声光可调近红外光谱技术用于打叶复烤片烟化学成分均质化生产控制

　　0 引言

　　打叶复烤企业是烟草产业链中的重要环节，是工商联结的桥梁和纽带，也是卷烟工业企业的“第一车间”。打叶复烤环节直接影响着片烟的品质，进而影响甚至决定着卷烟产品的质量。目前，打叶复烤企业对片烟成品质量的控制侧重于物理指标控制，如：大中片率、叶中含梗率、含水率等。为适应卷烟工业对大品牌原料加工稳定性的需求，打叶复烤加工产品不仅要求原料外在物理指标符合要求，而且要求其内在化学成分含量如总糖、烟碱、钾、氯等保持稳定和均匀。如何保证打叶复烤加工产品尤其是叶片内、外在质量的均质性、稳定性，已经成为打叶复烤行业亟需解决的难题。打叶复烤企业必须深化对烟叶物理、生理生化、加工技术等方面的研究，努力提高打叶复烤加工过程的控制能力，实现由结果控制向过程控制的转变，由指标控制向参数控制的转变，由人工经验控制向信息自动控制的转变，由单一地点加工质量的均质稳定性向多点、异地加工质量的稳定性转变，不断提高工艺控制水平，以适应卷烟工业对大品牌原料加工稳定性的需求。近红外光谱技术作为一种绿色、无损、无污染、快速检测技术已经在烟草、农业、食品、医药等行业得到广泛应用[1-8。

　　近年来，光纤技术和化学计量学的发展使得近红外光谱技术在工业在线分析中展现出越来越大的优势。国内烟草行业利用近红外技术在线检测方面开始着手研究和应用。云南红塔集团采用在线傅立叶变换近红外光谱仪采集制丝线上的烟丝光谱，建立了在线烟丝含水率、总植物碱、总糖和总氮的数学模型[9]。湖南中烟工业有限公司通过近红外技术在线检测了打叶复烤过程中的烟叶化学成分，建立了评价成品片烟质量一致性水平的工艺指标以及处理质量问题的工艺办法[10]。云南瑞升烟草技术有限公司采用声光可调近红外光谱技术，结合偏最小二乘法，建立了造纸法再造烟叶中烟碱、总糖、还原糖、钾和氯在线预测模型，实现了再造烟叶产品主要化学组分进行了在线监控[11。将近红外光谱技术的快速在线分析能力与现代工业自动化控制技术相结合，目前在国内还是一片空白。

　　研究中以近红外在线检测的化学成分为监控指标，以化学成分变异系数为在线均质化控制参数，通过近红外在线检测与工业自动化控制系统的协同配合，实现了对化学成分的实时检测与控制，通过在线控制，烟叶的均质性得到了很大的提高，据我们所知，目前国内外还未有对烟草打叶复烤加工过程进行均质化控制的相关研究。在烟叶烤后位置利用在线近红外快速检测的优势，进一步完善了打叶复烤的打包标识功能。