賴煒揚+李躍鋒+林凱+張峰+伊勇濤+李茂毅+李華杰+鹿洪亮+馬鵬飛+李易非

摘要：為了評價造紙法再造煙葉生產過程中產品顏色的穩(wěn)定情況，使用色彩色差計對某規(guī)格再造煙葉多批次成品顏色值L*、a*、b*進行測定，同時建立顏色控制標準。結果表明，該規(guī)格再造煙葉批次生產產品顏色的控制范圍指標為L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b*=30.95±1.50。運用控制范圍指標，對同種規(guī)格再造煙葉正常生產的全過程進行考察和驗證，判定的結果和實際感官評價結論一致。

關鍵詞：造紙法再造煙葉；顏色；統(tǒng)計過程控制；控制范圍

中圖分類號：TS45；O657 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）15-3571-03

Color Controlling of Paper-making Reconstituted Tobacco

LAI Wei-yang，LI Yue-feng，LIN Kai，ZHANG Feng，YI Yong-tao，LI Mao-yi，LI Huajie，LU Hong-liang，

MA Peng-fei，and LI Yi-fei

（China Tobacco Fujian Industrial Co.， Ltd.， Xiamen 361022， Fujian， China）

Abstract： In order to evaluate the stability of the color of the paper-making reconstituted tobacco during the production process， the color values （L*， a*， b*） of multi-batch productions of a specific reconstituted tobacco were measured with color-difference meter to establish a standard of color control. Results showed that the color control indexes of the specific reconstituted tobacco were L*=48.13±2.14；a*=8.24±0.86；b*=30.95±1.50. The established standard of color control was used to evaluate the color of the same specific reconstituted tobacco during the normal production process， with results fitting well with that of sensory evaluation.

Key words：paper-making reconstituted tobacco；color；statistical process control；control range

收稿日期：2014-04-17

作者簡介：賴煒揚（1983-），男，福建龍巖人，工程師，碩士，主要從事煙草薄片的研究工作，（電話）18606008522（電子信箱）lwy22888@fjtic.cn；

通訊作者，李躍鋒，（電話）13507515976（電子信箱）liyuef@fjtic.cn。

為充分發(fā)揮農作物的資源性作用，再造煙葉生產提升了煙梗、煙碎片、煙末等低次煙草原料的使用價值。造紙法是目前最先進的生產再造煙葉方法，利用這種方法不僅可以提取出煙葉、煙梗中的有效成分，還可以根據工藝要求改變原料配比，生產出不同香氣特征的再造煙葉。目前，YC/T 16.3-2003中對再造煙葉的外觀質量顏色部分的規(guī)定如下：顏色均勻、色澤與合同規(guī)定的標樣一致[1]。然而，由于環(huán)境條件的影響，不同檢測者對顏色有不同的感受，因此這種方法具有很大的人為因素在里面。CIE（國際照明委員會）定義的L*、a*、b*色空間是目前最實用和普及的用于測量物體顏色的空間模型。它廣泛運用于農業(yè)、食品、印刷、汽車等相關領域，余振華等[2]進行了定量分析造紙法再造煙葉顏色相關的研究報道。

在造紙法再造煙葉生產過程中，為了提高批次產品的合格率，必須保證造紙法再造煙葉顏色的穩(wěn)定性和均勻性，因此生產過程中需要對產品進行跟蹤檢測監(jiān)控，對生產過程的異常趨勢提出預警，以便生產技術人員及時采取措施，消除異常，恢復過程的穩(wěn)定。但是，目前造紙法再造煙葉生產企業(yè)針對特定規(guī)格牌號的產品，如何定量確定產品顏色控制范圍，為造紙法再造煙葉外觀顏色控制提供科學依據，還沒有相關報道。為此，在產品符合視覺感官要求的前提下，本試驗利用CIE1976 L*、a*、b*色彩色差計對某規(guī)格再造煙葉產品的顏色值L*、a*、b*進行測定跟蹤。然后，通過統(tǒng)計過程控制（Statistical Process Control）技術[3]對產品色差值進行了系統(tǒng)分析，建立顏色控制范圍，以期為造紙法再造煙葉顏色控制提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

