尺寸范圍內(nèi)的片煙切后煙絲結(jié)構(gòu)，方法快速、準(zhǔn)確、簡便，為掌握片煙原料成絲特性，進(jìn)而優(yōu)化片煙結(jié)構(gòu)、改善卷煙煙絲結(jié)構(gòu)、提升卷煙物理質(zhì)量提供了有效測試分析手段。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的采用圖像法測定同一單等級片煙兩個區(qū)間的葉片面積分布，獲得兩個區(qū)間葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；兩個區(qū)間葉片切絲后，采用篩分儀得到對應(yīng)的葉絲尺寸分布，分別獲得兩個區(qū)間葉片成絲后煙絲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；由葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)及對應(yīng)的煙絲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，確定表征葉片與葉絲結(jié)構(gòu)定量關(guān)系中的公共參量；對任意尺寸范圍內(nèi)片煙，由其葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，通過已確定公共參量的定量關(guān)系，即可分析得到該區(qū)間片煙成絲后的煙絲結(jié)構(gòu)。具體來講，本發(fā)明的方法包括如下步驟
1)取配葉貯葉后的葉片用振篩進(jìn)行篩分，按振篩第一層尺寸規(guī)格25.4_，把葉片大小分為>25. 4mm和〈25. 4mm兩個部分；
2)將兩個部分葉片分別進(jìn)行切絲，在葉片進(jìn)料振槽處取樣，通過葉片面積分布測定系統(tǒng)得到葉片面積測定結(jié)果；
3)基于片煙面積分布數(shù)據(jù)，由片煙粒度分形關(guān)系
JMk =(-)'確定兩個葉片結(jié)構(gòu)的特性參數(shù)Smax.、V,其中Smax為葉片最大面積，V表征葉
片結(jié)構(gòu)均勻程度，S表征葉片面積，Y1為面積小于S的片煙累積質(zhì)量百分比；
4)根據(jù)RestchAS400篩分要求，對兩個部分葉片分別進(jìn)行切絲，在每次切絲后葉絲出料振槽處取3個平行樣，對切絲后的葉絲結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定；
5)基于切后葉絲結(jié)構(gòu)分布數(shù)據(jù)，由葉絲尺寸分形關(guān)系3 =(i)B，確定兩個葉絲結(jié)構(gòu)
的特性參數(shù)rmax、η,其中，rmax為葉絲最大長度，η表征葉絲結(jié)構(gòu)均勻程度，r表征葉絲長度，y2為葉絲長度小于r的累積質(zhì)量百分比；
6)根據(jù)兩個葉片結(jié)構(gòu)特性參數(shù)smax.、V及相應(yīng)的葉絲結(jié)構(gòu)特性參數(shù)rmax、η,由如下定量關(guān)系
I參
確定其中公共參數(shù)S1、bp a2、 b2,其中，S1定義為反映切絲條件(切絲水分、寬度等)影響的參數(shù)定義為反映葉絲尺寸對葉片大小依賴程度的參數(shù)；a2定義為反映葉絲均勻性受葉片種類影響的參數(shù)；b2定義為反映葉絲均勻性對葉片均勻性依賴程度的參數(shù)；
7)對待測的任一區(qū)間片煙，由該區(qū)間內(nèi)的葉片面積分布信息，確定對應(yīng)特性參數(shù)Smax、
、V，再依據(jù)6)中已知公共參數(shù)的定量關(guān)系，可確定該區(qū)間片煙成絲后的葉絲結(jié)構(gòu)特性參數(shù)rmax、η,即可以得到任意區(qū)間片煙的成絲尺寸分布。本發(fā)明提供的方法快速、準(zhǔn)確、簡便，僅需兩個部分成絲前后葉片和葉絲的測定，即可確定特定原料任意尺寸范圍內(nèi)的片煙切后煙絲結(jié)構(gòu)，優(yōu)化片煙結(jié)構(gòu)、改善卷煙煙絲結(jié)構(gòu)提供了有效測試分析手段。


圖I片煙原料成絲結(jié)構(gòu)測定示意圖。圖2葉片面積分布監(jiān)測系統(tǒng)。圖中1.喂料裝置2.攝像頭3.皮帶輸送裝置4.轉(zhuǎn)換器5.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖3本方法對C3F原料不同區(qū)間片煙成絲結(jié)構(gòu)測定結(jié)果。圖4本方法測定值與實際值比較。
