一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法、鲜烟叶的烘烤方法、数学模型及其构建方法技术

本发明专利技术涉及一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法、鲜烟叶的烘烤方法、数学模型及其构建方法，属于烟叶烘烤技术领域。本发明专利技术的估算方法包括：1)将待烘烤鲜烟叶在设定烘烤工艺条件下烘烤一段时间，测定待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据；2)将得到的待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据代入鲜烟叶质量变化特征‑鲜烟叶初始含水率数学模型中，计算得待烘烤鲜烟叶的初始含水率。本发明专利技术的估算方法利用能够反映相同烘烤条件下待烘烤鲜烟叶质量变化特征与初始含水率之间关系的数学模型，通过检测烘烤过程中待烘烤鲜烟叶质量变化情况利用该数学模型来测定鲜烟叶的初始含水率。

【技术实现步骤摘要】
一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法、鲜烟叶的烘烤方法、数学模型及其构建方法
本专利技术涉及一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法、鲜烟叶的烘烤方法、数学模型及其构建方法，属于烟叶烘烤

技术介绍
烟叶烘烤调制是通过一定的烘烤工艺措施促使烟叶内含物质向人们所期望的方面转化。而烘烤工艺的实质是控制烤房内的温度、湿度、通风等条件，结合烟叶外观形态的改变，加速和引导烟叶内物质的转化，并在烟叶品质最佳时使其干燥，对品质进行固定。烟叶在烘烤过程中，内含物质的转化主要通过生物酶的作用以及烟叶内物质的相互反应进行。而烟叶水分是生物酶作用和烟叶内含物相互反应的重要物质条件。烟叶含水量的多少直接影响着烟叶内含物质变化的快慢程度，烘烤进程的控制与烟叶含水率的变化越协调，越有利于烤后烟叶品质，因此获得烘烤开始时鲜烟含水率对于选择合适的烘烤工艺具有重要的参考作用。目前的鲜烟叶烘烤工艺中，待烘烤鲜烟叶的水分状况主要依靠烟农眼看、手摸等手段进行初步的判断，具有主观性、经验性、模糊性等特点，不利于精确匹配最优烘烤工艺；而采用烘箱法等传统的鲜烟叶含水率测定方法，需要在每次烘烤前对待烘烤鲜烟叶含水率进行测定，比较耗时，需要额外增加人力成本，不够便捷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，采用该方法能够通过获取鲜烟叶烘烤过程中的质量变化特征数据得到鲜烟叶含水率，方法简便快捷、准确性高。本专利技术还提供了一种鲜烟叶的烘烤方法，工艺调整简便并且能提高烤后烟叶品质。本专利技术还提供了一种用于估算烘烤中烟叶初始含水率的数学模型，能够在对待烘烤鲜烟叶进行烘烤的过程中确定鲜烟叶的初始含水率，简便快捷、准确度高。本专利技术还提供了一种方法简单的数学模型的构建方法。为了实现以上目的，本专利技术的烘烤中烟叶初始含水率的估算方法所采用的技术方案是：一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，包括以下步骤：1)将待烘烤鲜烟叶在设定烘烤工艺条件下烘烤一段时间，测定待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据；2)将得到的待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据，代入鲜烟叶质量变化特征-鲜烟叶初始含水率数学模型中，计算得到待烘烤鲜烟叶的初始含水率；所述数学模型为依据鲜烟叶样品的质量变化特征数据与鲜烟叶样品的初始含水率数据拟合得到的函数关系曲线；所述鲜烟叶样品的质量变化特征数据是在步骤1)中设定烘烤工艺条件下烘烤相同时间获得的；所述鲜烟叶样品与待烘烤鲜烟叶的产地、品种和部位均相同。由于对某一烟叶产区来说，烟草品种、烘烤条件相对稳定，在明确鲜烟叶的产地、品种以及部位的情况下，步骤1)中对待烘烤鲜烟叶烘烤时的设定烘烤工艺条件也是确定的。