2022年, 第0卷, 第1期　
刊出日期：2022-01-20

  

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  高直链淀粉材料改性及应用研究进展

  赵西坡, 卞武勋, 刘进超, 李俊成, 李炫康, 彭少贤

  . 2022, (1): 1-9. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.001

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  目的 高直链淀粉具有独特的糊化特性和优异的成膜性能，在可降解材料和包装领域有较大的应用前景，但高直链淀粉基可降解材料耐水性差，湿强度低是一直以来固有的缺陷，因而需要充分了解高直链淀粉基材料的广泛应用，深入探索高直链淀粉的改性方法。方法 通过追踪国内外高直链淀粉相关的改性研究和应用进展，概述高直链淀粉的基本性质和性能，重点分析高直链淀粉常用的改性方法，如物理改性、化学改性和酶改性对高直链淀粉微观结构和力学性能的影响，详细介绍高直链淀粉在众多领域的挑战与机遇。结论 通过物理改性、化学改性和酶改性等方法，可以实现高直链淀粉粒径减小、糊化温度降低、热稳定性提高等理化性质的改善，拓宽了高直链淀粉在包装、食品和医用等领域的应用范围。
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  羧甲基纤维素复合膜的研究现状

  姚曜, 孙振炳, 李晓宝, 汤正捷, 李晓平

  . 2022, (1): 10-16. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.002

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  目的 介绍羧甲基纤维素与淀粉、海藻酸钠、明胶、纳米纤维素、壳聚糖和其他材料制备复合膜在国内外的研究进展，以及该类具有抑菌性能的食品包装复合膜的最新研究进展，为羧甲基纤维素复合膜的研究提供一定的思路和依据。方法 总结该方向研究中不同材料的最佳添加量对羧甲基纤维素复合膜性能的提升情况，及一些复合膜添加不同的有机抑菌剂或无机抑菌剂后抑菌性能的提升情况和对一些食品的保鲜效果。结论 羧甲基纤维素复合膜具有较大的应用潜力，添加一些材料后具有抑菌活性，该类复合膜在食品保鲜方面具有一定的应用价值。
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  TiO2/淀粉/PCL共混材料的制备及表征

  秦一晴, 江贵长, 王冰, 魏诗杭, 刘靖仪

  . 2022, (1): 17-25. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.003

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  目的 以玉米双磷脂淀粉和聚己内酯(PCL)为原料，甘油为增塑剂，改性纳米TiO2为抗菌剂，制备一种具有抗菌性能的可降解材料，并对不同淀粉/PCL质量比和不同纳米TiO2添加量下制得的共混材料进行表征，以探究最佳共混比例。方法 将不同质量比的淀粉/PCL混合，添加一定量的甘油作为增塑剂，并添加不同含量的纳米TiO2作为抗菌剂，熔融共混并热压成型，利用力学、红外、紫外、SEM、DSC、水接触角等方法对所制备的共混材料进行性能表征。结果 随着PCL含量的增加，共混材料的断裂伸长率先下降后上升，拉伸强度逐渐上升，PCL质量分数为100%时共混材料的拉伸强度较未添加提高了104%，对紫外光的屏蔽作用增强，接触角从78.2°下降到53.3°;DSC显示当淀粉的比例相对较大时，整个体系的结晶度较低，但PCL的结晶速率加快。TiO2的加入未使体系发生化学变化，对共混材料的拉伸强度无明显影响，断裂伸长率先增加后减小，在TiO2质量分数为0.9%时，达到最大为51.69%。TiO2的加入对共混材料紫外线的阻隔作用有所提升，对共混材料的水接触角影响较小。抗菌实验结果显示，TiO2赋予了共混材料一定的抗菌能力，且随着TiO2含量的升高，抗菌性能越强。结论 在PCL的质量分数为100%，即淀粉/PCL质量比为1∶1时，添加质量分数为0.9%的改性纳米TiO2，得到的共混材料各项性能相对较好，这为制备可降解抗菌包装材料提供了参考。
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  植物纤维多孔材料泡孔分布影响因素

  王哲, 李琛

  . 2022, (1): 26-34. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.004

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  目的 分析影响植物纤维多孔材料泡孔分布的各种因素，探究泡孔结构对性能的影响，为制备泡孔均匀分布、缓冲性能良好的多孔材料提供理论基础。方法 归纳总结国内外植物纤维多孔材料泡孔结构的研究进展，探讨多孔材料的发泡机理，系统地阐述成型工艺、助剂种类、助剂含量等对植物纤维多孔材料泡孔结构的影响。结果 通过分析得出各种影响因素的作用规律，为进一步完善植物纤维多孔材料的制备方案，开发泡孔分布均匀、性能稳定的植物纤维发泡材料提供依据。结论 通过制定科学的实验方案，可以制备出泡孔分布均匀的多孔材料，其可作为缓冲材料，在包装领域中有巨大的市场需求。
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  PE软管封口技术研究进展

