CN111982339B - 一种负载温敏型标识物的检测试纸及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种负载温敏型标识物的检测试纸,由层析滤纸条、温敏型标识物和PE薄膜构成,其制备方法如下,将温敏型标识物溶解于聚乙烯醇有机溶剂中,搅拌均匀后,将层析滤纸条在溶液中浸渍,取出并冷冻干燥,对试纸上负载的温敏型标识物进行初始浓度标定,试纸双面包覆PE薄膜即可。本发明优点在于:检测试纸负载温敏型标识物,使用过程可通过检测试纸中温敏型标识物的热降解率,准确反映出受热处理时间和其温度变化的累积效应,从而可用于表征烟草热加工过程中的热加工强度。该检测试纸制备方式灵活、便捷,可根据所测热加工过程加工强度差异,调整温敏型标识物的负载量、以满足不同工序检测需求,检测试纸可制成不同形状、适应不同烟草物料检测需求。
Description
技术领域
本发明涉及烟草加工技术领域,具体涉及一种应用于烟草热加工过程检测的负载温敏型标识物的检测试纸及制备方法和应用。
背景技术
烟草热加工工序是烟草工艺中的一类重要工序。该类工序的主要工艺作用,一方面在于通过干燥(初烤、复烤、叶丝干燥等)或增温增湿(润叶、松散回潮等)的热处理环境,调节在制品的温湿度状态,使之满足后续加工需求;另一方面,由于烟草作为热敏性物料在热处理环境下易产生一系列热物理和化学变化过程,热加工工序对处理后的烟草物理和化学特性往往存在显著作用。
准确检测热加工工序中烟草物料的加工强度,对于控制在制品的加工质量有重要意义。目前,两种方式用于烟草热加工工序中加工强度的表征或检测。其中,传统的方式是采用该加工工序中加工参数水平的高低,间接反映物料的热加工强度,这导致不同类型工艺参数对应的加工强度缺乏可比性;同时,对不同的加工对象和加工设备,同一工艺参数改变导致的实际加工强度变化往往也存在较大差异,这也导致较多工序评价研究中不同技术人员得到的结论并不一致。另外一种方式是采用专用的测温传感器,检测热加工工序中烟草物料的温度变化,进而分析得到可表征烟草热加工强度的参量。如发明专利CN106690391A、发明专利CN110286197A分别提出了采用固定式或移动式的测温装置,检测滚筒干燥过程中烟丝温度变化信息,进而获得热加工强度值。然而,该类方式需要在热加工工序安装或投放专用的温度传感器,存在检测安装不便、检测成本较高等问题,同时热加工设备中的温湿度环境和物料粉尘也会影响该类传感器的检测准确性。
采用测温试纸作为温度指示器,目前成为对加热物品或设备测温的另一种方式。如专利CN204064505U提出了一种变色测温贴片,主要是采用晶体材料的扩散变色反应,来指示被测物品达到的最高温度。专利CN209570279U提出了一种测温贴纸,主要是在温度识别模块采用变色液晶,来指示奶瓶达到的最高温度。然而,上述方法均是以检测物品或过程的最高温度为目的,不适用于烟草热加工过程加工强度的检测。这是由于烟草在热加工过程中理化特性变化的直接驱动要素,是被加工对象本身的受热处理时间和其温度变化的累积效应,热加工强度应反映这一累积效应。
发明内容
本发明正是针对现有技术的不足,而提出一种负载温敏型标识物的检测试纸及制备方法,该检测试纸可应用于烟草热加工强度的检测,具有使用便捷、检测成本低、准确性好等优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种负载温敏型标识物的检测试纸,是由层析滤纸条、温敏型标识物和食品级PE薄膜构成,其中温敏型标识物均匀负载于层析滤纸条表面及内部,食品级PE薄膜包覆整个滤纸条的上下表面。
所述温敏型标识物为温敏型荧光纳米材料、Eu3+配合物纳米颗粒、聚N-异丙基丙烯酰胺、PVC复合材料中的任意一种或多种组合。
所述层析滤纸条,其尺寸可根据被检测的烟草物料颗粒大小进行调整,保证检测试纸与被测物料具有相似或可比的尺寸。
本发明的负载温敏型标识物的检测试纸的制备方法如下:将温敏型标识物溶解于聚乙烯醇有机溶剂中,配制成温敏性高分子材料溶液、并搅拌均匀后,将层析滤纸条在溶液中浸渍一定时间(10-50min)后,取出并冷冻干燥,对检测试纸上负载的温敏型标识物进行初始浓度标定(属于公知技术),采用镀膜法在试纸的双面皆包覆上食品级PE薄膜,包覆厚度低于0.02mm。
所述聚乙烯醇有机溶剂的质量浓度控制在5%-30%范围内。
所述热敏性高分子材料溶液的质量浓度控制在10%-30%范围内。
所述冷冻干燥的具体条件如下,冷冻温度为零下20-零下40度, 预冻时间1-2h,升华干燥时间3-4h,解析干燥时间1-2h(属于公知技术),干燥后物料水分含量低于5%。
