一种卷烟烟丝轴向密度分布稳定性的评价方法
阅读说明：本技术 一种卷烟烟丝轴向密度分布稳定性的评价方法 (Method for evaluating stability of axial density distribution of cigarette tobacco shreds ) 是由 王乐 孙悦 邓楠 鲁端峰 张柯 张明建 黄锋 徐波 刘晓萍 李斌 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：一种卷烟烟丝轴向密度分布稳定性的评价方法,其特征在于,是采用数理统计对烟丝轴向密度分步的稳定性进行评价,具体包括以下步骤：1)环境温湿度确定；2)烟支轴向密度测试；3)烟支轴向密度修正；4)轴向密度稳定性评价。本发明采用数理统计方法对烟丝密度分布的稳定性进行评价,不仅可以评价相同卷烟样品的烟丝密度分布稳定性,还可以比较不同卷烟样品的烟丝密度分布稳定性。该评价方法判定指标简单实用,对卷烟制造稳定性具有重要意义。(The method for evaluating the stability of the distribution of the axial density of the cigarette tobacco shreds is characterized by evaluating the stability of the axial density of the tobacco shreds step by adopting mathematical statistics, and specifically comprises the following steps: 1) determining the temperature and the humidity of the environment; 2) testing the axial density of the cigarette; 3) correcting the axial density of the cigarettes; 4) and evaluating the axial density stability. The stability of the tobacco shred density distribution is evaluated by adopting a mathematical statistical method, so that the stability of the tobacco shred density distribution of the same cigarette sample can be evaluated, and the stability of the tobacco shred density distribution of different cigarette samples can be compared. The evaluation method has simple and practical judgment indexes and has important significance on the cigarette manufacturing stability.)
技术领域
本发明属于卷烟产品质量检测技术领域，具体涉及一种评价卷烟烟丝轴向密度分布稳定性的评价方法。
背景技术
在卷烟生产过程中，为了防止端部落丝，烟支点燃端的密度会高于其他部分。烟支密度分布是影响卷烟质量的重要指标之一，不仅影响卷烟烟支的重量、硬度、吸阻、烟支端部落丝量等物理指标，进而影响卷烟烟气有害物质的释放量，同时也会影响卷烟消费过程中的感官质量，进而影响消费者对卷烟产品的认可度。
烟支密度分布的均匀程度是由卷烟机填充烟丝过程中对烟丝填充量的实时在线控制，填充量的波动或有序调整对烟支密度分布的均匀程度有重要影响。烟支烟丝密度分布均匀性较差，会造成较大的烟支重量和吸阻的波动，从而影响了烟支卷制质量的稳定性，尤其是烟支端部烟丝填充量过大，导致卷烟在抽吸过程中因吸阻较大而影响了卷烟的感官质量。
目前，国内卷烟生产企业已开始关注烟支密度分布，研究烟支密度分布对烟支空头率、端部落丝量及烟支落头状况的影响规律。然而如何定量评价烟支密度分布均匀性的方法却鲜有报道。
中国发明专利(CN200720024015.7)提供了一种烟支密度微波检测装置，该装置具有无损检测的非破坏性以及密度数据检测的准确性和稳定性。对卷烟企业来说，如何利用密度数据进行烟支密度分布均匀性评价是一件很有意义的事情，因此有必要建立烟支密度分布均匀性评价方法。
中国发明专利(CN104165822A)采用变异系数法定量评价烟支密度分布的均匀性，该方法利用烟支中间控制均匀段的密度数据对密度分布均匀性进行了评价，在一定程度上可以为提升卷烟质量及优化控制提供参考依据。然而基于烟支密度呈现出两端稠密中间均匀的分布事实，建立一种全支卷烟烟支密度分布均匀性评价方法对卷烟设计与卷制过程控制具有重要意义。
中国发明专利(CN107084995A)，缺乏一个卷烟密度分布质量稳定的判据，缺点是仅仅给出数值越小越好，小到什么多少才算合适。而且只能判定支与支之间的稳定性，而不能判断其他类别的烟支密度分布稳定性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种烟支密度分布均匀性的定量评价方法。依据烟支密度分布一般呈两端稠密型分布的特点，先作出烟支密度分布曲线，并对烟支密度数据进行分段(对烟支密度分布曲线进行分析，人为确定将整个烟支段分为几段)，然后根据构建的评价指标对烟支密度分布均匀性进行全面评价。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