  晏祖根, 刘松昀, 黎光辉, 吴朝武

  . 2022, (1): 35-41. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.005

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  目的 对目前PE薄片管材的主流热封方法进行归纳总结，为后续的研究提供依据。方法 综述PE薄片作为软管热封的优缺点，分析PE薄片管材的热封和其他因素的影响，探讨目前比较先进的灌装封尾机构的现状。结果 PE大多用于膏体的灌装上，其密封性能除了与材料有关外，也与其密封条件有很大关系，其密封方法一般采用热封方式。PE薄片管材热封后的性能与热封的三个要素(热封时间、温度和压力)有关，其中最重要的是热封温度。结论 目前企业用得最多的热封方法是内加热，PE薄片管材采用水平封尾更加稳定。热封尾工艺要求达到一定的机械强度和足够的密封性。
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  塑料软管灌装封尾机的工艺分析及关键技术

  孟爽, 黎光辉, 刘松昀, 张炜, 吴朝武, 许佩华

  . 2022, (1): 42-51. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.006

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  目的 通过分析国内外塑料软管灌装封尾机的发展现状和特点，针对国内中小型企业研发新型高端软管灌装封尾机存在的技术难点等问题，对设备的生产工艺路线和关键技术进行深入剖析和总结。方法 对软管灌装封尾机的整体布局和生产工艺进行分析，对比国内外知名企业研发生产的软管灌装封尾机关键工位的结构特点，详细分析设备的上管、对标、灌装和热封尾等工艺路线。结果 通过对软管灌装封尾机的工艺路线分析发现，未来软管灌装封尾机的传动机构将更加融合伺服控制技术，设备也朝更加智能化、高速化、高效化等方向发展。结论 对软管灌装封尾机的生产工艺路线和关键技术进行了详细的介绍，为国内新型软管灌装封尾的发展提供基础，为研发高性能软管灌装封尾的企业和人员提供参考。
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  快递包装EPE/瓦楞纸板动态缓冲性能

  尹兴, 陈志强, 崔久刚, 郑秋月

  . 2022, (1): 52-57. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.007

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  目的 在设计快递包装时，应综合考虑瓦楞纸板和发泡聚乙烯(EPE)组合材料的缓冲作用，以达到减少缓冲材料用量的目的。方法 以快递包装中常用的、不同厚度的EPE、三层瓦楞纸板、五层瓦楞纸板为研究对象，按照GB/T 8167—2008进行试验，得到EPE、三层瓦楞纸板/EPE、五层瓦楞纸板/EPE的最大加速度-静应力曲线，并进行拟合。结果 EPE材料越厚，其缓冲性能越好;将EPE、三层瓦楞纸板/EPE、五层瓦楞纸板/EPE等3组数据的双曲线函数进行拟合，拟合度均大于95%，拟合效果较好;在同一静应力下，动态缓冲性能优劣顺序为五层瓦楞纸板/EPE＞三层瓦楞纸板/EPE＞EPE。结论 拟合函数可用于快递包装设计，同时试验结果为快递包装减量化设计提供了依据。
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  弹簧安装方式对质量非均衡产品缓冲系统的影响

  孙颖, 杨小俊, 徐哲, 李博

  . 2022, (1): 58-65. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.008

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  目的 为研究质量非均衡产品在不同弹簧隔振器安装方式下缓冲包装系统的振动响应特性。方法 建立质量非均衡产品缓冲包装系统的数学模型，采用四阶龙格库塔法对振动响应进行对比分析，通过有限元仿真模拟侧向弹簧不同数目和安装位置点的质量非均衡产品的振动响应特性，并分析其修正的可行性，再进行验证。结果 侧向弹簧数目为1时安装在侧棱中点，侧向弹簧数目为2时安装在侧棱上对非均衡产品缓冲系统的振动响应修正效果较佳。结论 质心偏移对质量非均衡产品缓冲系统的加速度影响较大;偏心距离较大时，可适当改变较大偏心位移方向的弹簧刚度，对其进行修正优化，为质量非均衡产品的缓冲包装设计提供了方法和依据。
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  无伞空投储液罐的高空跌落仿真分析

