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2020年, 第0卷, 第17期 
刊出日期:2020-09-12
  

  • 全选
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  • 蓝蔚青, 孙雨晴, 张楠楠, 周大鹏, 胡潇予, 谢 晶
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    目的 通过近红外光谱技术对不同贮藏时间下冰鲜大黄鱼的鲜度进行评价。方法 以菌落总数为鲜度评价指标,基于均值中心化、标准正态变量变换、趋近归一化法(Normalization by Closure, Ncl)、多元散射校正、一阶导数和二阶导数等预处理方法,运用偏最小二乘法(Partial Least Squares, PLS)建模,比较所建模型的定标集与验证集间的相关系数和标准偏差,构建大黄鱼冰藏期间菌落总数的定量模型,以期快速预测其新鲜度。结果 Ncl比其它预处理方法可以更好地消除光谱噪音,提高模型的预测能力。经Ncl光谱预处理,利用PLS建模,可达到最佳的建模效果,其定标集相关系数为0.9095,校正标准偏差相关系数为0.5872,验证集相关系数为0.8858,预测标准偏差为0.6615。模型相关系数>0.9;结论 表明该模型预测精度较好,在大黄鱼新鲜度检测和品质评价方面应用前景良好。
  • 吴琼静, 赵金丽, 水珊珊, 苏来金, 张宾
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    目的 分析不同冻藏时期鲐鱼表面微生物群落的变化,为鲐鱼冻藏期间微生物安全控制提供相关依据。方法 将新鲜鲐鱼冻藏于-18 ℃冰箱中,分别在冻藏前、冻藏40 d与冻藏100 d时取样,采用高通量测序技术提取分析其表面微生物。结果 冻藏鲐鱼样品操作分类单元(Operational taxonomic units,OTU)数量范围为115~266,优化有效序列为38 899~45 012条;其中,样品在冻藏前的OTU数量最高,冻藏100 d时的OTU数量最低,此时样品的Ace,Chao,Shannon等3个指数均值偏低,但Simpson指数较高,可见其菌群种类和丰度较低;同时,嗜冷杆菌(Psychrobacter)和鞘氨醇单胞菌(Sphingomnnas)为样品冻藏前的优势菌群,而在冻藏40 d时不动杆菌(Acinetobacter)也成为样品的主要微生物;当样品在冻藏100 d时,其优势菌群为乳球菌(Lactococcus)和芽孢杆菌(Bacillus)等。结论 鲐鱼样品在不同冻藏时期的菌群组成存在较大差异,表明冻藏时间对菌群组成有明显影响。
  • 王晓阳, 郭全友, 姜朝军, 杨絮
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    目的 了解养殖大黄鱼鲜度与特定腐败菌致腐性的紧密关系,从高效抑菌角度出发,为有效延长大黄鱼贮藏货架期提供理论参考。方法 从物理、化学、生物保鲜等3个方面综述大黄鱼保鲜技术的研究进展。鉴于各类保鲜手段多以控制鱼体腐败菌为切入点,对大黄鱼特定腐败菌的种类、腐败能力及应用价值等进行阐述,着重分析群体感应系统对腐败菌腐败能力的影响。结果 微冻、冰温等保鲜技术由于设备要求较高,在实际应用中仍受限,大黄鱼特定腐败菌群体感应调控机理尚不明晰,针对天然群体感应抑制剂种类的研究较少。结论 复合保鲜技术的应用已成为大黄鱼保鲜领域的总体趋势,探明以群体感应为靶点的特定腐败菌致腐机制是实现大黄鱼靶向抑菌、优化贮藏参数的关键。
  • 马骁, 马占玲, 陈思佳, 师嘉澳, 励建荣
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    目的 制备一种新型可降解复合保鲜膜,并探究其对鲤鱼的保鲜效果。方法 采用离子交换法合成一种新型插层水滑石-脱氢乙酸插层水滑石(MgAl-DHA-LDHs)。以果胶为主要成膜材料,甘油为增塑剂,脱氢乙酸根插层水滑石纳米材料为填充物, 合成MgAl-DHA-LDH/果胶复合保鲜膜。分别用 X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FI-IR)分别对插层水滑石和复合保鲜膜进行表征, 并研究脱氢乙酸根插层水滑石复合物的添加量对鲤鱼保鲜效果的影响。结果 实验结果表明,脱氢乙酸根成功插入水滑石中,当MgAl-DHA-LDHs质量分数为0.2%时鲤鱼的保鲜效果最佳, 其菌落总数、硫代巴比妥酸值(TBARs)、挥发性盐基氮(TVB-N)、pH值均低于空白对照组。结论 此种复合保鲜膜对鲤鱼具有较好的保鲜效果, 可延长货架期5~6 d。
  • 储渊明, 谢晶
