一种含低可用性烟叶的配方设计方法与流程

本发明涉及卷烟生产，尤其涉及一种含低可用性烟叶的配方设计方法。背景技术：1、烟叶受土壤、气候、品种、栽培、生长部位、加工等多种因素的影响造成品质上的差异，给烟叶划分等级有利于促进烟叶生产的发展和满足卷烟工业的需要。一般来说，低可用性烟叶在使用中会存在诸多问题，如刺激性大、燃烧性差、烟气浓度低、香味平淡、香气量不足等等。这些问题造成了低可用性烟叶以极低价格出售用于生产低档卷烟，甚至只能库存或废弃，带来了不小的经济损失。2、低可用性烟叶的利用一直是烟草行业研究的课题，将低可用性烟叶与其他烟叶进行组配，设计配方，是利用低可用性烟叶的主要方法。传统的利用低可用性烟叶的卷烟叶组配方、生物酶和酶助剂设计主要依靠本领域配方设计师的经验，这种经验包括对原料的认知、原料配伍特性、配方感官质量评价以及物理化学指标的谐调平衡认知等；配方设计师通过不断的评吸、反复试验来完成配方维护和新产品的设计。3、但由于叶组配方的感官质量和烟气化学成分与其化学成分之间有着极其复杂的高度非线性映射关系，这种全部依靠配方师经验来进行烟叶组配的方式，不仅效率很低，也使得烟叶的配方设计存在很大的不稳定性、盲目性和主观性，并不利于低可用性烟叶的高效利用。技术实现思路1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种含低可用性烟叶的配方设计方法，基于产品导向和酶处理提质导向，能够在低可用性烟叶基础上设计出符合感官质量要求的最佳烟叶配方，构建烟叶模块。2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：3、一种含低可用性烟叶的配方设计方法，包括以下步骤，4、a1、基于产品导向和酶处理提质导向，设定卷烟产品配方需达到的感官质量指标设计目标值；5、a2、基于产品感官质量目标值，以及配方设计师的经验，选取若干包括了含低可用性烟叶的烟叶单体组成框架性叶组，以及若干包括了生物酶和酶助剂的添加剂组成烟叶配方；6、a3、配方设计师根据含低可用性烟叶、生物酶、酶助剂，以及组配烟叶的作用和感官品质大致分数，给出每个单体的用量范围；7、a4、建立以输入层、隐含层和输出层的三层神经网络模型，得到若干个烟叶配方；8、a5、建立根据神经网络模型计算得出目标烟叶配方的配方，设计师选取的各种单料烟叶、生物酶和酶助剂建立约束最优化模型，将目标烟叶配方的目标值作为目标函数，以感官质量作为约束条件，建立约束最优化模型，得到符合要求的最佳烟叶配方组合；9、a6、对最佳烟叶配方组合进行预测，若感官质量指标值符合要求，则确定为卷烟烟叶配方，若感官质量指标值不符合要求，则修改步骤a3中的每个单体的用量范围，再进行配方的重新设计。10、进一步，设计出最佳配方后，进行叶组配方设计模型的计算，包括以下步骤，11、设计出最佳烟叶配方后，进行烟叶配方设计模型的计算，包括以下步骤，12、b1、将目标烟叶配方的各项感官质量指标数据进行归一化处理；13、b2、向烟叶配方设计神经网络模型输入目标烟叶配方归一化后的各项感官质量指标，经神经网络计算得出目标烟叶配方的各项感官质量指标值；14、b3、配方设计师根据卷烟的风格选取所需要的单料烟叶、生物酶和酶助剂；15、b4、根据所选取的单料烟叶、生物酶和酶助剂建立以设计目标值为目标函数，感官质量为约束条件的约束最优化模型；16、b5、采用可行方向法解出步骤b3建立的约束最优化模型，得出组成目标烟叶配方的各单料烟叶、生物酶和酶助剂的比例。17、进一步，选取最接近感官质量目标值的5个叶组配方、生物酶和酶助剂，进行成本核算，选取最终筛选该卷烟的使用烟叶配方。18、进一步，所述感官质量包括香气特性、烟气特性和口感特性。19、进一步，所述香气特性包括香气质、香气量、透发性和杂气。20、进一步，所述烟气特性包括浓度、劲头、细腻程度和成团性。21、进一步，所述口感特性包括刺激性、干燥感、干净程度和回甜。22、进一步，所述生物酶包括蛋白酶、α-淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶；所述酶助剂包括葡萄糖、可溶性凝胶、激活剂、致孔剂、木糖、甘氨酸、丙二醇。23、进一步，所述输出层包括香气质、香气量、透发性、杂气、浓度、劲头、细腻程度、成团性、刺激性、干燥感、干净程度和回甜。