  张宇婷, 耿小凯, 任春华, 计宏伟

  . 2022, (1): 66-74. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.009

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  目的 为提高液体类空投物资补给效率，研究椭球型结构的无伞空投储液罐跌落冲击地面过程的力学响应。方法 基于欧拉-拉格朗日耦合算法，建立含有内盛物的椭球形储液罐有限元模型，通过Abaqus CAE仿真跌落得到罐壁材料层为聚乙烯-发泡-聚乙烯在不同厚度比条件下含内盛物跌落的最大等效塑性应变(简称最大塑性应变)云图、应力-时间曲线。结果 不同层间厚度比与储液罐的最大塑性应变、塑性应变的时间和应变集中区域有密切联系，当厚度比为1∶2∶1时，罐体达到最大塑性应变的时间短，把手部位出现应变集中现象的概率增大;厚度比为1∶1∶2时，罐体的塑性应变相对降低，抗冲击能力没有达到理想优化效果;厚度比为1∶1∶2时，罐体的塑性应变最小，在此情况下能承受的冲击地面的瞬时速度最大，罐体的结构性能最好。结论 基于此提出了一种结构优化思路，在添加中间发泡层以减轻配重的基础上，适当增加外层聚乙烯材料的厚度或者使用缓冲性能更好的材料，增加罐壁的缓冲吸能，改善材料结构强度。
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  基于六步法的球形台灯减量化包装设计

  夏征, 周丽娜, 朱丽, 仲晨

  . 2022, (1): 75-81. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.010

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  目的 以易碎品球形台灯为包装对象，基于六步法对其进行创新包装设计，为减量化包装提供参考案例。方法 确定物流环境条件，为后续验证试验提供评价依据;分析被包装对象的特性和脆值，为包装设计提供依据;进行减量化包装结构设计;对包装设计进行优化;通过验证试验确保方案的可靠性。结果 自由跌落试验的角跌落峰值加速度为94.3g，显著小于产品脆值(110.5g);试验验证产品无损伤，功能正常，包装具有良好缓冲性能。定频振动试验后验证产品功能正常，包装具有良好的防振性能。结论 基于六步法设计的球形台灯减量化包装具有足够的安全性、可观的经济性和良好的消费者体验。
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  磷酸改性生物炭对包装印刷废水的处理效果

  龚真萍, 徐铭健, 王忠良, 赵红, 郑永杰

  . 2022, (1): 82-88. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.011

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  目的 用磷酸改性生物炭对包装印刷废水处理，寻找秸秆生物质优化利用新途径。方法 生物炭用磷酸改性，通过正交实验找到制备磷酸改性生物炭的最佳工艺条件，并用最佳工艺条件制备磷酸改性生物炭用于处理包装印刷废水;研究磷酸改性生物炭添加量、吸附时间、pH值对包装印刷废水的吸附量、COD去除率和脱色率的影响，结果 磷酸对生物炭改性的最佳工艺条件:改性时间为4 h，磷酸体积分数为40%，改性温度40 ℃;磷酸改性生物炭处理包装印刷废水的最佳工艺条件:吸附时间为60 min，pH值为8，磷酸改性生物炭质量浓度为0.3 g/L。结论 通过用磷酸来对生物炭改性以提高其对污染物的吸附能力，可用于吸附包装印刷废水中的污染物，用于包装印刷废水的初步处理。
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  低钠条件下pH值对肌原纤维蛋白乳化性能的影响

  李子晗, 费子璇, 张瑞丽, 王思珍, 倪娜

  . 2022, (1): 89-97. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.012

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  目的 研究不同钠离子强度下pH值对羊肉肌原纤维蛋白乳化性能的影响，为低盐肉制品的研发提供理论参考。方法 将羊肉肌原纤维蛋白与植物油混合匀浆得到乳状液，研究高钠(0.6 mol/L NaCl)与低钠(0.3 mol/L NaCl)条件下pH值对羊肉肌原纤维蛋白的乳化活性、乳化稳定性、分层指数、粘度、微观结构、粒径、Zeta电位等指标的影响。结果 在高钠和低钠条件下，随着pH值的升高，肌原纤维蛋白乳状液的乳化活性指数、粘度均呈先减小后增大的趋势(P<0.05);乳化稳定性指数、分层指数、Zeta电位等指标分析结果显示，随着pH值的升高，乳状液体系的稳定性均显著增加(P<0.05);表观指标、微观结构和粒径分布分析结果显示，在低钠条件下(pH值为8.0)肌原纤维蛋白乳状液的乳化状态与高钠条件下pH值为7.0~8.0时最为接近。结论 可在低钠条件下选择较高的pH值，以提高羊肉肌原纤维蛋白的乳化性能。
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  FG/CS逐层复合保鲜涂膜对三文鱼鱼片品质的影响