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    目的 为研究与开发新型镀冰衣技术提供理论参考。方法 冻藏保鲜是水产品的贮藏手段之一,也是迄今最常采用的一种方法,能较好地保持水产品的品质。以镀冰衣保鲜技术为切入点,综述冻藏过程中水产品品质的变化,以及国内外防龟裂型、抗氧化型、抑菌型等3种镀冰衣技术的研究进展,并对未来镀冰衣技术的发展进行展望。结论 目前将镀冰衣技术应用在水产品冻藏保鲜中的研究思路和方法已较为成熟,对于高效合理的镀冰衣复配配方还有待深入研究。从发展趋势看,新型镀冰衣技术具有广阔的发展前景,寻找具有良好保鲜性能的冰衣液配方是未来发展的方向。
  • 陈晓楠, 赵金丽, 张宾, 苏来金, 水珊珊
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    目的 探讨低温冻藏过程中鲐鱼肌肉蛋白质的氧化规律。方法 以鲐鱼为研究对象,在-18 ℃条件下分别贮藏10,20,40,60,80,100 d,测定鲐鱼的pH值、色泽、肌肉质构特性,提取肌原纤维蛋白,测定羰基含量、巯基含量、表面疏水性。结果 随着冻藏时间的增加,鲐鱼的pH值呈现先下降后上升的趋势;在色差测定中,鲐鱼的L*值不断降低,a*值也呈下降趋势;鲐鱼的硬度、弹性、胶粘性和咀嚼性均呈下降趋势,且贮藏时间越长,下降程度越明显;鲐鱼的蛋白表面疏水性随着贮藏时间的延长,呈上升趋势;肌原纤维蛋白羰基含量随着贮藏时间的增加而增多,巯基含量却出现相反现象,随着贮藏时间的增加而减少。结论 鲐鱼在低温冷冻贮存前期,肌肉蛋白质小幅度降解,品质逐渐发生劣变,随着冻藏时间的增加,在贮存后期其蛋白质品质会出现大幅度下降。
  • 秦求思, 李思敏, 孟粉, 董烨, 毛海萍, 张益奇, 戴志远
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    目的 为了研究冰温贮藏对鹰爪虾的保鲜效果及品质的变化情况,以期为海捕虾的贮藏保鲜提供理论参考依据。方法 以鹰爪虾为研究对象,对预冷后在冰温和冷藏条件下贮藏后其pH值、新鲜度(K值)、挥发性盐基氮(TVB-N)值、菌落总数(TVC)、质构及蛋白质特性变化(如巯基含量、肌动球蛋白含量和钙激活三磷酸腺苷(Ca2+-ATPase)酶活性)等情况进行分析。对于冰温组的虾样,每间隔2 d测定其各项指标;对于冷藏组的虾样,每隔1 d测定其各项指标。结果 与冷藏组相比较发现,鹰爪虾在冰温贮藏过程中能够延缓pH值、TVB-N值、K值升高,抑制微生物的生长、TVC值的升高,延缓肌动球蛋白含量、巯基含量的降低,抑制Ca2+-ATPase酶的失活,能有效地延长鹰爪虾的贮藏货架期。结论 鹰爪虾在冷藏和冰温贮藏下的货架期分别为5 d和10 d,货架期延长了约5 d,因此冰温贮藏更易于海捕虾的贮藏。
  • 章蔚, 徐云强, 周俊鹏, 汪兰, 石柳, 熊光权, 王军
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    目的 研究不同电商物流终止温度下的鱼肉贮藏品质,从而推进农产品电商的发展。方法 将鮰鱼宰杀后进行真空包装,并快速将其冷冻,当中心温度稳定在-18 ℃后取出,进行电商物流模拟,待其到达不同电商物流终止温度(0,4,8 ℃)后,放入-18 ℃中冻藏5个月,每月测定其理化指标(pH值、色泽、汁液损失率、剪切力、三甲胺含量、硫代巴比妥酸(Thiobarbituric acid, TBA)含量、挥发性盐基氮(Total volatile base nitrogen, TVB-N)含量、新鲜度(K值))和蛋白质特性(盐溶性蛋白含量、巯基含量、羰基含量、表面疏水性)。结果 将鮰鱼冻藏5个月后,3组鮰鱼片的汁液损失率、剪切力、羰基含量、表面疏水性、三甲胺含量、TBA值、TVB-N值、K值均显著上升(P<0.05),盐溶性蛋白含量、巯基含量显著下降(P<0.05)。在冻藏过程中,三甲胺含量、TBA、TVB-N、K值的增长速率为 v8 ℃>v4 ℃>v0 ℃。结论 电商物流终止温度分别为0,4,8 ℃的鮰鱼片在冻藏5个月后,持水性下降,肉质变硬,蛋白变性程度升高,新鲜度下降,加工品质大大降低,但均保持在二级鲜度以上,仍具有加工食用价值。此外,0 ℃的电商物流终止温度更有利于抑制鮰鱼片在冻藏过程中的品质劣变,4 ℃次之,8 ℃最差。
  • 王振, 李保国, 罗权权
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    目的 研究超声波对海水流化冰制取过程中的作用效果和作用机理,并验证超声波应用于海水流化冰机制取过程的可行性。方法 对不同功率/频率参数超声波作用特定盐浓度的海水溶液制取海水流化冰进行实验,并观测其制取过程和效果。结果 将特定参数(功率/频率)超声波作用于海水中可加速海水结晶,过冷度减少了8.4 ℃,节能33.3%,缩短制备过程时间90.0 s,细化晶体粒径至20.0 μm,在实验工况为33.0 kHz,50.0 W时,海水流化冰的制取效果最佳。结论 在适当条件下,超声波具有促进海水流化冰制取过程的效果。