本专利技术的烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，利用鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型能够反映相同烘烤条件下待烘烤鲜烟叶中质量变化特征与初始含水率之间关系，通过检测烘烤过程中待烘烤鲜烟叶质量变化情况利用该数学模型来确定鲜烟叶在烘烤前的初始含水率，不需要额外增加人力成本、只需要传统烤房中增加检测烟叶重量的装置，按照正常程序装炕烘烤即可测定鲜烟叶的初始含水率。由于不同初始含水率的新鲜烟叶在特定烘烤工艺条件和环境条件下水分散失速率存在差异，水分散失速率不同的烟叶在烘烤过程中必然会展现出不同的质量变化特征，利用鲜烟叶初始含水率与烟叶质量变化特征之间关系的数学模型，通过测定烘烤过程中待烘烤鲜烟叶质量变化特征确定待烘烤鲜烟叶的初始含水率。所述数学模型的构建方法包括以下步骤：a)选取与待烘烤鲜烟叶产地、品种和部位均相同的多个鲜烟叶样品；多个鲜烟叶样品包括至少三个初始含水率各不相同的鲜烟叶样品；b)将步骤a)中选取的多个鲜烟叶样品在待烘烤鲜烟叶的设定烘烤工艺条件下进行烘烤，烘烤时间同步骤1)，分别获取各鲜烟叶样品烘烤前后的鲜烟叶样品质量变化特征的数据；c)根据各鲜烟叶样品的初始含水率数据和步骤b)中测定的对应鲜烟叶样品的质量变化特征的数据，建立鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型。该数学模型的构建方法简单，便于实现。步骤c)中，建立鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型的方法包括：根据各鲜烟叶样品的初始含水率数据和步骤b)中测定的对应鲜烟叶样品的质量变化特征的数据，构建多个类型的鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型；比较各类型的数学模型的确定系数R2的大小，选择确定系数R2最大的数学模型作为鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型。采用该步骤确定的数学模型能够提高的本专利技术的方法的准确性。为了使本专利技术的构建方法得到的数学模型有更广泛的应用范围，优选的，所述多个鲜烟叶样品的初始含水率分布范围包含同产地、同品种、同部位鲜烟叶初始含水率的分布范围。在烟叶烘烤的初期阶段，烘烤时间越长，不同初始含水率烟叶的质量变化特征越明显，越易于分辨，即烘烤时间越长通过烟叶质量变化特征测定的烟叶初始含水率的精度越高，但是烟叶含水率越早测定越有利于尽早确定适合的烘烤工艺，因此需要在测定精度和监测时间之间寻找一个平衡。一般来说，选择监测烟叶质量变化特征的时间应根据预期的烟叶含水率测定精度、所使用的质量测定装置的精度以及烘烤工艺等因素来综合确定。优选的，步骤1)中进行烘烤的时间为6～30h。进一步优选的，步骤1)中进行烘烤的时间为9～15h。本专利技术的鲜烟叶的烘烤方法采用的技术方案为：一种鲜烟叶的烘烤方法，包括以下步骤：1)将待烘烤鲜烟叶在设定烘烤工艺条件下烘烤一段时间，测定待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据；2)将得到的待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据，代入鲜烟叶质量变化特征-鲜烟叶初始含水率数学模型中，计算得到待烘烤鲜烟叶的初始含水率；3)根据步骤2)确定的待烘烤鲜烟叶的初始含水率对设定烘烤工艺条件进行调整后继续进行烘烤；步骤2)中，所述数学模型为依据鲜烟叶样品的质量变化特征数据与鲜烟叶样品的初始含水率数据拟合得到的函数关系曲线；所述鲜烟叶样品的质量变化特征数据是在步骤1)中设定烘烤工艺条件下烘烤相同时间获得的；所述鲜烟叶样品与待烘烤鲜烟叶的产地、品种和部位均相同。本专利技术的鲜烟叶的烘烤方法，对于产地、品种和部位均相同的鲜烟叶，不需额外增加人力物力成本，仅测定烘烤一定时间时的鲜烟叶质量变化特征的数据，即可获得鲜烟叶的初始含水率，并依据该初始含水率及时对烘烤工艺进行调整。本专利技术的鲜烟叶的烘烤方法，具有工艺调整简单、成本低的优点，并且能提高烤后烟叶品质。对烘烤工艺进行调整可以按照现有技术进行。