具體實施例方式本發(fā)明以下將結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述。
實施例(I)篩分如圖I所示，取配葉貯葉后單等級片煙C3F，根據(jù)振篩第一層篩網(wǎng)規(guī)格(25. 4mm)將葉片篩分為>25. 4mm和〈25. 4mm兩部分，根據(jù)生產(chǎn)線要求，每個部分葉片各IOOkg0(2)葉片結(jié)構(gòu)測定如圖I所示，來料葉片經(jīng)振槽輸送至葉片面積分布監(jiān)測系統(tǒng)喂 料裝置，圖2為葉片面積分布監(jiān)測系統(tǒng)，具體操作如下對采集的圖像進(jìn)行灰度化、二值化處理后，由于圖像是由許多像素點組成，通過計算像素點的數(shù)量以及每個像素點對應(yīng)的真實面積，從而計算出圖像的真實面積，由此得到每一葉片面積，經(jīng)過圖像處理系統(tǒng)得到葉片面積分布。(3)葉絲結(jié)構(gòu)測定每次切絲后，在如圖I所示的葉絲出料振槽處取3個平行樣，每個葉絲結(jié)構(gòu)IOOg,用Retsch AS400篩分,得到葉絲尺寸分布。(4)葉片結(jié)構(gòu)與葉絲結(jié)構(gòu)關(guān)系建立由葉片面積分布監(jiān)測系統(tǒng)可分別得到>25. 4mm和〈25. 4mm兩個部分葉片的特性參數(shù)Smax.、V,根據(jù)Retsch AS400篩分結(jié)果得到對應(yīng)葉絲結(jié)構(gòu)特性參數(shù)rmax、η,建立葉片結(jié)構(gòu)與葉絲結(jié)構(gòu)定量關(guān)系
f,職:W.-'*.:.*
I
由此求出公共參數(shù)S1、bp a2、b2。(5)每個部分葉片成絲結(jié)構(gòu)將完整葉片劃為<200mm、200 400mm、400 600mm、600 1000mm、1000 1500mm、1500 2000mm、>2000mm七個區(qū)間，由葉片面積分布監(jiān)測
系統(tǒng)可得到每個區(qū)間葉片結(jié)構(gòu)特性參數(shù)smax、、V，根據(jù)葉片結(jié)構(gòu)與葉絲結(jié)構(gòu)定量關(guān)系可求
出每個區(qū)間葉片對應(yīng)葉絲特性參數(shù)rmax、n，代入3 =(1)'則得到每個區(qū)間葉片成絲結(jié)構(gòu)。C3F不同區(qū)間片煙原料成絲結(jié)構(gòu)如圖3所示。(6)來料片煙成絲結(jié)構(gòu)采用葉片面積分布在線監(jiān)測系統(tǒng)對來料片煙(自然狀態(tài))面積分布進(jìn)行監(jiān)測，從而得到以上七個區(qū)間葉片質(zhì)量百分比，已知每個區(qū)間葉片成絲結(jié)構(gòu)，從而得到來料片煙成絲結(jié)構(gòu)測定值；在葉絲出料振槽處取3個平行樣，用Retsch AS400進(jìn)行篩分，得到來料片煙成絲結(jié)構(gòu)實際值。圖4為本方法對來料片煙成絲結(jié)構(gòu)測定值與實際值比較。
權(quán)利要求
1.一種片煙原料成絲結(jié)構(gòu)的測定和表征方法，其特征在于采用圖像法測定同一單等級片煙兩個區(qū)間的葉片面積分布，獲得兩個區(qū)間葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；兩個區(qū)間葉片切絲后，采用篩分儀得到對應(yīng)的葉絲尺寸分布，分別獲得兩個區(qū)間葉片成絲后煙絲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；由葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)及對應(yīng)的煙絲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，確定表征葉片與葉絲結(jié)構(gòu)定量關(guān)系中的公共參量；對任意尺寸范圍內(nèi)片煙，由其葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，通過已確定公共參量的定量關(guān)系，即可分析得到該區(qū)間片煙成絲后的煙絲結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的片煙原料成絲結(jié)構(gòu)的測定和表征方法，其特征在于該測定和表征方法的具體步驟如下 1)取配葉貯葉后的葉片用振篩進(jìn)行篩分，按振篩第一層尺寸規(guī)格25.4_，把葉片大小分為>25. 