  • 刘文龙, 雷英杰, 莫晓琴, 黄嘉玲, 林义, 张崟
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    目的 研究聚乳酸复合膜的降解性能,加快聚乳酸材料降解速率。方法 选取淀粉、羧甲基纤维素钠(CMC)、聚乙二醇(PEG)等3种材料,与聚乳酸混合制备4种不同的复合膜。测定复合膜的透光率、力学性能、热性能等指标,使用红外光谱仪对复合膜的基团组成进行表征,使用磷酸盐缓冲液浸泡,测试其降解性能。结果 红外光谱结果显示PLA膜与PLA复合膜的吸收峰没有明显的差别,这证明改性材料与聚乳酸没有发生化学反应。复合膜的DSC曲线显示,添加改性剂后,熔融温度变化不大,无明显影响。降解性能方面,按PLA与复合物的质量比9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5制备多种复合膜,其中质量比9∶1,7∶3,5∶5的PLA/淀粉复合膜在第70天降解率分别为24.11%,24.8%,35.6%;PLA/CMC复合膜的3种质量比降解率为27.64%,30.37%,45.2%。按照PLA与PEG质量比为99∶1,98∶2,97∶3,96∶4,95∶5制备了PLA/PEG复合膜,其中质量比为99∶1,97∶3,95∶5的PLA/PEG复合膜在第70天的降解率分别为25.45%,38.83%,45.83%。PLA/淀粉/PEG复合膜是在PLA/淀粉复合膜的基础上添加PEG制备的,复合膜成分与PEG的质量比为99∶1,98∶2,97∶3,96∶4,95∶5,其中99∶1,97∶3,95∶5这3种复合膜的降解率为40.52%,49.54%,55.67%。各种复合膜的降解率均远优于PLA膜2.5%的降解率。结论 复合材料的添加改变了聚乳酸薄膜的透光性能,增强了薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。改性材料的添加能够在不影响聚乳酸本身结构的情况下,显著增强聚乳酸的降解率。
  • 王保营, 康星雅, 郭冉冉, 李璐瑶, 李菲, 张岩
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    目的 探索功能配合物MOF-199对聚乳酸(PLA)的改性作用以及MOF-199添加量对PLA薄膜性能的影响。方法 采用溶液共混流延的方式将MOF-199与PLA复合制备复合薄膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)研究复合薄膜的表面形貌和组分,通过测试复合薄膜的色差、透光率、雾度、力学性能、水蒸气透过率及紫外可见吸收光谱等,研究MOF-199含量对复合薄膜性能的影响。结果 随着MOF-199添加比例的增大,复合薄膜的水蒸气透过率先升高后降低,最大值为1.186×10–13 g•cm/(m2•s•Pa),各复合薄膜的透光率均在91%以上,最大断裂伸长率基本在2.1%~2.5%之间,拉伸强度降低,紫外吸收能力逐渐增大。与纯PLA薄膜相比,当MOF-199的质量分数为5.0%时,复合薄膜在210 nm处的紫外吸光度提高了约1.6倍。结论 配合物MOF-199的加入可提高PLA复合薄膜的抗紫外性能和水蒸气透过性能,制备的复合薄膜在抗紫外及气调包装领域具有潜在应用价值。
  • 陈志周, 王洁琛, 马倩云, 王颖, 王铭昭
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    目的 以木薯淀粉、聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖为基本成膜物质,通过添加纳米材料并研究纳米材料分散性,以期改善木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖复合薄膜的力学性能与耐水性。方法 通过单因素试验和正交试验,研究纳米材料的分散性对木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖薄膜性能的影响。结果 得到纳米SiO2的最佳分散条件,超声功率为240 W,超声温度为50 ℃,超声时间为40 min。在此条件下,复合薄膜的综合评分达到了0.68;对复合薄膜性能影响最大的因素是超声温度,其次是超声时间和超声功率;在一定程度上改善了复合薄膜的力学性能以及耐水性。结论 获得了制备复合薄膜时纳米SiO2的最佳分散条件,为新型复合薄膜材料的开发奠定了基础。
  • 方蓉, 张达, 王正祥