再造煙葉成品樣品來自福建中煙金閩公司。

MINOLTA-CR-410色彩色差計（日本KONICA公司）；KBF240恒溫恒濕箱（德國Binder公司）。

1.2 方法

1.2.1 取樣 再造煙葉成品樣品烘干后，待設備開平穩(wěn)，單批次內固定間隔4 h取成品樣品50 g，覆蓋該批次整個穩(wěn)定生產期間；連續(xù)3個批次，相同取樣規(guī)律。

1.2.2 樣品色差值測定 取得樣品送至恒溫恒濕實驗室，滿足GB/T 16447-1996規(guī)定的條件[4]。再造煙葉成品樣品放入恒溫恒濕箱，（22±1） ℃、相對濕度（60±2）%平衡樣品4 h后[5]使用色彩色差計進行顏色L*（明度值）、a*（紅綠值）、b*（黃藍值）測定。

1.2.3 數據處理 使用SPSS統(tǒng)計分析軟件對同規(guī)格不同批次的再造煙葉成品顏色色差數據進行正態(tài)性分析，建立L*、a*、b*數值控制圖[6]，確定該規(guī)格再造煙葉顏色的控制指標。

2 結果與分析

2.1 再造煙葉顏色定量測定分析

在某規(guī)格再造煙葉正常穩(wěn)定生產的3批次中，以符合視覺感官要求為原則，取P1批次30個樣品，P2批次30個樣品，P3批次28個樣品，按照“1.2.2”的方法分別進行測定，對所測量的數值進行統(tǒng)計分析得到3批次88個樣品數據的最大值、最小值、平均值和標準差（表1）。其中，L*、a*、b*標準差均小于1，說明該規(guī)格再造煙葉3批次產品顏色的穩(wěn)定性較好，和視覺感官一致，同時也說明色彩色差計對再造煙葉顏色定量的準確性。

2.2 再造煙葉顏色值正態(tài)分布檢驗

為建立代表該產品顏色的控制范圍，要求采集的樣品數據滿足正態(tài)分布，并具有批次代表性[7]。首先，利用SPSS統(tǒng)計分析軟件檢驗3批次88個樣品數據的正態(tài)性，結果（圖1、圖2、圖3）表明，L*、a*、b*直方圖形呈現明顯的具有正態(tài)分布特性的“鐘形”分布。采用SPSS統(tǒng)計分析色差數值的shapiro-wilk的W統(tǒng)計量及矩法（即U檢驗）檢驗數據的正態(tài)性，從表2可以看出，W確定的概率P均大于0.05，偏度和峰度的U小于1.96，所以抽樣顏色測定結果服從正態(tài)分布。

2.3 造紙法再造煙葉顏色構建控制圖和控制范圍

分別構建色差L*、a*、b*的控制圖，以此判斷所選樣品是否具有批次代表性。在控制圖中，如果系列數據點滿足下列所有情況，則說明生產過程產品顏色受控穩(wěn)定、并具備批次代表性[8]：①所有點均在控制限（控制上限UCL=平均值+3σ、控制下限LCL=平均值-3σ，σ為總體標準差）內；②沒有連續(xù)7點或更多點出現在中心線的同一側；③沒有連續(xù)7點或更多點連續(xù)上升或下降；④沒有連續(xù)8點在中心區(qū)（±1σ）以外；⑤沒有連續(xù)3點中的2點超出2σ警戒線情況；⑥沒有連續(xù)15點均落在中心區(qū)內；⑦數據點沒有呈現周期性。通過對測量得到的顏色 L*、a*、b*控制圖進行分析（圖4、圖5、圖6），該規(guī)格3批次樣品數據點分布滿足上述的規(guī)律性，說明所取的3批次88個樣品能代表該規(guī)格再造煙葉顏色的特性[9]。

表3是所取的3批次88個樣品的L*、a*、b*控制圖的中心值CL、控制上限UCL、控制下限LCL值。綜上所述，在產品顏色合格、穩(wěn)定的情況下，CIE1976 L*、a*、b*色空間能準確表征產品顏色的規(guī)律性。在生產穩(wěn)定過程中，該規(guī)格造紙法再造煙葉正常產品顏色L*、a*、b*值在各自控制上限UCL和控制下限LCL之間。可見，該規(guī)格造紙法再造煙葉顏色控制范圍為L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b* =30.95±1.50。

