选后烟叶质量综合评价方法的构建与应用

2023-12-07吴丽洒徐冰霞张攀峰丁易飞张相辉李彦周

农产品加工 2023年22期

吴丽洒，徐冰霞，张攀峰，党霞，海洋，陈溪，丁易飞，张相辉，*李彦周

（1.天昌国际烟草有限公司天昌复烤厂，河南许昌 461000；2.安徽中烟工业有限责任公司，安徽合肥 230088；3.天昌国际烟草有限公司，河南许昌 461000）

0 引言

打叶复烤是卷烟生产的重要环节，其片烟质量好坏直接影响卷烟原料的成本、安全和质量等[1-2]。烟草作为农副产品，在进入打叶复烤企业时等级质量差异大，非烟物质种类多、含量高，为了提升片烟品质，满足行业高质量发展要求[3-4]，原烟在进入打叶复烤生产线前，一般需要先通过选叶环节剔除非烟物质，提高等级纯度。当前，打叶复烤行业针对选后烟叶质量并没有制定统一的评价标准，主要以各卷烟工业企业要求为主，符合要求即视为合格，但各工业企业的要求和标准参差不齐，操作难度大，挑选要求也仅局限在非烟物质含量和等级符合度上，侧重点较为单一。因此，构建一套科学、客观、全面的选后烟质量综合评价方法至关重要。

目前，对于打叶复烤领域质量评价的相关研究主要集中在打叶复烤片烟质量上，采用的研究方法和评价模型有的片面单一[5-6]，不能反映客观实际，有的繁琐复杂[7-9]，不利于推广应用。层析分析法是通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，得出各因素权重，为最佳方案的选择提供依据[10]，杨洋等人[11]和郭霄汉等人[12]利用该方法建立了一套打叶复烤加工综合质量评价体系，陈丹等人[13]也利用该方法建立了云南省烤烟等级质量综合评价，该方法具有科学性和实用性，但将该方法应用于选后烟质量评价的研究还鲜有报道。因此，尝试采用层次分析法建立一种选后烟质量综合评价方法，对选后烟质量特点从不同层面进行分析，对建立选后烟质量评价标准，指导打叶复烤后续生产，提高片烟产品质量具有重要意义。

1 样品数据与方法

1.1 样品与检测

采集2020—2022 近3 年河南产区不同等级、不同批次原烟在天昌复烤厂挑选后的质量数据，评价指标主要包括选叶损耗率、等级符合度、杂物含量、烟碱CV 值4 个指标。

选后烟叶质量评价指标及检测方法见表1。

表1 选后烟叶质量评价指标及检测方法

1.2 数据处理

采用MATLAB 软件完成矩阵特征值及加权特征向量试验的计算，采用EXCEL 2016 软件完成各评价指标频次分布直方图的制作。

1.3 方法

先采用AHP 专家咨询法确定各评价指标的权重，建立各指标的关系矩阵图，根据各评价指标近3年采集数据的正态分布情况，建立各指标的评分标准，最终构建选后烟质量综合评价方法。

在确定各指标之间的权重时，采用一致矩阵法。

基于多因素决策的一致矩阵法见表2。

即：通过上述比较，则各指标的关系矩阵的运算式Aw，如以下所示：

利用MATLAB 软件计算Aw的最大特征值λmax。

计算CI 值，判断上述指标的关系矩阵的一致性，见公式（2）。

其中，RI 数值表对应得出。

RI 数值对应表见表3。

表3 RI 数值对应表

当一致性比率CR＜0.1 时，认为不一致程度在容许的范围之内，有较满意的一致性，通过一致性检验。通过MATLAb 软件求出Aw对应最大特征值λmax的特征向量W，可用其归一化特征向量作为加权向量：