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    目的 介绍稀土铕有机配合物的原理、分类、应用及其最新研究进展,为高性能稀土铕配合物的研发提供一定的思路和依据。方法 通过查阅国内外学者近年来对稀土铕有机配合物的各种研究文献,对稀土铕有机配合物的主配体种类及应用进行整理总结。结果 稀土铕有机配合物的主配体有四大类,即β-二酮类、羧酸及羧酸盐类、有机高分子类与超分子大环类,该配合物主要应用于荧光材料、发光材料、磁性材料和生物等四大领域。结论 铕有机配合物的荧光性能良好,且高分子类配合物易加工成型;有机高分子类铕配合物可以结合Eu3+和高分子的优点,在提高其与聚合物材料相容性的前提下,有望成为一种新型的功能材料。
  • 林洁, 覃霞玲
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    目的 研究混杂纤维复合材料在静载荷作用和拉-拉疲劳载荷条件下的力学性能及其在包装箱等领域的应用。方法 采用树脂转移模塑成型工艺制备5种包装箱用混杂纤维复合材料,并对试样进行拉伸性能和拉-拉疲劳性能测试。结果 纯C试样的拉伸强度高于C/G层内和C/G层间试样;在相同的铺层和织布方式下,C/G层内试样的拉伸强度高于C/G层间试样;纯G试样的塑性明显优于C/G层内和C/G层间试样,C/G层内试样的断裂伸长率高于C/G层间试样;C/G层内试样具有混杂正效应,可保证在具有较高强度的同时具备良好塑性。玻璃纤维在提高复合材料料板疲劳寿命上的作用要高于芳纶纤维,前者的刚度退化会低于后者,且碳纤维和玻璃纤维的层内混杂方式要优于层间混杂,层间混杂在复合材料抵抗疲劳损伤时具有正混杂效应。
  • 凌晨, 钱静, 杨硕
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    目的 设计一种新型胶囊乳制品包装的滤水盘结构,以提高胶囊乳制品奶泡丰富度,解决现有胶囊乳制品出泡不足的问题。方法 利用Autodesk Inventor设计胶囊结构,并使用3D打印机制作模型,以起泡性和泡沫稳定性为评价指标,通过实验验证滤水盘结构对胶囊乳制品泡沫品质的影响。结果 在所有滤水盘结构中,3层分流槽-柱形导流柱-圆孔滤水盘对泡沫丰富度的影响最优,该新型胶囊乳制品包装滤水盘结构可以明显提高乳制品起泡性,起泡性最高可达88%,较原胶囊提高了38%;此时泡沫稳定性为80%,较原胶囊降低了12%。结论 该新型胶囊乳制品包装滤水盘结构可以明显提高胶囊乳制品泡沫丰富度,利用胶囊咖啡机即可打出丰富的奶泡。
  • 郭鑫, 邢浩, 谭文瑞, 吕艳娜
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    目的 设计大型吸顶灯电商缓冲包装,改变家用吸顶灯电商包装防护能力不足以及结构形式单一的现状,提升消费者的购买体验和品牌价值。方法 使用瓦楞纸板替代EPE缓冲材料,构造“蜂窝正六边形”仿生缓冲结构,提出无盖式与罩盖式2种设计方案。结果 与原包装比较,2款瓦楞纸板缓冲包装的抗压强度分别提高了80.8%与111.2%,快速封拆结构赋予消费者一步操作即可取用产品的便利性,解决了原有包装材料的环境非友好性、用户体验差等问题。结论 2种方案均采用瓦楞纸板仿生缓冲结构设计,不仅提高了包装对灯具的保护性能,而且提升了包装开启的便利性,为大型易碎类商品的电商包装提供了可借鉴的解决方案。
  • 李志强, 任思蓉, 靳朝晖, 张素风
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    目的 针对嵌入式洗碗机的包装设计方案进行跌落仿真分析,进一步优化降低方案成本,得出符合生产制造的轻量化设计理论。方法 首先使用Hypermesh与LS-DYNA进行联合仿真,模拟包装件六面工况下跌落的响应情况;其次使用OptiStruct优化模块对下衬垫进行拓扑优化设计,根据衬垫变形情况设置合理优化工况,优化的约束条件加入衬垫制造约束,得到满足包装需求的最轻量化的方案。结果 优化后的最终方案可制造性加强,成本降低1.1元,且优化前后试验采集的易损件响应加速度有不同程度降低,达到优化目标。结论 轻量化设计理论在包装领域具有普适性,设计完成后,可以通过拓扑优化的技术路线进一步优化设计方案,降低包装成本,达到降本增效的目的。
  • 卢伟锋, 刘志刚, 李祖吉, 周乐, 王晓妮, 张鹏娥
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    目的 研究泡沫EPS非线性粘弹性本构模型对空调跌落仿真精度的影响。方法 通过动态压缩试验获得泡沫EPS在不同应变率下的应力-应变结果,使用LS-DYNA中的非线性粘弹性本构模型Fu-Chang泡沫准确模拟泡沫在不同应变率下的力学性能,并通过空调跌落仿真进行验证。结果 使用不同应变率下的泡沫EPS非线性粘弹性本构模型进行仿真,空调不同位置的仿真加速度曲线和实际试验加速度曲线相似度在90%以上。结论 不同应变率下的泡沫EPS非线性粘弹性本构模型可以准确模拟EPS泡沫在动态冲击下的材料力学性能,可以更加准确地模拟跌落工况中空调结构的动态反应及泡沫失效状态,提高仿真精度。
