一种丙三醇水溶液黏度的预测方法与流程

本发明属于加热卷烟，适用于加热卷烟产品的生产控制和配方设计，具体涉及一种丙三醇水溶液黏度的预测方法。

背景技术：

1、随着新型烟草的快速发展，加热卷烟逐渐成为产品研发的热点。加热卷烟通过特殊热源加热烟草芯材段，在非燃烧状态下产生供消费者吸入的烟气，烟气的释放特征决定了产品的感官品质。目前，用于产生烟气的烟草芯材大多为有序填充的稠浆法再造烟叶和无序填充的造纸法再造烟叶两类。近年来，为丰富加热卷烟产品的烟草本香特征，卷烟企业开始使用天然烟叶原料为加热卷烟芯材。

2、在加热卷烟中，丙三醇是主要的发烟剂，具有多种特性，如保湿、高活性、抗氧化和低温发烟等。丙三醇能在相对较低的温度下(300℃以下)携带烟草香味成分，对加热卷烟产品质量起关键作用。然而，由于丙三醇的黏度极大，导致其施加到天然烟叶原料中十分困难。目前的方法主要是依据经验通过减小丙三醇质量分数或增温方式来降低其黏度，但缺乏基于质量分数和温度的丙三醇溶液黏度的量化模型，易出现丙三醇溶液过度稀释、过度加热或黏度过高等问题，无法满足加热卷烟生产控制需求。

3、因此，急需建立一种丙三醇水溶液的黏度预测方法，能够从温度、质量分数特性预测丙三醇水溶液的黏度，以支撑加热卷烟产品的生产控制和配方设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种丙三醇水溶液黏度的预测方法，能够从温度、质量分数特性预测丙三醇水溶液的黏度，以解决上述背景技术中所存在的问题。

2、为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：

3、一种丙三醇水溶液的黏度预测方法，采用如下步骤：

4、s1、设计不同丙三醇质量百分数的丙三醇水溶液；

5、s2、获取不同温度条件下，步骤s1中每种丙三醇水溶液的黏度；

6、s3、以步骤s2中获得的丙三醇水溶液的黏度的标准化值为因变量，以步骤s1中的丙三醇质量百分比分数标准化值及步骤s2中的温度标准化值为自变量，建立丙三醇水溶液的黏度标准化值非线性曲面模型；

7、s4、以模型决定系数最大原则确定拟合方程并计算丙三醇水溶液的黏度标准化值，对该值进行反标准化得到丙三醇水溶液的黏度预测值。

8、进一步的，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分比分数设计范围为80％至100％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

9、步骤s2中，丙三醇水溶液的温度设计范围为30℃至100℃，每隔10℃测试一组步骤s1中丙三醇水溶液的黏度数据。

10、进一步的，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分经分数设计范围为80％至100％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

11、步骤s2中，丙三醇水溶液的温度设计范围为0℃至30℃，每隔10℃测试一组步骤s1中丙三醇水溶液的黏度数据。

12、进一步的，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分经分数设计范围为0％至80％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

13、步骤s2中，丙三醇水溶液的温度设计范围为30℃至100℃，每隔10℃测试一组步骤s1中丙三醇水溶液的黏度数据。

14、进一步的，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分经分数设计范围为0％至80％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

15、步骤s2中，丙三醇水溶液的温度设计范围为0℃至30℃，每隔10℃测试一组步骤s1中丙三醇水溶液的黏度数据。

16、进一步的，步骤s2中，丙三醇水溶液的黏度测试方法为gb/t 10247-2008黏度测量方法。

17、进一步的，步骤s3中，建模方法为非线性最小二乘，采用levenberg-marquardt算法，数据标准化方法为极差标准化法，建立丙三醇水溶液的黏度非线性曲面模型：

18、

19、其中，f1和f2为丙三醇水溶液的黏度标准化值；k1-k14为非线性曲面模型的拟合参数；x为丙三醇水溶液温度的标准化值；y为丙三醇水溶液的丙三醇质量分数标准化值。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、在加热卷烟生产丙三醇水溶液配置前实现了对黏度的预测。设计了不同丙三醇质量分数和温度范围的实验方案，以建立黏度非线性曲面模型，提高了预测精度，并解决了加热卷烟生产中丙三醇水溶液无预测模型的问题。

22、2、在模型拟合过程中，采用了非线性最小二乘方法和levenberg-marquardt算法，确保了模型的准确性。通过数据标准化方法和拟合参数的计算，可得到黏度标准化值和最终的黏度预测值，使预测结果更可靠。

技术特征：

1.一种丙三醇水溶液的黏度预测方法，其特征在于，采用如下步骤：

2.根据权利要求1所述的丙三醇水溶液的黏度预测方法，其特征在于，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分比分数设计范围为80％至100％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

3.根据权利要求1所述的丙三醇水溶液的黏度预测方法，其特征在于，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分经分数设计范围为80％至100％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

4.根据权利要求1所述的丙三醇水溶液的黏度预测方法，其特征在于，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分经分数设计范围为0％至80％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

5.根据权利要求1所述的丙三醇水溶液的黏度预测方法，其特征在于，步骤s1中，丙三醇水溶液的丙三醇质量百分经分数设计范围为0％至80％，每隔5％配置一个丙三醇水溶液；

6.根据权利要求1所述的丙三醇水溶液的黏度预测方法，其特征在于，步骤s2中，丙三醇水溶液的黏度测试方法为gb/t 10247-2008黏度测量方法。

7.根据权利要求1所述的丙三醇水溶液的黏度预测方法，其特征在于，步骤s3中，建模方法为非线性最小二乘，采用levenberg-marquardt算法，数据标准化方法为极差标准化法，建立丙三醇水溶液的黏度非线性曲面模型：

技术总结本发明属于加热卷烟技术领域，具体涉及一种丙三醇水溶液黏度的预测方法，采用如下步骤：设计不同丙三醇质量百分数的丙三醇水溶液；获取不同温度条件下每种丙三醇水溶液的黏度；以获得的丙三醇水溶液的黏度的标准化值为因变量，以丙三醇质量百分比分数标准化值及温度标准化值为自变量，建立丙三醇水溶液的黏度标准化值非线性曲面模型；以模型决定系数最大原则确定拟合方程并计算丙三醇水溶液的黏度标准化值，对该值进行反标准化得到丙三醇水溶液的黏度预测值。本技术方案通过设计不同丙三醇质量分数和温度范围的实验方案，以建立黏度非线性曲面模型，提高了预测精度，并解决了加热卷烟生产中丙三醇水溶液无预测模型的问题。技术研发人员：吴键,赵路灿,王骏,管庆林,蒋健,陈震,肖卫强,卢昕博,徐建,李林洪,丁宁,吴定远受保护的技术使用者：浙江中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21