所述温敏型标识物的初始浓度标定,根据温敏型标识物的种类,可以采用不同类型光谱检测方法,包括荧光光谱检测、紫外-可见光谱检测、近红外光谱检测等方法(属公知方法)。
本发明的检测试纸应用时,将检测试纸投入热加工工序中的烟草中,通过检测经加加工后试纸中温敏型标识物的热降解率,依据温敏型标识物的降解动力学方程,准确计算出该检测试纸受热过程中的温度变化对热处理时间的积分值,从而可用于表征烟草热加工过程中的物料热加工强度。
本发明与现有技术的有益效果是:
1、该检测试纸负载温敏型标识物,使用过程可通过检测试纸中温敏型标识物的热降解率,依据温敏型标识物的降解动力学方程,准确计算出该检测试纸受热过程中的温度变化对热处理时间的积分值,从而可用于表征烟草热加工过程中的物料热加工强度。
2、该检测试纸的制备方式灵活、便捷,既可根据所测热加工过程加工强度差异,调整温敏型标识物的负载量、以满足不同工序检测需求,同时也可将检测试纸处理成不同形状、以适应不同烟草物料的检测需求。
3、采用食品级PE薄膜作为检测试纸的包覆层,在保证检测过程不会对滚筒内物料产生不良反应,同时也一定程度上起到防水,杜绝了试纸条不会因环境湿度而产生不易保存的问题。
附图说明
图1为所述试纸条示意图,
1、试纸条, 2、薄膜。
图2为检测试纸制备流程。
具体实施方式
本发明以下结合实施例(附图)做进一步描述:
实施例1:
一种负载Eu3+配合物纳米颗粒的检测试纸的制备方法如下:将Eu3+配合物纳米颗粒溶解于聚乙烯醇有机溶剂中,配制成30%质量浓度的溶液、并搅拌均匀后,将层析滤纸条在溶液中浸渍一定时间20min后,取出并冷冻干燥,对检测试纸上负载的Eu3+配合物纳米颗粒采用荧光光谱检测进行初始浓度标定,采用镀膜法在试纸的双面皆包覆上食品级PE薄膜,包覆厚度低于0.02mm。
实施例2:
一种负载聚N-异丙基丙烯酰胺的检测试纸的制备方法如下:将聚N-异丙基丙烯酰胺溶解于聚乙烯醇有机溶剂中,配制成10%质量浓度的溶液、并搅拌均匀后,将层析滤纸条在溶液中浸渍一定时间50min后,取出并冷冻干燥,对检测试纸上负载的聚N-异丙基丙烯酰胺采用紫外-可见光谱检测进行初始浓度标定,采用镀膜法在试纸的双面皆包覆上食品级PE薄膜,包覆厚度低于0.02mm。
Claims (5)
1.一种负载温敏型标识物的检测试纸,其特征在于:是由层析滤纸条、温敏型标识物和食品级PE薄膜构成,其中温敏型标识物均匀负载于层析滤纸条表面及内部,食品级PE薄膜包覆整个滤纸条的上下表面, 所述层析滤纸条,其尺寸可根据被检测的烟草物料颗粒大小进行调整,保证检测试纸与被测物料具有相似或可比的尺寸;
将上述检测试纸投入热加工工序中的烟草中,通过检测试纸中温敏型标识物的热降解率,依据温敏型标识物的降解动力学方程,准确计算出该检测试纸受热过程中的温度变化对热处理时间的积分值,准确反映出受热处理时间和其温度变化的累积效应,从而可用于表征烟草热加工过程中的物料热加工强度;
所述检测试纸的制备方法如下:将温敏型标识物溶解于聚乙烯醇有机溶剂中,配制成温敏性高分子材料溶液、并搅拌均匀后,将层析滤纸条在溶液中浸渍10-50 min后,取出并冷冻干燥,冷冻温度为零下20-零下40度, 预冻时间1-2h,升华干燥时间3-4h,解析干燥时间1-2h,干燥后物料水分含量低于5%;对检测试纸上负载的温敏型标识物进行初始浓度标定,采用镀膜法在试纸的双面皆包覆上食品级PE薄膜,所述聚乙烯醇有机溶剂的质量浓度控制在5%-30%范围内,所述温敏性高分子材料溶液的质量浓度控制在10%-30%范围内。
2.根据权利要求1所述的负载温敏型标识物的检测试纸,其特征在于:所述温敏型标识物为温敏型荧光纳米材料、Eu3+配合物纳米颗粒、聚N-异丙基丙烯酰胺、PVC复合材料中的任意一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的负载温敏型标识物的检测试纸,其特征在于:所述温敏型标识物的初始浓度标定,根据温敏型标识物的种类,可以采用不同类型光谱检测方法,包括荧光光谱检测、紫外-可见光谱检测、近红外光谱检测等方法。
4.根据权利要求1所述的负载温敏型标识物的检测试纸,其特征在于:所述食品级PE薄膜,其在检测试纸上的包覆厚度低于0.02mm。
5.一种如权利要求1所述的检测试纸在烟草热加工强度测试中的应用,其特征在于,将检测试纸投入热加工工序中的烟草中,通过检测试纸中温敏型标识物的热降解率,依据温敏型标识物的降解动力学方程,准确计算出该检测试纸受热过程中的温度变化对热处理时间的积分值,准确反映出受热处理时间和其温度变化的累积效应,从而可用于表征烟草热加工过程中的物料热加工强度。
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