  • 赵朋成, 张锋, 谭龙
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    目的 为了提高液晶电视的包装在跌落过程中的保护作用,增加产品安全性。方法 采用三维建模软件Creo建立液晶电视零部件及包装三维实体模型,导入LS-DYNA进行有限元仿真分析,并通过液晶电视跌落试验验证了跌落仿真分析的可行性。基于仿真结果在LS-DYNA中重新建模,有针对性地设计新的包装结构。将改进后的包装件进行相同的跌落模拟,对比改进前后结果。结果 对液晶电视包装件进行角跌落自由落体的工况下的跌落仿真分析,结果显示,改进包装前液晶面板z方向的加速度峰值最大,最大可达到250g,改进包装后各方向峰值都相应减少,其中面板z方向加速度峰值降低了64%,同时液晶面板Mises应力最大值减少了10%。结论 有限元仿真分析能较为准确地反应实际跌落工况,并能获得液晶电视跌落冲击中任一时刻各部件的Mises应力和变形,对包装的设计改进具有指导意义,改进的包装结构能对液晶电视起到更好的保护作用。
  • 宋卫生, 薛阳, 边文慧, 孙艳美
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    目的 研究瓦楞纸板楞形参数对力学性能的影响规律,以达到在保证力学性能的基础上,减少材料的使用,降低生产成本。方法 在国标规定的范围内,均匀选取了瓦楞纸板的楞宽、楞高以及楞峰半径的实验值,设计单因素实验,推导出芯纸压缩比系数公式。利用有限元方法进行准静态压缩试验,得出瓦楞纸板的边压强度以及边压强度与压缩比系数的比值。结果 压缩比系数随楞宽和楞峰半径的增加逐渐降低,随楞高的增加逐渐增高,楞宽的影响程度最大,其次是楞高,楞峰半径最小;边压强度随楞宽的增加逐渐降低,随楞高的增加整体趋势为逐渐增高,边压强度随楞峰半径的增加,其变化波动较大,在楞峰半径为1.3 mm时边压强度最大。边压强度与压缩比系数的比值在单因素变化的情况下,楞宽为3.4 mm时最大,楞高为3.75 mm时最大,楞峰半径为1.3 mm时最大。结论 瓦楞几何参数对瓦楞纸板的边压强度和压缩比系数均有明显的影响,所以选择合适的几何参数组合可以在保证强度的基础上降低材料的使用量。
  • 张霞, 崔卓, 谢丽华, 王文婷, 臧志鹏, 王洪波, 翟玉俊
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    目的 利用气相色谱串联质谱联用仪(GC-MS/MS)建立食品包装纸中24种有害物质(17种邻苯二甲酸酯(PAEs)和7种多氯联苯(PCBs))同时测定的方法。方法 样品处理后准确加入30 mL异丙醇和内标溶液,超声萃取40 min,使用气相色谱串联质谱仪进行检测,并采用内标法定量。结果 在0.02~1.0 μg/mL范围内,24种化合物的拟合曲线线性良好,相关系数R2在0.9945~1.0000之间,方法检出限和定量限分别为0.0005~0.0028 mg/L和0.0016~0.0089 mg/L,6种不同品牌的食品包装纸种的最高残留量为26.53 mg/kg。对24种化合物进行低、中、高3个水平浓度的加标回收试验,发现平均回收率在85.6%~109.7%之间,日内和日间的相对标准偏差分别小于6%(n=5)和9%(n=3),回收率、重复性及精密度良好。结论 该方法简便、快速、结果准确可靠,适用于同时测定食品包装纸中24种有害物质,是一种高通量测试方法。
  • 白荣汉
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    目的 研究食品接触用塑料制品中1-己烯特定迁移的测定方法,为制订相关检测标准、有害物质的检测与控制提供参考依据。方法 采用不同食品模拟物浸泡,再经顶空-气相色谱分析,研究顶空平衡温度、顶空平衡时间、色谱柱对1-己烯分析测试的影响。结果 在所选择的优化试验条件下,经色谱柱分离,在11 min内即可完成目标化合物的分离分析。1-己烯在0.5,1.5,3.0 mg/kg添加水平的回收率为86.0%~105.3%,相对标准偏差为1.5%~4.4%(n=6),方法定量限为0.1 mg/kg。结论 该方法快速、准确、灵敏,适合食品接触用塑料制品在不同食品模拟物中1-己烯特定迁移量的测定。
  • 刘金鹏, 赵红, 刘新星, 刘博, 王青