2.4 造紙法再造煙葉顏色控制范圍的評價和運用

為了評價顏色控制范圍的有效性和合理性，在該規(guī)格再造煙葉正常生產的全過程中，抽取成品樣品進行考察和驗證。取樣規(guī)則在“1.2.1”的基礎上，生產初期和末期增加取樣頻次，間隔0.5 h取樣50 g，待生產平穩(wěn)后，固定間隔4 h取成品樣品50 g。表4為生產全過程隨機抽取樣品中10個代表性樣品顏色值與外觀判斷情況，從表4可以看出，在批次生產穩(wěn)定期，4個代表樣品顏色均滿足控制范圍L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b*=30.95±1.50的要求，而且相對穩(wěn)定；但是，在生產初期和末期，有4個樣品數值的偏差偏離以上顏色控制范圍，表明產品顏色波動明顯。這是因為在生產初期和末期生產工藝相對不穩(wěn)定，生產開始產品顏色偏暗，生產結束產品偏亮略帶黃，試驗測定的結果和視覺感官結論一致。此外發(fā)現，樣品顏色的異常與感官煙氣評價結果也有相似的對應。2～7號樣品煙氣風格特征香韻一致，木質氣等雜氣質相當，刺激性和余味穩(wěn)定；而1號樣品，煙氣干燥、刺激性較強；8～10號樣品，口腔干燥，余味平淡。綜上所述，顏色控制范圍不僅滿足對再造煙葉外觀顏色穩(wěn)定的判斷，而且還能為產品感官質量評價提供參考意義。

3 小結

試驗結果表明，L*、a*、b*色空間模型對造紙法再造煙葉進行顏色定量測定是準確、可行的。同規(guī)格造紙法再造煙葉，顏色均勻穩(wěn)定，L*、a*、b*定量值滿足正態(tài)分布檢驗要求。通過統(tǒng)計過程控制技術的統(tǒng)計方法，根據顏色控制圖，建立了造紙法再造煙葉產品顏色控制范圍的分析方法。在實際生產過程中，再造煙葉顏色的控制范圍不僅能判斷產品外觀顏色的穩(wěn)定情況，還能為產品感官質量評價提供參考意義。

針對福建中煙金閩公司某規(guī)格再造煙葉，測定并分析得到顏色的控制范圍L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b*=30.95±1.50。評價和驗證顏色控制范圍判定的結果和實際感官評價結論相符，說明基于統(tǒng)計過程控制技術的統(tǒng)計方法，造紙法再造煙葉顏色控制范圍的分析是科學可行性。

參考文獻：

[1] YC/T 16.3-2003，再造煙葉第三部分：造紙法[S].

[2] 余振華，武 怡，曾曉鷹，等.造紙法再造煙葉顏色的定量分析[J].煙草科技，2009（11）：11-14.

[3] SHEWHART W A. Economic Control of Quality of Manufactured Product[M].New York： D. Van Nostrand Company，1931.

[4] GB/T 16447-1996，煙草和煙草制品調節(jié)和測試的大氣環(huán)境[S].

[5] 趙瑩潔.煙草平衡含水率及含水率變化過程的研究[D].鄭州：鄭州煙草研究院，2000.

[6] 張文彤.SPSS11統(tǒng)計分析教程（高級篇）[M].北京：希望電子出版社，2002.

[7] 劉慶武，胡志艷.如何用SPSS、SAS統(tǒng)計軟件進行正態(tài)性檢驗[J].湖南學院學報（自然科學版），2005，7（3）：56-58.

[8] 楊躍進.統(tǒng)計過程控制技術[M].北京：航空工業(yè)出版社，2003.

[9] 劉澤春，黃華發(fā)，洪偉齡，等.過程能力分析在卷煙加料均勻性評價中的應用[J].煙草科技，2010（10）：5-7.