24、进一步，所述步骤a5中建立约束最优化模型的方法为，25、26、27、28、29、30、31、32、33、5％≤xi≤100％；xi＝100％34、其中，的比例，xi2(i＝1，2，……，n)表示由配方设计师选取的组成目标烟叶配方的第i种生物酶的比例，xi3(i＝1，2，……，n)表示由配方设计师选取的组成目标烟叶配方的第i种酶助剂的比例的比例，式中ai、bi、ci、di、ei、fi(i＝1，2，……，n)分别表示组成目标烟叶配方第i种单料烟叶的烟气质、香气量、透发性、杂气、浓度、劲头、细腻程度、成团性、刺激性、干燥感、干净程度和回甜，a0、b0、c0、d0、e0,f0、g0、h0分别表示经神经网络子模型计算出的目标烟叶配方的烟气质、香气量、透发性、杂气、浓度、劲头、细腻程度、成团性、刺激性、干燥感、干净程度和回甜，ε表示各主要感官质量的允许的偏差。35、进一步，所述ε的值为0.1-0.5。本技术方案通ε的值越小越好，一般情况下，感官质量的允许的偏差在0.1-0.5对卷烟的感官品质影响较小。36、本发明的有益效果：37、本发明能够在设定了感官质量目标值之后，可以基于产品导向和酶处理提质导向，根据低可用性烟叶，辅助以生物酶和酶助剂，智能化的匹配上卷烟的最佳烟叶配方，再根据成本，选择出最后使用的烟叶配方，不仅可以扩大单体烟叶的选择范围，降低烟叶的使用成本，并且还能减轻配方人员的工作量，去除主观因素对叶组配方的影响，更具有科学性，使得含有低等级烟叶的卷烟的烟叶配方更加稳定；也能够提高低可用性烟叶的利用率，并提高利用低可用性烟叶进行叶组配方设计及烟叶模块构建的效率。技术特征：1.一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：包括以下步骤，2.根据权利要求1所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：设计出最佳烟叶配方后，进行烟叶配方设计模型的计算，包括以下步骤，3.根据权利要求2所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：选取最接近感官质量目标值的5个叶组配方、生物酶和酶助剂，进行成本核算，选取最终筛选该卷烟的使用烟叶配方。4.根据权利要求2所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：所述感官质量包括香气特性、烟气特性和口感特性。5.根据权利要求4所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：所述香气特性包括香气质、香气量、透发性和杂气；所述口感特性包括刺激性、干燥感、干净程度和回甜。6.根据权利要求4所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：所述烟气特性包括浓度、劲头、细腻程度和成团性。7.根据权利要求2所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：所述生物酶包括蛋白酶、α-淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶；所述酶助剂包括葡萄糖、可溶性凝胶、激活剂、致孔剂、木糖、甘氨酸、丙二醇。8.根据权利要求2所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：所述输出层包括香气质、香气量、透发性、杂气、浓度、劲头、细腻程度、成团性、刺激性、干燥感、干净程度和回甜。9.根据权利要求2所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：所述步骤a5中建立约束最优化模型的方法为，10.根据权利要求9所述的一种含低可用性烟叶的配方设计方法，其特征在于：所述ε的值为0.1-0.5。技术总结本发明涉及卷烟生产技术领域，公开了一种含低可用性烟叶的配方设计方法，基于产品导向和酶处理提质导向，设定感官质量指标；选取低可用性烟叶的烟叶单体组成框架性叶组、生物酶和酶助剂的添加剂组成烟叶配方；根据含低可用性烟叶、生物酶、酶助剂、组配烟叶的作用和感官品质分数，给出用量范围；建立输入层、隐含层和输出层的神经网络模型；建立神经网络模型计算得出目标烟叶配方的感官质量含量和配方设计师选取的各种烟叶建立约束最优化模型，将目标烟叶配方的目标值作为目标函数，建立约束最优化模型，得到最佳配方组合。本发明基于产品导向和酶处理提质导向，能够在低可用性烟叶基础上设计出符合感官质量要求的适宜烟叶及生物酶制剂配方。技术研发人员：马明,陶文生,范召诚,倪博,许嘉东,陈昆燕,吴金凤,黄治,杜红毅,唐杰,朱立军,周学政,罗德明,汪长国,李朝荣受保护的技术使用者：重庆中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19