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    目的 为了解决食品接触用塑料包装在整个流通过程中信息不全面、不及时、易篡改、追溯数据真实性和完整性无法保证等问题,提出一种基于区块链的二维码技术,应用于食品接触用塑料包装溯源管理系统。方法 从目前区块链的应用分析,对区块链技术在食品接触用塑料包装溯源管理相结合的可行性和必要性进行分析。结果 解决了传统食品接触用塑料包装数据容易被篡改、盗用和真实性不足等问题,实现了食品接触材料全过程数据溯源,保证了食品质量安全。结论 可将区块链技术应用于追溯系统的数据存储、信息传递及验证模式。
  • 金爱娟, 项硕, 李少龙
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    目的 为了提高自动化包装生产线的产品效率和质量,改善永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的性能,针对电机运行于低速时反电动势不易检测以及高速位置精度较低的问题,设计一种基于高频方波注入法和改进滑模观测器的复合观测器。方法 在低速时采用高频方波信号注入法来实现对转子位置信息的估计,在中高速时采用改进的滑模观测器来估计转子位置,通过引入双边界层切换函数和可变滑模增益来加快收敛速度和减小抖振,同时设计基于单神经元PI的锁相环用来解析转子信息,进而提高速度和位置,估计精度。结果 通过与单一的算法进行对比分析,发现复合观测器的位置估算精度得到了提高。结论 Matlab/Simulink仿真实验以及实物验证结果表明,和传统的算法相比,该算法具有位置估计精度高、鲁棒性好等优点。
  • 庞国旺, 赵耀虹, 李瑞琴, 王新宇
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    目的 针对目前包装领域大量物品需要进行人工点胶与喷漆的现状,设计一种3-UPS/SP并联机构应用于包装领域的点胶与喷漆,以提高工作效率。方法 运用螺旋理论对该机构进行自由度分析,并用修正的Kutzbach-Grübler公式对该机构的自由度进行验证。接着用封闭矢量法求出该机构的位置逆解,并根据位置逆解和该机构之间的相互约束条件,运用Matlab软件编程求出该机构的可达工作空间。最后对该机构在点胶与喷漆方面的应用进行了实例分析。结果 3-UPS/SP并联机构具有3转(绕x轴、y轴和z轴的转动)1移(沿z轴方向的移动)4个自由度,拥有较大的工作空间,并且在运动过程中没有出现歧义点。结论 此机构具有较大的工作空间,自由度多、运动灵活、性能良好,可以应用于包装领域进行点胶与喷漆。
  • 严国平, 朱晓凡, 钟飞
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    目的 为了减少复合袋在缝合工位上的倾斜,提高缝合质量,提出了双皮带差速纠偏方法。方法 该方法运用2条速度不同的皮带实现复合袋的转向,在缝合工位之前使复合袋归正。通过实验离散地测出不同偏移量下最佳纠偏速度和转弯半径,运用模糊控制算法计算出连续的偏移量对应的纠偏速度和转弯半径。结果 通过Matlab仿真纠偏算法,复合袋的轨迹符合预期纠偏路径,在15 s内纠正了50 mm的偏移量,且纠偏误差小于1 mm,满足工业要求。结论 双皮带差速纠偏方法不仅能应用于纸塑复合袋,也能够很好地应用于工业柔性体独立个体纠偏,填补柔性体纠偏领域的空白。
  • 王俊, 葛斌, 陈轶楠, 陆婧, 李超
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    目的 鉴于传统归一化互相关算法(Normalized cross correlation, NCC)存在计算量大及无法适应图像旋转的缺陷,提出一种改进算法,能快速完成对泡罩区域的提取,以及对铝塑药板缺损、漏装等缺陷的识别。方法 首先对原始图像进行预处理,然后通过仿射变换使其变换至指定位置,接着提取其单个泡罩区域作为模板并构建积分图,最后获取待测图像,变换至相同位置后进行查表式匹配。结果 与传统方法相比,改进后算法速度得到极大提升,对为1920×1200图片的匹配时间仅为21 ms,对实验样品的检测误检率为0,漏检率为3.5%。结论 改进后的NCC匹配算法在满足精度要求的同时具有较快的速度优势,能较好地适用于铝塑泡罩包装缺陷检测中对泡罩区域的快速提取,药粒缺损10%以上缺陷及漏装缺陷的识别。
  • 杨彩虹, 蔡培良, 罗勇, 金学鹏, 易凡竣, 关明宽, 陈晶