  杨华, 王雅妮, 孙晓冬, 徐赵萌, 孙彤

  . 2022, (1): 98-105. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.013

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  目的 为了提高复合涂膜对三文鱼鱼片的保鲜性能，获得具有高效长效缓释性能的生物保鲜材料。方法 以亚麻籽胶(FG)和壳聚糖(CS)为成膜材料，丁香酚(EG)和月桂精油(LEO)为保鲜剂，采用流延法制备逐层FG/CS+EG/FG+LEO复合涂膜。以三文鱼鱼片为研究对象，评估复合涂膜的保鲜性能。结果 FG/CS+EG/FG+LEO复合涂膜能够显著抑制三文鱼鱼肉中微生物的生长，提高鱼肉持水力，延缓脂肪氧化、蛋白质分解和色差值的变化进程。结论 EG和LEO复配使用具有一定的协同增效作用，同时，多层涂膜组成的缓释体系有效地延长了生物保鲜剂的作用时间，使EG和LEO对鱼片的保鲜效果更好，其中FG/CS+EG/FG+LEO复合涂膜的保鲜效果最优，可使生鲜三文鱼鱼片的货架期从7 d延长至13 d。
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  鲜切的水果皮渣综合利用的研究综述

  王爽, 常虹, 周家华, 王宝刚, 李文生, 王云香

  . 2022, (1): 106-114. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.014

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  目的 对目前鲜切苹果、西瓜、菠萝、柑橘这4种较有代表性皮渣进一步利用的方向和方法进行总结，为后续鲜切皮渣的利用提供参考。方法 通过检索国内外相关文献，对不同鲜切水果皮渣的单营养物质提取或整体综合利用方法进行归纳和总结。结果 鲜切水果皮渣中的营养物质含量丰富，可利用性极强，应重视对其的加工利用，以免造成资源浪费。结论 系统列举了苹果、西瓜、菠萝和柑橘这4种鲜切水果皮渣的营养价值、皮渣的主要成分，以及目前对4种鲜切水果皮渣含有的营养成分(如多酚、黄酮、果胶、多糖、膳食纤维等物质)的提取利用和其他资源利用方式的研究成果，以期引起对鲜切皮渣资源利用的重视。
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  响应面法优化蓝靛果果汁脱涩工艺

  顾晓雨, 李雨蒙, 陈玺之, 马蕊, 王鑫

  . 2022, (1): 115-123. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.015

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  目的 研究对比不同脱涩方法对蓝靛果果汁的降涩效果，从而达到改善果汁口感的目的。方法 以蓝靛果“蓓蕾”为原料，经复合酶酶解后，以单宁脱除率及花色苷保留率为指标，对比活性炭协同超声波脱涩法和酪蛋白脱涩法对果汁的脱涩效果，在单因素试验的基础上，采用响应面试验优化脱涩工艺条件。结果 酪蛋白脱涩法响应面优化分析确定最佳工艺参数，质量分数为0.9%，作用温度为56 ℃，作用时间为33 min，此时单宁脱除率为(62.13±0.29)%，花色苷的保留率为(67.53±0.14)%。结论 在此优化条件下，蓝靛果果汁单宁脱除率高且花色苷保留率好，同时改善了果汁口感，为提升蓝靛果果汁品质提供了实际应用价值。
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  基于响应面-主成分分析法优化豆渣膨化食品的配方

  赵久毅, 游欢, 唐春红, 吴丽, 常海军

  . 2022, (1): 124-132. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.016

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  目的 为了克服新鲜豆渣难以膨化的缺点，添加小麦面粉、玉米淀粉和水进行复配，开发出一款膨化效果较好、品质较高的豆渣膨化食品。方法 将湿豆渣、小麦面粉、玉米淀粉和水按一定比例混合均匀，利用单螺杆挤压膨化机对其膨化，然后添加防腐酒，最后进行真空包装。单因素实验以500 g湿豆渣为基准量，选取小麦面粉的质量分数、玉米淀粉的质量分数和水的质量分数作为影响因素，并以膨化度、弹性、硬度、胶黏性和咀嚼度作为评价指标，再通过响应面-主成分分析法确定最佳配方。最后测定产品菌落总数和感官分数以确定防腐酒的质量分数和产品保质期。结果 在小麦面粉质量分数为83%，玉米淀粉质量分数为20%，水质量分数为31%时，产品的膨化度为5.61，弹性为0.97，硬度为1178.43 g，胶黏性为935.33，咀嚼性为1028.05。添加质量分数为1%的防腐酒后并真空包装，产品在常温下的保质期至少可达6个月。结论 湿豆渣与小麦面粉、玉米淀粉和水按最优配方复配后，产品膨化效果较好，品质优良。
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  梯形槽聚乙烯缓冲衬垫结构的有限元优化设计