一种评价烟支密度分布均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤一：环境温湿度确定。
保持需要测试评价的烟支样品在温度22±2℃，在湿度60±5％的环境中，平衡48小时。
步骤二：烟支轴向密度测试
采用烟支密度微波检测装置测定N支卷烟烟丝轴向密度分布，测量范围覆盖整个烟丝区域，每个烟支总共测试M个数据。
步骤三：烟支轴向密度修正
根据轴向密度计算出N支卷烟的总烟丝质量；同时采用天平测试上述卷烟中的烟丝质量。根据上述两种方法得到的质量应相等，对烟支密度微波检测装置测试的烟丝轴向密度数据修正，即测试密度数据乘以修正系数λ，如下式所示。
式中ρi,j表示第i个烟支样本的第j段密度，mi表示第i个烟支样品的烟丝质量。
步骤四：轴向密度稳定性评价
根据N个卷烟的烟丝轴向密度分布的数据ρi,j，计算卷烟样品的期望密度
计算检验统计量χ2的值
根据χ2的满足自由度为(N-1)(M-1)的渐进卡方分布，给定显著性水平α，可查的卡方表
同时，如需比较不同卷烟样品之间的烟丝稳定性差异，计算如下p值
p＝P(χ2[(N-1)(M-1)]≥χ2)
如果卷烟样品的p值越大，则烟丝轴向密度分布越稳定；如果卷烟样品的p值越小，则烟丝轴向密度分布越不稳定。
本发明采用数理统计方法对烟丝密度分布的稳定性进行评价，不仅可以评价相同卷烟样品的烟丝密度分布稳定性，还可以比较不同卷烟样品的烟丝密度分布稳定性。该评价方法判定指标简单实用，对卷烟制造稳定性具有重要意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的操作过程和原理进行进一步的说明：
实施例1：样品为国内某品牌卷烟。
步骤一：环境温湿度确定。
将样品在温度22±2℃，在湿度60±5％的环境中，平衡48小时。
步骤二：烟支轴向密度测试
采用烟支密度微波检测装置测定10支卷烟烟丝轴向密度分布，测量范围覆盖整个烟丝区域，每个烟支总共测试60个数据。如附表1所示。
附表1
步骤三：烟支轴向密度修正
根据轴向密度计算出10支卷烟的总烟丝质量；同时采用天平测试上述卷烟中的烟丝质量。根据上述两种方法得到的质量相等，对烟支密度微波检测装置测试的烟丝轴向密度数据修正，即测试密度数据乘以修正系数λ，如下式所示。修正结果如附表2所示。
式中ρi,j表示第i个烟支样本的第j段密度，mi表示第i个烟支样品的烟丝质量。
附表2
步骤四：轴向密度稳定性评价
将烟丝段沿轴向均匀分为6个部分，根据10个卷烟的烟丝轴向密度分布的数据ρi,j，计算卷烟样品每段的期望密度
附表3
0到10
11到20
21到30
31到40
41到50
51到60
2505.7
2358.7
2021.8
1932.7
2062.5
3045.2
2697.7
2539.5
2176.8
2080.9
2220.6
3278.6
2750.1
2588.8
2219.1
2121.3
2263.7
3342.3
2595.0
2442.8
2093.9
2001.6
2136.0
3153.7
2720.3
2560.8
2195.0
2098.3
2239.2
3306.1
2672.5
2515.8
2156.4
2061.4
2199.9
3248.0
2535.9
2387.1
2046.2
1956.0
2087.4
3081.9
2939.7
2767.3
2372.0
2267.5
2419.8
3572.6
2670.2
2513.6
2154.6
2059.7
2198.0
3245.2
2526.6
2378.4
2038.7
1948.9
2079.7
3070.6
计算检验统计量χ2的值
附表4
根据χ2的满足自由度为(N-1)(M-1)＝45的渐进卡方分布，给定显著性水平0.05，可查的卡方表
实施例2：样品为国内某品牌卷烟。
步骤一：环境温湿度确定。
将样品在温度22±2℃，在湿度60±5％的环境中，平衡48小时。
步骤二：烟支轴向密度测试
采用烟支密度微波检测装置测定4支卷烟烟丝轴向密度分布，测量范围覆盖整个烟丝区域，每个烟支总共测试55个数据。如附表5所示。
附表5
步骤三：烟支轴向密度修正
根据轴向密度计算出4支卷烟的总烟丝质量；同时采用天平测试上述卷烟中的烟丝质量。根据上述两种方法得到的质量相等，对烟支密度微波检测装置测试的烟丝轴向密度数据修正，即测试密度数据乘以修正系数λ，如下式所示。修正结果如附表6所示。
式中ρi,j表示第i个烟支样本的第j段密度，mi表示第i个烟支样品的烟丝质量。
附表6
步骤四：轴向密度稳定性评价
将烟丝段沿轴向均匀分为3个部分，根据4个卷烟的烟丝轴向密度分布的数据ρi,j，计算卷烟样品每段的期望密度
附表7
0到10
11到50
51到54
2872.4
10014.7
1278.9
2689.3
9376.3
1197.4
2839.1
9898.5
1264.1
2815.1
9814.9
1253.4
计算检验统计量χ2的值
附表8
0到10
11到50
51到54
0.04
0.10
0.35
1.66
0.09
1.16
0.01
0.04
0.19
0.96
0.05
4.38
根据χ2的满足自由度为(N-1)(M-1)＝6的渐进卡方分布，给定显著性水平0.05，可查的卡方表
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