《煙草近紅外數據庫構建、管理及應用》旨在研究構建煙草行業(yè)近紅外數據庫平臺,有效解決煙草行業(yè)亟待解決的問題,如1、對樣品粒度、儀器參數、 環(huán)境條件等缺乏系統(tǒng)全面的研究與控制,質量控制樣品缺失,近紅外光譜采集質量參差不齊;2、化學成分預測模型指標偏少;3、化學成分預測結果的可比性差;4、樣品含水率對近紅外光譜的干擾難以消除;5、部分近紅外光譜儀之間預測模 型傳遞效果差;6、近紅外分析數據分散等。近紅外數據庫的構建將行業(yè)近紅外光譜儀一體化連通,實現煙葉和卷煙近紅外分析數據的自動收集,充分發(fā)揮基礎化學成分數據潛力,將顯著提高行業(yè)近紅外分析研究與應用技術水平,有效拓展近紅外分析技術應用的廣度與深度,對煙草行業(yè)技術進步具有重要意義。
我國煙草行業(yè)目前各類近紅外光譜儀保有量近 300 臺, 分布在打葉復烤 廠、 工業(yè)企業(yè)技術中心、 地市級煙草技術中心等單位, 廣泛應用于煙葉化學 成分分析、 煙葉質量評價、 打葉模塊組配、 復烤片煙質量均一性控制和卷煙 原輔材料質量控制等方面, 并逐步拓展應用于卷煙配方維護與設計。 近紅外 光譜分析技術作為便捷高效?化學數據獲取手段, 將隨著物聯(lián)網技術和大數 據技術的發(fā)展, 進一步深化和拓展在煙葉原料、 卷煙、 輔助材料等方面的應 用, 在煙草行業(yè)數字化轉型中必將發(fā)揮越來越大的作用。 在近紅外光譜分析技術的研究與應用方面, 煙草行業(yè)目前存在若干亟待 解決的問題, 包括 (1) 對樣品粒度、 儀器參數、 環(huán)境條件等缺乏系統(tǒng)全面的 研究與控制, 質量控制樣品缺失, 近紅外光譜采集質量參差不齊; (2) 化學 成分預測模型指標偏少, 基本只有總糖、 還原糖、 總氮、 總植物堿、 鉀、 氯 6 種化學成分, 不能適應客觀全面地評價煙葉質量、 煙葉風格和煙葉可用性的 需要, 也不能適應卷煙數字化設計與維護的迫切需要; (3) 化學成分預測結 果的可比性差, 不同單位建立的預測模型在一次數據準確性和建模樣品代表 性上存在較大差異, 導致預測結果之間存在系統(tǒng)偏差; (4) 樣品含水率對近 紅外光譜的干擾難以消除, 含水率較高或極低樣品的預測結果存在大的誤差, 且缺乏有效的解決手段; (5) 部分近紅外光譜儀之間預測模型傳遞效果差, 嚴重制約預測模型應用效果的*大化; (6) 近紅外分析數據分散, 單位之間 或行業(yè)層面無法共享煙葉基礎分析數據, 甚至同一單位的部門之間也無法共 享, 加之樣品信息、 數據格式不統(tǒng)一, 難以集聚、 融合和挖掘分析。 本書旨在研究構建煙草行業(yè)近紅外數據庫平臺, 有效解決上述問題, 將 行業(yè)近紅外光譜儀一體化連通, 實現煙葉和卷煙近紅外分析數據的自動收集, 充分發(fā)揮基礎化學成分數據潛力, 顯著提高行業(yè)近紅外分析研究與應用技術 水平, 有效拓展近紅外分析技術應用的廣度與深度, 對煙草行業(yè)技術進步具 有重要意義。 本書共分為八章。 第1章為緒論, 簡要概述了近紅外光譜技術在國內外 的研究進展及煙草近紅外數據庫構建的技術路線; 第二章至第五章分別介紹了構建煙草近紅外數據庫的基礎性工作近紅外光譜采集操作規(guī)范的建立, 建模樣品、 化學成分分析與近紅外光譜采集, 近紅外煙草化學成分預測模型 的構建與維護及近紅外化學成分預測模型轉移; 第六章介紹了煙草近紅外數 據庫系統(tǒng)平臺建立; 第七章介紹了煙草近紅外數據庫建設及管理; 第八章對 煙草近紅外數據庫的應用給出實例。 本書在編寫過程中得到了相關同事及同行專家的支持和幫助, 謹向他們 表示衷心的感謝。 近紅外分析技術與應用發(fā)展迅猛, 加之編寫人員水平有限, 書中疏漏和 不當之處在所難免, 敬請讀者批評指正。