4mm和〈25. 4mm兩個部分； 2)將兩個部分葉片分別進(jìn)行切絲，在葉片進(jìn)料振槽處取樣，通過葉片面積分布測定系統(tǒng)得到葉片面積測定結(jié)果； 3)基于片煙面積分布數(shù)據(jù)，由片煙粒度分形關(guān)系JMk =(-)'確定兩個葉片結(jié)構(gòu)的特性參數(shù)Smax.、V,其中Smax為葉片最大面積，V表征葉片結(jié)構(gòu)均勻程度，s表征葉片面積，Y1為面積小于s的片煙累積質(zhì)量百分比； 4)根據(jù)RestchAS400篩分要求，對兩個部分葉片分別進(jìn)行切絲，在毎次切絲后葉絲出料振槽處取3個平行樣，對切絲后的葉絲結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定； 5)基于切后葉絲結(jié)構(gòu)分布數(shù)據(jù)，由葉絲尺寸分形關(guān)系朽=(——)"，確定兩個葉絲結(jié)構(gòu) し的特性參數(shù)rmax、η,其中，rmax為葉絲最大長度，η表征葉絲結(jié)構(gòu)均勻程度，r表征葉絲長度，y2為葉絲長度小于r的累積質(zhì)量百分比； 6)根據(jù)兩個葉片結(jié)構(gòu)特性參數(shù)smax.、V及相應(yīng)的葉絲結(jié)構(gòu)特性參數(shù)rmax、η,由如下定量關(guān)系 flJan ニ奶 確定其中公共參數(shù)S1、bp a2、 b2,其中，S1定義為反映切絲條件(切絲水分、寬度等)影響的參數(shù)A1定義為反映葉絲尺寸對葉片大小依賴程度的參數(shù)；a2定義為反映葉絲均勻性受葉片種類影響的參數(shù)；b2定義為反映葉絲均勻性對葉片均勻性依賴程度的參數(shù)； 7)對待測的任一區(qū)間片畑，由該區(qū)間內(nèi)的葉片面積分布信息，確定對應(yīng)特性參數(shù)Smax、、V，再依據(jù)6)中已知公共參數(shù)的定量關(guān)系，可確定該區(qū)間片煙成絲后的葉絲結(jié)構(gòu)特性參數(shù)rmax、η,即可以得到任意區(qū)間片煙的成絲尺寸分布。
全文摘要
一種片煙原料成絲結(jié)構(gòu)的測定和表征方法，其特征在于采用圖像法測定同一單等級片煙兩個區(qū)間的葉片面積分布，獲得兩個區(qū)間葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；兩個區(qū)間葉片切絲后，采用篩分儀得到對應(yīng)的葉絲尺寸分布，分別獲得兩個區(qū)間葉片成絲后煙絲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；由葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)及對應(yīng)的煙絲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，確定表征葉片與葉絲結(jié)構(gòu)定量關(guān)系中的公共參量；對任意尺寸范圍內(nèi)片煙，由其葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，通過已確定公共參量的定量關(guān)系，即可分析得到該區(qū)間片煙成絲后的煙絲結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的方法快速﹑準(zhǔn)確﹑簡便，僅需兩個部分成絲前后葉片和葉絲的測定，即可確定特定原料任意尺寸范圍內(nèi)的片煙切后煙絲結(jié)構(gòu)，優(yōu)化片煙結(jié)構(gòu)、改善卷煙煙絲結(jié)構(gòu)提供了有效測試分析手段。
文檔編號G01N21/95GK102628813SQ20121008921
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者余娜, 堵勁松, 徐大勇, 徐德龍, 朱文魁, 王兵, 陳良元 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院