制絲線煙絲質(zhì)量在線檢測(cè)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(wú)損、能夠?qū)崿F(xiàn)在線多組分同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)，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(duì)復(fù)雜樣本（如煙絲）進(jìn)行分析測(cè)定時(shí)，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(cè)出待測(cè)樣本中待測(cè)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(dāng)將在離線條件下建立的光譜較正模型應(yīng)用實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)測(cè)時(shí)，由于在線樣本近紅外光譜的測(cè)試條件與離線樣本的近紅外光譜的測(cè)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(zhǔn)確預(yù)測(cè)出待測(cè)組分的含量。因此確保實(shí)驗(yàn)室離線條件下建立的近紅外光譜校正模型能夠從實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程在線監(jiān)測(cè)樣本的近紅外光譜中獲取準(zhǔn)確的待測(cè)組分含量信息對(duì)于在線近紅外光譜分析技術(shù)的實(shí)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(cè)技術(shù)，其研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)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(duì)所獲得的近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)對(duì)煙絲質(zhì)量的定性判別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：所建立的近紅外光譜定性判別模型對(duì)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(huì)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(cè)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(cè)模型。所建立的近紅外光譜預(yù)測(cè)模型對(duì)煙絲比例預(yù)測(cè)均值偏差較小，波動(dòng)水平（RSTD）在2.3%左右；對(duì)梗絲比例預(yù)測(cè)均值偏差在2%~10%之間，波動(dòng)水平（RSTD）約為10%；對(duì)薄片比例預(yù)測(cè)均值偏差較大，波動(dòng)較厲害。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：近紅外光譜預(yù)測(cè)模型對(duì)煙絲和梗絲比例的預(yù)測(cè)能力是比較可靠的，而對(duì)薄片比例的預(yù)測(cè)能力需進(jìn)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(shí)現(xiàn)煙末常規(guī)化學(xué)指標(biāo)（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(cè)成功應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)SST處理過(guò)的在線樣本的近紅外光譜與在離線條件下測(cè)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(shí)現(xiàn)了不同批次精品白沙中總糖、煙堿和燃燒熱三個(gè)指標(biāo)的在線監(jiān)測(cè)，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