郭軍偉,碩士,中國煙草總公司鄭州煙草研究院高級工程師。趙樂,中國煙草總公司鄭州煙草研究院研究員。王洪波,中國煙草總公司鄭州煙草研究院研究員。
第1章 緒論
第1節(jié) 國內外研究進展
第二節(jié) 煙草近紅外數據庫構建的技術路線
第二章 近紅外光譜采集操作規(guī)范建立
第1節(jié) 樣品制備方法研究
第二節(jié) 光譜儀采集參數
第三節(jié) 《煙草及煙草制品近紅外分析質量控制樣品要求與應用》制定
第四節(jié) 《煙草及煙草制品近紅外光譜采集規(guī)范》制定
第三章 建模樣品、化學成分分析與近紅外光譜采集
第1節(jié) 近紅外預測模型化學成分指標確定
第二節(jié) 樣品征集與篩選
第三節(jié) 化學成分分析與近紅外光譜采集
第四章 近紅外煙草化學成分指標預測模型構建與維護
第1節(jié) 近紅外煙草化學成分指標預測模型構建方法研究
第二節(jié) 近紅外煙草化學成分指標預測模型建立
第三節(jié) 近紅外煙草光譜水分校正研究
第四節(jié) 近紅外煙草化學成分指標預測模型維護
第五章 近紅外煙草化學成分指標預測模型轉移
第1節(jié) 模型轉移方法對比研究
第二節(jié) 光譜波數不一致光譜轉移研究
第三節(jié) 近紅外預測模型轉移及評價
第六章 煙草近紅外數據庫系統(tǒng)平臺建立
第1節(jié) 煙草近紅外數據分析編碼規(guī)則制訂
第二節(jié) 煙草近紅外數據庫系統(tǒng)軟件開發(fā)
第三節(jié) 煙草近紅外數據庫系統(tǒng)數據安全保證措施
第四節(jié) 煙草近紅外數據庫系統(tǒng)平臺測試
第七章 煙草近紅外數據庫建設及管理
第1節(jié) 煙草近紅外數據庫內容
第二節(jié) 煙草近紅外數據庫建設
第三節(jié) 煙草近紅外數據庫管理
第八章 煙草近紅外數據庫的應用舉例
第1節(jié) 初烤煙葉化學成分分布
第二節(jié) 醇化片煙化學成分與醇化時間的關系規(guī)律
第三節(jié) 基于近紅外分析的卷煙煙絲質量穩(wěn)定性表征研究
附錄A 建立和完善的分析方法
1 煙草及煙草制品鉀、鈣和鎂的測定(電感耦合等離子體質 譜法)
2 煙草及煙草制品難揮發(fā)有機酸的測定(氣相色譜法)
3 煙草及煙草制品 Amadori 化合物的測定(高效液相色譜-串聯(lián)質譜法)
4 煙草及煙草制品二氯甲烷提取物的測定
5 煙草及煙草制品新植二烯的測定(反吹氣相色譜法)
6 煙草及煙草制品無機陰離子的測定(離子色譜法)
7 煙草及煙草制品多酚類化合物的測定(高效液相色譜法)
8 煙草及煙草制品游離氨基酸的測定(氨基酸分析儀法)
9 煙草及煙草制品游離態(tài)茄尼醇的測定(高效液相色譜法)
B 規(guī)范性文件
1 煙草及煙草制品近紅外分析編碼規(guī)則
2 煙草及煙草制品近紅外光譜采集規(guī)范
3 煙草及煙草制品近紅外分析質量控制樣品要求與應用
C 化學成分指標預測模型評價參數
1 初烤煙葉/ 復烤片煙化學成分指標預測模型評價參數
2 醇化片煙化學成分指標預測模型評價參數
3 卷煙煙絲化學成分指標預測模型評價參數
4 卷煙煙氣常規(guī)指標預測模型評價參數
D 預測模型維護后化學成分指標預測模型評價參數
1 維護后初烤煙葉/ 復烤片煙化學成分指標預測模型 評價參數
2 維護后醇化片煙化學成分指標預測模型評價參數
3 維護后卷煙煙絲化學成分指標預測模型評價參數
E 系統(tǒng)應急預案
參考文獻