其中，a1+a2+a3+a4=1。

2 评价方法的构建

2.1 评价指标权重的确定

通过专家询问，结合各工业企业对于各评价指标的相对重要性，得出各评价指标的关系矩阵图。

选后烟质量评价指标的关系矩阵见表4。

表4 选后烟质量评价指标的关系矩阵

根据表4 建立各指标关系矩阵，计算各指标关系矩阵的一致性指标比值CR 值，计算得CR 值为0.083 1，小于0.1，表明关系矩阵合理。根据关系矩阵可得出加权向量为（0.143 2，0.209 8，0.429 7，0.217 3） T。

选后烟质量评价指标的权重见表5。

2.2 评价指标打分标准的确定

2.2.1 经济性指标

根据2020—2022 年的100 个产地等级烟叶在打叶复烤环节选后烟的挑选损耗率情况，得到选叶损耗率的频次分布直方图。

选叶损耗率频次分布直方图见图1。

图1 选叶损耗率频次分布直方图

由图1 可知，挑选烟损耗率呈近似正态分布，分布范围为0～1.0%，主要分布区间为0～0.8%。根据挑选损耗率的正态分布情况，咨询相关专家意见，建立选后烟损耗率的打分标准。

选叶损耗率打分标准见表6。

表6 选叶损耗率打分标准

2.2.2 符合度指标

根据2020—2022 年的100 个产地等级烟叶在打叶复烤环节选后烟的等级符合度情况，得到等级符合度的频次分布直方图。

选后烟等级符合度频次分布直方图见图2。

图2 选后烟等级符合度频次分布直方图

由图2 可知，等级符合度呈近似正态分布，分布范围为60%～95%，主要分布区间为70%～90%。根据等级符合度的正态分布情况，咨询相关专家意见，建立选叶等级符合度的打分标准。

选后烟等级符合度打分标准见表7。

表7 选后烟等级符合度打分标准

2.2.3 纯净化指标

根据卷烟工业客户及天昌公司Q/TC SC.37—2021《选后烟质量在线检验规程》的要求，一般规定选后烟一类杂物含量≤1 个/ 框，二三类杂物≤3 个/每框，以此为依据，建立选后烟杂物的得分计算公式。通过咨询专家，分别赋予一类杂物、二三类杂物的权重为70%和30%，并建立一类杂物、二三类杂物控制得分的计算公式。

选后烟杂物含量打分标准见表8。

表8 选后烟杂物含量打分标准

2.2.4 均质化指标

根据2020—2022 年的100 个产地等级烟叶在打叶复烤环节选后烟的烟碱CV 值情况，得到选后烟烟碱CV 值的频次分布直方图。

选后烟烟碱CV 值频次分布直方图见图1。

由图3 可知，烟碱CV 值呈近似正态分布，分布范围为2%～22%，主要分布区间为6%～18%。根据图3 烟碱CV 值的正态分布情况，咨询相关专家意见，建立烟碱CV 值的打分标准。

图3 选后烟烟碱CV 值频次分布直方图

选后烟烟碱CV 值打分标准见表9。

表9 选后烟烟碱CV 值打分标准

2.3 选后烟质量等级的确定

通过调研和专家咨询，对选后烟质量的综合得分进行分档，主要分为4 个档次。任何一个指标得0 分，该批次选后烟质量为不合格。

选后烟叶质量档次见表10。

表10 选后烟叶质量档次

2.4 案例应用

利用各质量指标权重赋值及打分标准，对2023 年天昌复烤厂部分批次的选后烟叶质量进行评价。

部分批次选后烟叶综合质量得分情况见表11。

由表11 可知，许昌C2F 批次的选后烟叶质量综合得分最高，达到优秀等级；洛阳C3F、C2F 批次的选后烟质量综合得分次之，达到良好等级；平顶山C3F 批次的选后烟叶质量达到合格等级；许昌C3F、平顶山C2F 批次选叶质量不合格。通过查阅这6 个批次的选叶质量检验结果、工业客户评价结果及后续产出片烟质量，得出的选叶质量顺序为许昌C2F＞洛阳C2F＞洛阳C3F＞平顶山C3F＞许昌C3F＞平顶山C2F，与所建方法得出结果基本一致。说明该评价结果符合所选对象实际情况。