1.2.3 數據處理 使用SPSS統(tǒng)計分析軟件對同規(guī)格不同批次的再造煙葉成品顏色色差數據進行正態(tài)性分析，建立L*、a*、b*數值控制圖[6]，確定該規(guī)格再造煙葉顏色的控制指標。

2 結果與分析

2.1 再造煙葉顏色定量測定分析

在某規(guī)格再造煙葉正常穩(wěn)定生產的3批次中，以符合視覺感官要求為原則，取P1批次30個樣品，P2批次30個樣品，P3批次28個樣品，按照“1.2.2”的方法分別進行測定，對所測量的數值進行統(tǒng)計分析得到3批次88個樣品數據的最大值、最小值、平均值和標準差（表1）。其中，L*、a*、b*標準差均小于1，說明該規(guī)格再造煙葉3批次產品顏色的穩(wěn)定性較好，和視覺感官一致，同時也說明色彩色差計對再造煙葉顏色定量的準確性。

2.2 再造煙葉顏色值正態(tài)分布檢驗

為建立代表該產品顏色的控制范圍，要求采集的樣品數據滿足正態(tài)分布，并具有批次代表性[7]。首先，利用SPSS統(tǒng)計分析軟件檢驗3批次88個樣品數據的正態(tài)性，結果（圖1、圖2、圖3）表明，L*、a*、b*直方圖形呈現明顯的具有正態(tài)分布特性的“鐘形”分布。采用SPSS統(tǒng)計分析色差數值的shapiro-wilk的W統(tǒng)計量及矩法（即U檢驗）檢驗數據的正態(tài)性，從表2可以看出，W確定的概率P均大于0.05，偏度和峰度的U小于1.96，所以抽樣顏色測定結果服從正態(tài)分布。

2.3 造紙法再造煙葉顏色構建控制圖和控制范圍

分別構建色差L*、a*、b*的控制圖，以此判斷所選樣品是否具有批次代表性。在控制圖中，如果系列數據點滿足下列所有情況，則說明生產過程產品顏色受控穩(wěn)定、并具備批次代表性[8]：①所有點均在控制限（控制上限UCL=平均值+3σ、控制下限LCL=平均值-3σ，σ為總體標準差）內；②沒有連續(xù)7點或更多點出現在中心線的同一側；③沒有連續(xù)7點或更多點連續(xù)上升或下降；④沒有連續(xù)8點在中心區(qū)（±1σ）以外；⑤沒有連續(xù)3點中的2點超出2σ警戒線情況；⑥沒有連續(xù)15點均落在中心區(qū)內；⑦數據點沒有呈現周期性。通過對測量得到的顏色 L*、a*、b*控制圖進行分析（圖4、圖5、圖6），該規(guī)格3批次樣品數據點分布滿足上述的規(guī)律性，說明所取的3批次88個樣品能代表該規(guī)格再造煙葉顏色的特性[9]。

表3是所取的3批次88個樣品的L*、a*、b*控制圖的中心值CL、控制上限UCL、控制下限LCL值。綜上所述，在產品顏色合格、穩(wěn)定的情況下，CIE1976 L*、a*、b*色空間能準確表征產品顏色的規(guī)律性。在生產穩(wěn)定過程中，該規(guī)格造紙法再造煙葉正常產品顏色L*、a*、b*值在各自控制上限UCL和控制下限LCL之間?？梢?，該規(guī)格造紙法再造煙葉顏色控制范圍為L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b* =30.95±1.50。

