本發(fā)明涉及煙草領(lǐng)域，具體涉及一種天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、煙草在制品的含水率是評價其質(zhì)量的一個重要因素。煙草屬于多孔介質(zhì)，具有很強的吸濕和解濕能力。目前制絲加工中常將再造煙葉松散后，摻入配方葉組共同進行松散回潮，而天然煙葉與再造煙葉的組織結(jié)構(gòu)有明顯差異，兩者在實際生產(chǎn)環(huán)境下流轉(zhuǎn)過程中的等溫吸濕、解濕行為也有差異。

2、煙草是一種膠質(zhì)毛細(xì)多孔物質(zhì)，它的組織結(jié)構(gòu)由毛細(xì)管和多孔體構(gòu)成，具有較強的解吸濕能力。造紙法再造煙葉樣品的粗條纖維明顯，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密；再造煙葉缺失疏松的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，與煙葉微觀結(jié)構(gòu)存在顯著差異。李立群等研究表明，再造煙葉與煙葉摻配時兩者的含水率存在較大差異，對加料均勻性和摻配均勻性均有一定影響。以上研究表明煙葉與再造煙葉的解吸濕特性存在明顯差異，探明二者的解吸濕特性對實現(xiàn)制絲生產(chǎn)穩(wěn)態(tài)控制具有重要意義。

3、為此，本發(fā)明提出一種天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法，以期提供適用于生產(chǎn)環(huán)境的等溫吸濕、解濕模型與解濕動力學(xué)模型，為制絲生產(chǎn)穩(wěn)態(tài)控制提供理論基礎(chǔ)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法。本發(fā)明通過對煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為進行分析，探明煙葉與再造煙葉的等溫解吸濕行為特性與差異，能夠較好地預(yù)測煙葉與再造煙葉在實際生產(chǎn)環(huán)境下的解濕情況，并對提升煙草產(chǎn)品生產(chǎn)過程穩(wěn)態(tài)控制具有重要的理論和實際應(yīng)用價值。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

3、天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法，包括

4、s1樣品前處理

5、將天然煙葉與再造煙葉樣品裁剪為0.5cm×0.5cm大小的片狀，放入電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，設(shè)置干燥箱溫度為45℃，干燥48h后取出密封保存；

6、s2等溫吸濕-解濕實驗

7、取一片樣品放入動態(tài)水分吸附分析儀的樣品盤，分別在22℃與28℃環(huán)境下，設(shè)定初始相對濕度(rh)為0％，以10％為一個梯度，遞增至80％后再遞減至0％，測定樣品在不同相對濕度下的質(zhì)量變化；

8、當(dāng)樣品的質(zhì)量變化小于0.002％每分鐘時，認(rèn)為樣品達到吸濕或解濕平衡，自動調(diào)節(jié)相對濕度至下一梯度并記錄樣品質(zhì)量隨環(huán)境濕度變化數(shù)據(jù)，提取數(shù)據(jù)以繪制等溫吸濕-解濕曲線；

9、天然煙葉與再造煙葉在不同溫度下的實驗分別進行三次，實驗數(shù)據(jù)以平均值計；

10、s3等溫吸濕-解濕模型的篩選

11、通過多個等溫吸濕-解濕模型對實驗數(shù)據(jù)進行天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕-解濕曲線擬合，使用決定系數(shù)r2與平均相對誤差mre對各模型不同環(huán)境下的擬合效果進行評價，并篩選出擬合效果最優(yōu)的模型作為最佳模型；

12、s4等溫吸濕-解濕過程的模型擬合與分析

13、應(yīng)用最優(yōu)模型對天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕-解濕曲線進行擬合，并分別對天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕-解濕行為進行分析；

14、在封閉體系內(nèi)，水活度aw近似地表示為溶液水蒸氣分壓與純水蒸氣分壓之比，因此實驗體系下水活度aw可近似等于實驗環(huán)境相對濕度，如此樣品的等溫吸濕-解濕曲線可近似認(rèn)為是樣品的平衡含水率與環(huán)境相對濕度之間的關(guān)系曲線；

15、進一步得到天然煙葉與再造煙葉的吸濕與解濕過程平衡含水率數(shù)據(jù)曲線、平衡含水率隨水活度變化曲線、吸濕滯后程度隨水活度變化曲線；

16、通過分析得到天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕線類型、煙葉平衡含水率受水活度、溫度變化的影響、煙葉的吸濕滯后程度受水活度、溫度變化的影響；

