【摘 要】
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提高生产过程监测与控制能力,保障复烤片烟指标稳定和化学成分均匀是现代复烤企业对产品品质追求。随着国家烟草专卖局对复烤片烟产品均质化要求的不断提升,对复烤片烟产品的化学成分检测已经从抽检到全检,从实验室检测到在线检测。因此,有着快速、准确、检测成本低等优点的近红外光谱分析技术,逐渐为复烤企业检测片烟产品成分的重要手段。但烟叶属天然复杂产物,其漫反射光谱不但包含了样品的物理和化学信息,还承载了检测条件
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提高生产过程监测与控制能力,保障复烤片烟指标稳定和化学成分均匀是现代复烤企业对产品品质追求。随着国家烟草专卖局对复烤片烟产品均质化要求的不断提升,对复烤片烟产品的化学成分检测已经从抽检到全检,从实验室检测到在线检测。因此,有着快速、准确、检测成本低等优点的近红外光谱分析技术,逐渐为复烤企业检测片烟产品成分的重要手段。但烟叶属天然复杂产物,其漫反射光谱不但包含了样品的物理和化学信息,还承载了检测条件等多方面复杂的背景信息,特别是在线检测的环境较差,会使检测结果的发生偏差,在部分生产突发事件下会造成检测数据失效等情况。针对这一问题,本文以烟碱指标建模为例,从近红外光谱分析的基本原理和生产实际情况入手,设计和安装了一个在线检测复烤片烟的近红外光谱仪,并根据生产线情况配置了探头与相关辅助设施;然后使用这套设备对在线复烤片烟进行样品采集,通过对挑选样品、奇异样品剔除、光谱预处理、光谱优化和建模方法的实验对比,确定了使用1stDerivative+MSC的预处理方法、使用GA算法优化波长和PLS建模的最佳方法,建立了一个R2为98.22,RMSECV为0.0821,RPD为7.33的在线烟碱检测模型。同时,针对实际生产过程中存在的料头、料尾和断料等异常情况,本文使用了定性分析的方法对采集到的光谱进行判别,通过对建模参数的对比使用,建立了校正集准确率99%,验证集准确率97%的定性分析模型。最后为达到可以自动剔除异常光谱的目地,使用光谱仪扫描流程控制,在每个扫描周期内,每扫描光谱64次就进行平均光谱的异常判断,及时剔除异常光谱,从而保证检测数据可以准确、实时地传输至标签打印系统。
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