2.4 造紙法再造煙葉顏色控制范圍的評價和運用

為了評價顏色控制范圍的有效性和合理性，在該規(guī)格再造煙葉正常生產的全過程中，抽取成品樣品進行考察和驗證。取樣規(guī)則在“1.2.1”的基礎上，生產初期和末期增加取樣頻次，間隔0.5 h取樣50 g，待生產平穩(wěn)后，固定間隔4 h取成品樣品50 g。表4為生產全過程隨機抽取樣品中10個代表性樣品顏色值與外觀判斷情況，從表4可以看出，在批次生產穩(wěn)定期，4個代表樣品顏色均滿足控制范圍L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b*=30.95±1.50的要求，而且相對穩(wěn)定；但是，在生產初期和末期，有4個樣品數值的偏差偏離以上顏色控制范圍，表明產品顏色波動明顯。這是因為在生產初期和末期生產工藝相對不穩(wěn)定，生產開始產品顏色偏暗，生產結束產品偏亮略帶黃，試驗測定的結果和視覺感官結論一致。此外發(fā)現，樣品顏色的異常與感官煙氣評價結果也有相似的對應。2～7號樣品煙氣風格特征香韻一致，木質氣等雜氣質相當，刺激性和余味穩(wěn)定；而1號樣品，煙氣干燥、刺激性較強；8～10號樣品，口腔干燥，余味平淡。綜上所述，顏色控制范圍不僅滿足對再造煙葉外觀顏色穩(wěn)定的判斷，而且還能為產品感官質量評價提供參考意義。

3 小結

試驗結果表明，L*、a*、b*色空間模型對造紙法再造煙葉進行顏色定量測定是準確、可行的。同規(guī)格造紙法再造煙葉，顏色均勻穩(wěn)定，L*、a*、b*定量值滿足正態(tài)分布檢驗要求。通過統(tǒng)計過程控制技術的統(tǒng)計方法，根據顏色控制圖，建立了造紙法再造煙葉產品顏色控制范圍的分析方法。在實際生產過程中，再造煙葉顏色的控制范圍不僅能判斷產品外觀顏色的穩(wěn)定情況，還能為產品感官質量評價提供參考意義。

針對福建中煙金閩公司某規(guī)格再造煙葉，測定并分析得到顏色的控制范圍L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b*=30.95±1.50。評價和驗證顏色控制范圍判定的結果和實際感官評價結論相符，說明基于統(tǒng)計過程控制技術的統(tǒng)計方法，造紙法再造煙葉顏色控制范圍的分析是科學可行性。

參考文獻：

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[8] 楊躍進.統(tǒng)計過程控制技術[M].北京：航空工業(yè)出版社，2003.

[9] 劉澤春，黃華發(fā)，洪偉齡，等.過程能力分析在卷煙加料均勻性評價中的應用[J].煙草科技，2010（10）：5-7.

1.2.3 數據處理 使用SPSS統(tǒng)計分析軟件對同規(guī)格不同批次的再造煙葉成品顏色色差數據進行正態(tài)性分析，建立L*、a*、b*數值控制圖[6]，確定該規(guī)格再造煙葉顏色的控制指標。

2 結果與分析

2.1 再造煙葉顏色定量測定分析

在某規(guī)格再造煙葉正常穩(wěn)定生產的3批次中，以符合視覺感官要求為原則，取P1批次30個樣品，P2批次30個樣品，P3批次28個樣品，按照“1.2.2”的方法分別進行測定，對所測量的數值進行統(tǒng)計分析得到3批次88個樣品數據的最大值、最小值、平均值和標準差（表1）。其中，L*、a*、b*標準差均小于1，說明該規(guī)格再造煙葉3批次產品顏色的穩(wěn)定性較好，和視覺感官一致，同時也說明色彩色差計對再造煙葉顏色定量的準確性。

2.2 再造煙葉顏色值正態(tài)分布檢驗

為建立代表該產品顏色的控制范圍，要求采集的樣品數據滿足正態(tài)分布，并具有批次代表性[7]。首先，利用SPSS統(tǒng)計分析軟件檢驗3批次88個樣品數據的正態(tài)性，結果（圖1、圖2、圖3）表明，L*、a*、b*直方圖形呈現明顯的具有正態(tài)分布特性的“鐘形”分布。采用SPSS統(tǒng)計分析色差數值的shapiro-wilk的W統(tǒng)計量及矩法（即U檢驗）檢驗數據的正態(tài)性，從表2可以看出，W確定的概率P均大于0.05，偏度和峰度的U小于1.96，所以抽樣顏色測定結果服從正態(tài)分布。