17、s5解濕動力學(xué)模型的篩選

18、樣品在分析儀內(nèi)環(huán)境相對濕度0％達到平衡時得到干基質(zhì)量md，進一步得樣品干基含水率m：

19、

20、式中：m為干基含水率，％；mt為t時刻樣品質(zhì)量，g；md為樣品干基質(zhì)量，g；

21、將干基含水率m數(shù)據(jù)換算為水分比mr，表征樣品在某一環(huán)境下的解濕狀態(tài)：

22、

23、式中：mr為某一時刻樣品中未解濕的水分含量，％；mt為t時刻樣品干基含水率，％；me為平衡干基含水率，％；m0為初始干基含水率，％；

24、通過多個解濕動力學(xué)模型對天然煙葉與再造煙葉的解濕過程水分比隨時間變化曲線進行擬合，使用決定系數(shù)r2與χ2對方程擬合效果進行評價，并篩選出擬合效果最優(yōu)的模型作為最佳模型；

25、s6解濕動力學(xué)模型擬合與分析

26、應(yīng)用最優(yōu)模型對天然煙葉與再造煙葉的解濕過程水分比隨時間變化曲線進行擬合，基于擬合方程得到樣品的解濕速率，并分別對天然煙葉與再造煙葉的解濕性能、解濕速率進行分析；

27、通過分析得到天然煙葉與再造煙葉的解濕性能及其受環(huán)境溫濕度的影響、煙葉解濕速率隨時間變化關(guān)系。

28、本發(fā)明目的還在于提供一種天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為分析方法的應(yīng)用。

29、即，所述等溫吸濕與解濕行為分析方法在制絲生產(chǎn)穩(wěn)態(tài)控制中的應(yīng)用；

30、所述等溫吸濕與解濕行為分析方法在預(yù)測煙葉實際生產(chǎn)環(huán)境下的解濕情況中的應(yīng)用。

31、本發(fā)明帶來的有益效果：

32、本發(fā)明通過篩選出的最優(yōu)模型對天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為進行分析，探明天然煙葉與再造煙葉的等溫解吸濕行為特性與差異，提供適用于生產(chǎn)環(huán)境的等溫吸濕、解濕模型與解濕動力學(xué)模型，可以為制絲生產(chǎn)穩(wěn)態(tài)控制提供理論基礎(chǔ)。

33、本發(fā)明對天然煙葉與再造煙葉等溫吸濕、解濕過程進行擬合，利用解濕動力學(xué)模型探究天然煙葉與再造煙葉的解濕性能差異，并依據(jù)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行驗證，能夠較好地預(yù)測天然煙葉與再造煙葉在實際生產(chǎn)環(huán)境下的解濕情況。

技術(shù)特征：

1.天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法，其特征在于：包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：

4.所述天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法在制絲生產(chǎn)穩(wěn)態(tài)控制中的應(yīng)用。

5.所述天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法在預(yù)測煙葉實際生產(chǎn)環(huán)境下的解濕情況中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為的分析方法與應(yīng)用，所述分析方法包括樣品前處理、等溫吸濕?解濕實驗設(shè)計、等溫吸濕?解濕模型的篩選、擬合與分析、解濕動力學(xué)模型的篩選、擬合與分析。本發(fā)明通過篩選出的最優(yōu)模型對天然煙葉與再造煙葉的等溫吸濕與解濕行為進行分析，可探明煙葉與再造煙葉的等溫解吸濕行為特性與差異，提供適用于生產(chǎn)環(huán)境的等溫吸濕?解濕模型與解濕動力學(xué)模型，可以為制絲生產(chǎn)穩(wěn)態(tài)控制提供理論基礎(chǔ)，并依據(jù)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行驗證，能夠較好地預(yù)測煙葉與再造煙葉在實際生產(chǎn)環(huán)境下的解濕情況。

技術(shù)研發(fā)人員：李自娟,周政,蘇巧,趙海洋,孫朔,陳嬌嬌,李宜馨,高楊,馬燕玲,武婷婷,呂萱,楊曉華,儲燕,李素艷
受保護的技術(shù)使用者：張家口卷煙廠有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10