所述数学模型的构建方法包括以下步骤：a)选取与待烘烤鲜烟叶产地、品种和部位均相同的多个鲜烟叶样品；多个鲜烟叶样品包括至少三个初始含水率各不相同的鲜烟叶样品；b)将步骤a)中选取的多个鲜烟叶样品在待烘烤鲜烟叶的设定烘烤工艺条件下进行烘烤，烘烤时间同步骤1)，分别获取各鲜烟叶样品烘烤前后的鲜烟叶样品质量变化特征的数据；c)根据各鲜烟叶样品的初始含水率数据和步骤b)中测定的对应鲜烟叶样品的质量变化特征的数据，建立鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型。该数学模型的构建方法简单，便于实现。步骤c)中，建立鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型的方法包括：根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将待烘烤鲜烟叶在设定烘烤工艺条件下烘烤一段时间，测定待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据；2)将得到的待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据，代入鲜烟叶质量变化特征‑鲜烟叶初始含水率数学模型中，计算得到待烘烤鲜烟叶的初始含水率；所述数学模型为依据鲜烟叶样品的质量变化特征数据与鲜烟叶样品的初始含水率数据拟合得到的函数关系曲线；所述鲜烟叶样品的质量变化特征数据是在步骤1)中设定烘烤工艺条件下烘烤相同时间获得的；所述鲜烟叶样品与待烘烤鲜烟叶的产地、品种和部位均相同。

【技术特征摘要】
1.一种烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将待烘烤鲜烟叶在设定烘烤工艺条件下烘烤一段时间，测定待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据；2)将得到的待烘烤鲜烟叶质量变化特征的数据，代入鲜烟叶质量变化特征-鲜烟叶初始含水率数学模型中，计算得到待烘烤鲜烟叶的初始含水率；所述数学模型为依据鲜烟叶样品的质量变化特征数据与鲜烟叶样品的初始含水率数据拟合得到的函数关系曲线；所述鲜烟叶样品的质量变化特征数据是在步骤1)中设定烘烤工艺条件下烘烤相同时间获得的；所述鲜烟叶样品与待烘烤鲜烟叶的产地、品种和部位均相同。2.根据权利要求1所述的烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，其特征在于：所述数学模型采用包括以下步骤的方法进行构建：a)选取与待烘烤鲜烟叶产地、品种和部位均相同的多个鲜烟叶样品；多个鲜烟叶样品包括至少三个初始含水率各不相同的鲜烟叶样品；b)将步骤a)中选取的多个鲜烟叶样品在待烘烤鲜烟叶的设定烘烤工艺条件下进行烘烤，烘烤时间同步骤1)，分别获取各鲜烟叶样品烘烤前后的鲜烟叶样品质量变化特征的数据；c)根据各鲜烟叶样品的初始含水率数据和步骤b)中测定的对应鲜烟叶样品的质量变化特征的数据，建立鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型。3.根据权利要求2所述的烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，其特征在于：步骤c)中，建立鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型的方法包括：根据各鲜烟叶样品的初始含水率数据和步骤b)中测定的对应鲜烟叶样品的质量变化特征的数据，构建多个类型的鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型；比较各类型的数学模型的确定系数R2的大小，选择确定系数R2最大的数学模型作为鲜烟叶样品质量变化特征与鲜烟叶样品初始含水率之间关系的数学模型。4.根据权利要求2或3所述的烘烤中烟叶初始含水率的估算方法，其特征在于：所述多个鲜烟叶样品的初始含水率分布范围包含同产地、同品种、同部位鲜烟叶初始含水率的分布范围。5.根据权利要求1～3中任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱国，张艳玲，过伟民，尹启生，梁太波，田阳阳，牟文君，胡利伟，郭建华，王建伟，张仕祥，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41