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    目的 由于乳胶长时间暴露在空气中,使得乳胶的品质降低,影响乳胶涂抹在条盒上的效果,为解决在条包生产工序中条包产品的质量缺陷,以及清洗胶缸所产生的乳胶浪费和对环境污染等问题。方法 设计一种新型条盒包装喷胶自动控制装置,通过对喷胶控制技术的研究,综合喷胶装置、压力胶桶、PLC控制器、控制程序,通过光电检测、PLC移位控制、胶枪高压涂胶和压力泵供胶等技术,实现条盒包装机条盒的自动同步喷胶、精准涂胶、乳胶余量检测及报警。结果 安装条盒喷胶自动控制装置后,能实现乳胶的密封无污染储藏与输送,新增条盒定位检测,胶枪准确涂胶,压力供胶与胶量余量检测等功能,条盒喷胶的质量得到了提升,保证了产品合格率,提高了乳胶的品质,并降低了乳胶消耗。结论 该条盒喷胶自动控制装置能提升条盒的喷胶质量,降低乳胶消耗,减少乳胶对环境的污染,提高设备作业率,降低有缺陷的条盒进入下道工序的风险,可推广应用于烟草行业内所有条盒包装机组设备上。
  • 胡晓锋
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    目的 为了使机器人能够更加准确高效地完成袋装食品的装箱工作,对自动完成袋装食品装箱的并联机器人的工作空间和轨迹规划进行研究。方法 根据食品包装生产线上自动装箱的工况,介绍一种对轻小型袋装食品完成自动装箱操作的四自由并联机器人的基本结构,并运用Matlab软件对其进行工作空间分析,通过修正梯形轨迹规划算法对其进行轨迹规划,并运用ADAMS软件验证分析。结果 由得到的机器人工作空间图及机器人动平台的运动曲线图可知,机器人的作业范围能够达到半径300 mm、高度140 mm,动平台的速度曲线和加速度曲线均变化平滑,无突变,在机器人启停时速度与加速度均为0。结论 验证了机器人设计的合理性及修正梯形轨迹规划的可行性,此轨迹规划可以很好地适用于袋装食品装箱工序。
  • 陈青, 高贺
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    目的 针对数字图像水印中传统奇异值分解算法存在的提取水印对角线失真和目前的特征点匹配算法速度慢引起抗组合几何攻击性能弱问题,提出基于IWT-SVD和BRISK的鲁棒图像水印算法。方法 该方案是将Logistics混沌映射置乱的水印嵌入宿主图像IWT变换后进行SVD分解的矩阵中,然后运用BRISK算法完成失真图像的几何校正,最后根据提取的水印图像特性,用邻域平均法进行对角线元素修正。结果 嵌入水印后PSNR高于42 dB,在各种常规信号处理和组合几何攻击下,NC平均值在0.95以上,提取出的水印对角线失真问题得到明显改善。结论 实验结果表明,该方案能提高图像特征点的匹配速度,性能得到增强,水印不可见性较好,进一步提升了图像的鲁棒性。
  • 张泽鲁, 许敏, 陈帅
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    目的 针对标签检测中因单目相机视野受限无法获取标签全部有效信息的问题,设计一种基于圆柱体拟合的柱状标签展开算法。方法 首先由相机标定得到的相机外参数拟合出标签圆柱体理想位姿,并确定柱面标签展开图的高度。依据圆柱体在相机视野下的极限位置确定模糊隶属度函数,筛选提取到的柱面标签边缘点。最后根据边缘点的世界坐标确定真实圆柱体的位置,提取单目相机图像中的像素值并且为标签平面展开图中对应点赋值,最终得到柱状标签的平面展开图。如果对拼接质量有着较高的要求,可以采用NCC匹配算法对拼接图像进行调整,以达到更好的效果。结果 该方法可以对多幅柱面标签图像实现快速拼接,最终得到柱面标签的平面展开图,半径30 mm的柱面标签图像拼接速度可达83.8 ms,为标签质量在线检测奠定了基础。结论 该方法能够快速且精确地将柱状产品侧面标签平面展开。
  • 李凡, 朱成就, 印四华
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    目的 为了解决使用差影法进行印刷品表面缺陷自动光学检测存在伪缺陷从而造成误检的问题,提出一套通过提高配准精度和空间滤波来减少伪缺陷的方法。方法 使用连续域蚁群算法求全局最优解,改进基于轮廓的模板匹配算法配准精度,减少伪缺陷的产生;配准时的仿射变换会产生轮廓伪影,根据伪影的分布特点将图像切分成轮廓区和非轮廓区。分别使用不同的空间滤波方法削弱伪缺陷,再使用阈值分割将其剔除。结果 在实验环境中,连续域蚁群算法改进的基于轮廓的模板匹配配准方法,可精确到亚像素级,配准率为92%;使用空间滤波剔除伪缺陷后进行缺陷检测,缺陷误检率为0,漏检率为3%;印刷品表面缺陷平均检测时间为1.05 s,最长时间小于1.5 s。结论 该研究改善了差影法在自动光学检测中的效果,方法快速、有效、易于实现;在降低了缺陷误检率的同时不会造成大量漏检;满足在线检测的要求,可用于实际工业生产。
  • 张磬瀚, 孙刘杰, 王文举, 李佳昕, 刘丽