2.3 造紙法再造煙葉顏色構建控制圖和控制范圍

分別構建色差L*、a*、b*的控制圖，以此判斷所選樣品是否具有批次代表性。在控制圖中，如果系列數據點滿足下列所有情況，則說明生產過程產品顏色受控穩(wěn)定、并具備批次代表性[8]：①所有點均在控制限（控制上限UCL=平均值+3σ、控制下限LCL=平均值-3σ，σ為總體標準差）內；②沒有連續(xù)7點或更多點出現在中心線的同一側；③沒有連續(xù)7點或更多點連續(xù)上升或下降；④沒有連續(xù)8點在中心區(qū)（±1σ）以外；⑤沒有連續(xù)3點中的2點超出2σ警戒線情況；⑥沒有連續(xù)15點均落在中心區(qū)內；⑦數據點沒有呈現周期性。通過對測量得到的顏色 L*、a*、b*控制圖進行分析（圖4、圖5、圖6），該規(guī)格3批次樣品數據點分布滿足上述的規(guī)律性，說明所取的3批次88個樣品能代表該規(guī)格再造煙葉顏色的特性[9]。

表3是所取的3批次88個樣品的L*、a*、b*控制圖的中心值CL、控制上限UCL、控制下限LCL值。綜上所述，在產品顏色合格、穩(wěn)定的情況下，CIE1976 L*、a*、b*色空間能準確表征產品顏色的規(guī)律性。在生產穩(wěn)定過程中，該規(guī)格造紙法再造煙葉正常產品顏色L*、a*、b*值在各自控制上限UCL和控制下限LCL之間?？梢?，該規(guī)格造紙法再造煙葉顏色控制范圍為L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b* =30.95±1.50。

2.4 造紙法再造煙葉顏色控制范圍的評價和運用

為了評價顏色控制范圍的有效性和合理性，在該規(guī)格再造煙葉正常生產的全過程中，抽取成品樣品進行考察和驗證。取樣規(guī)則在“1.2.1”的基礎上，生產初期和末期增加取樣頻次，間隔0.5 h取樣50 g，待生產平穩(wěn)后，固定間隔4 h取成品樣品50 g。表4為生產全過程隨機抽取樣品中10個代表性樣品顏色值與外觀判斷情況，從表4可以看出，在批次生產穩(wěn)定期，4個代表樣品顏色均滿足控制范圍L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b*=30.95±1.50的要求，而且相對穩(wěn)定；但是，在生產初期和末期，有4個樣品數值的偏差偏離以上顏色控制范圍，表明產品顏色波動明顯。這是因為在生產初期和末期生產工藝相對不穩(wěn)定，生產開始產品顏色偏暗，生產結束產品偏亮略帶黃，試驗測定的結果和視覺感官結論一致。此外發(fā)現，樣品顏色的異常與感官煙氣評價結果也有相似的對應。2～7號樣品煙氣風格特征香韻一致，木質氣等雜氣質相當，刺激性和余味穩(wěn)定；而1號樣品，煙氣干燥、刺激性較強；8～10號樣品，口腔干燥，余味平淡。綜上所述，顏色控制范圍不僅滿足對再造煙葉外觀顏色穩(wěn)定的判斷，而且還能為產品感官質量評價提供參考意義。

3 小結

試驗結果表明，L*、a*、b*色空間模型對造紙法再造煙葉進行顏色定量測定是準確、可行的。同規(guī)格造紙法再造煙葉，顏色均勻穩(wěn)定，L*、a*、b*定量值滿足正態(tài)分布檢驗要求。通過統(tǒng)計過程控制技術的統(tǒng)計方法，根據顏色控制圖，建立了造紙法再造煙葉產品顏色控制范圍的分析方法。在實際生產過程中，再造煙葉顏色的控制范圍不僅能判斷產品外觀顏色的穩(wěn)定情況，還能為產品感官質量評價提供參考意義。

針對福建中煙金閩公司某規(guī)格再造煙葉，測定并分析得到顏色的控制范圍L*=48.13±2.14，a*=8.24±0.86，b*=30.95±1.50。評價和驗證顏色控制范圍判定的結果和實際感官評價結論相符，說明基于統(tǒng)計過程控制技術的統(tǒng)計方法，造紙法再造煙葉顏色控制范圍的分析是科學可行性。

參考文獻：

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[6] 張文彤.SPSS11統(tǒng)計分析教程（高級篇）[M].北京：希望電子出版社，2002.

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