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    目的 为了有效解决文物图像的不易保存和物理方法修复困难等问题,提出一种基于生成对抗网络的图像修复算法。方法 文中算法主要分为2个阶段,第1阶段通过Canny边缘检测器提取图像已知部分的边缘信息,利用1个生成器和1个鉴别器修复图像缺失边缘。第2阶段将第1阶段生成的边缘作为先验信息,通过1个生成器和2个鉴别器修复图像缺失部分。2个鉴别器由整体鉴别器和局部鉴别器组成,整体鉴别器用来评估修复后的图像整体连贯性,局部鉴别器用来查看待修复区域为中心的小区域局部一致性。结果 与传统算法对比,文中算法在提高生成图片纹理质量的基础上保证了全局语义结构一致性,在客观指标(峰值信噪比和结构相似性)上,较其他方法有更好的效果。结论 文中算法可以有效修复文物图像的缺损部分,尤其是结构复杂的大范围缺失,取得了良好的视觉效果,表明该算法有良好的修复性能。
  • 陈丙成, 李艳华
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    目的 为了解决当前航空业因航空集装器上货物的组装编排均由人工完成,尚无任何软件系统可以实现自动计算,造成航空货运经济效益和时效性低下的问题,开展航空集装器(ULD)装箱算法研究。方法 应用先进的贪心算法与遗传算法相结合的启发式算法研究单个航空集装器的装箱最优问题。结果 对单个航空集装器(ULD)装箱进行了装箱模型构建和算法优化,使得节省的航空集装器空间得到全部利用,实现最优装箱。结论 文中算法计算出的装载方案较人工计算更精确、更具稳定性,且经济效益更高。后续还有望把这种算法转化为高度智能化的软件系统,对航空货运自动化和工作流程标准化具有一定的推动意义。
  • 陈文阁, 李娅菲, 罗少锋
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    目的 验证气囊封口式封套在军事装备野外封存中的防护效果和勤务适应性,为军事装备野外封存防护探索解决方案。方法 基于高阻隔铝塑复合材料和气囊压力封口技术原理,依据军事装备野外驻训、战地部署的防护需求,设计气囊封口式封套,并选择8个典型气候环境区的部队,组织为期1年的野外实装封存试验。结果 气囊封口式封套材料容易破损,即使外观完好的封套,其封存效果也存在较大差异,有的防锈蚀效果很好,有的反而加速了装备锈蚀。结论 气囊封口式封套存在结构性缺陷,对封存场地要求较高,安装操作不便,容易受温差变化影响,不适合军事装备野外封存使用。
  • 张福林, 黄俊, 杨欢, 赵耀辉
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    目的 基于价值理论研究,以提高某军用包装袋价值的有效途径。方法 应用价值工程程序,首先对某军用包装袋的功能进行定量分析,然后计算出各零部件的成本及成本系数,再对零部件成本和功能匹配情况进行分析,找出价值系数不合适的零部件,最后对不合适的零部件提出建议,为该产品的改进提供方向。结果 运用价值功能理论分析发现,由于军用包装袋的可靠性要求,若提高功能其成本必然会提高,故仅能通过功能不变、降低成本的方法来提高价值。结论 通过对军用包装袋进行价值分析,可得出提高包装袋价值是降低成本的唯一途径,为军用包装的成本控制提供了新思路。
  • 晏军, 郭帷, 荆海亮, 蔡仁
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    目的 针对当前人工影响天气行业在装备管理和保障等环节存在的不足,探析RFID技术在人工影响天气装备、仓储管理和物资配送等方面的具体应用。方法 详细介绍RFID技术在人工影响天气行业、作业装备管理、弹药及包装识别、仓储保障和物资包装储运等环节中的应用与主要功能。结果 通过与传统人工管理保障模式进行对比,RFID技术能有效降低管理人员的劳动强度,使整个物资管理和保障环节更加高效、准确、科学合理。结论 RFID作为一种全新的自动识别技术,在人工影响天气领域有着巨大的推广应用前景,对实现人工影响天气装备弹药的安全管理、仓储物资信息的动态监管和物流储运等方面有着重要的意义,是未来人工影响天气业务发展的方向和趋势。
  • 倪彬, 崔崇立, 徐常凯, 侯胜利, 李乐喜
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    目的 通过对装载模型开展研究,提高航材包装单元在组合式多隔层集装箱中的装载率,为部队进行集装箱装载工作提供技术方法。方法 依据待装载航材包装单元和集装箱尺寸,分析集装箱内部的分割方案,考虑装载容积、载质量、底面积和装载重心等约束条件,综合空间利用率和载质量为目标函数,建立数学模型,并利用遗传算法对每种分割方案进行优化计算,确定最佳的分割与装载方案。结果 以26个航材包装单元待装入B9型组合式集装箱为例,最优的装载方案是将集装箱内部分割成3层,16个航材包装单元被装入,空间利用率达到86.25%,装载后集装箱的稳定性良好。结论 该模型能有效优化航材包装单元的装载方案,提升组合式集装箱的装载效率,对加快军用物资的输送具有重要意义。