  李国志, 段毛毛, 罗之遥, 孙德强

  . 2022, (1): 133-140. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.017

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  目的 探究梯形槽EPE缓冲衬垫结构的动态缓冲性能，优化缓冲衬垫结构，为后续缓冲结构设计提供科学的参考方案。方法 以密度为23 kg/m³的EPE材料为试验对象，对材料样品进行静态压缩试验，数据处理得出应力-应变数据，将其导入Ansys Workbench材料库中，对产品衬垫系统进行有限元冲击模拟。将冲击理论计算结果与有限元分析结果进行对比。保持等效接触面积不变，对不同底角度数和开槽排布方式的产品衬垫系统进行有限元模拟，得出最大变形量、等效应力、速度等数据。结果 底角小于70°时，缓冲结构整体刚度过小，导致跌落时产品触底，不能很好地保护产品;当底角大于70°时，度数为85°的缓冲衬垫等效应力最小，为0.0966 MPa，并且产品的速度改变量最小。底角为90°时，1个槽缓冲衬垫变形量最大，为30.282 mm，等效应力为0.09681 MPa。结论 在结构设计时，可将底角85°、1个槽的缓冲结构作为设计的最佳参考值，以实现缓冲材料的减量化设计和最佳的保护性能的目标。
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  钢钉数量对托盘弯曲力学性能的影响

  巩桂芬, 刘随强, 田洋洋

  . 2022, (1): 141-147. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.018

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  目的 确定能够满足托盘安全使用需求时的钢钉数量。方法 通过Iron CAD三维建模软件建立不同钢钉数量的托盘模型。利用Ansys Workbench软件对1—5颗钢钉数量的托盘进行有限元仿真分析，再通过托盘抗弯强度试验，得到其实际变形量，并对有限元结果与试验结果进行对比分析。结果 在3.5 kN载荷下，托盘的最大弯曲变形在不断减小。有限元结果表明，托盘最大变形量1颗钉为48.624 mm，2颗钉为46.139 mm，3颗钉为38.740 mm，4颗钉为25.280 mm，5颗钉为22.899 mm。试验结果表明，托盘最大变形量1颗钉为46.654 mm，2颗钉为43.572 mm，3颗钉为36.344 mm，4颗钉为30.697 mm，5颗钉为27.273 mm。试验结果与有限元结果趋势相同，验证了仿真的可靠性。结论 随着钢钉数量的不断增多，胶合板托盘的抗弯能力在不断增强，当钢钉数量达到4颗后，即可满足托盘的安全使用需求。
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  冷链物流对鲜肉新鲜度的影响及智能检测

  王建强, 陈景华, 郝发义, 李芃, 毛渝沁, 周奕枫, 陈之毅, 曹玮杰

  . 2022, (1): 148-157. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.019

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  目的 研究肉类新鲜度检测方法在冷链物流中的应用进展，以发展符合市场需求的食品新鲜度检测技术。方法 根据肉类腐败原理，分析冷链物流对食品新鲜度的影响，阐述目前肉类新鲜度检测技术的工作原理，介绍肉类新鲜度检测技术的研究现状。结论 虽然近年来肉类新鲜度检测技术逐渐智能化，提高了检测精度，但依然存在技术检测成本高昂，针对销售环节无法做到有效监控等问题。智能标签作为一种相对成本低廉、加工方便的检测技术具有很大的发展空间。
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  P&T-GC-MS法测定丝束加香滤棒中特征成分及其转移行为

  宁振兴, 张玎婕, 杨龙彦, 李季刚, 黄善松, 班强, 张峻松

  . 2022, (1): 158-166. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.020

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  目的 为形成丝束加香滤棒中香味成分的监测体系。方法 利用吹扫捕集-气相色谱质谱联用技术，建立丝束加香滤棒中特征香味成分的检测方法，并研究特征香味成分向主流烟气的转移行为。结果 吹扫捕集最优参数条件为吹扫时间14 min、吹扫温度75 ℃、吹扫流量50 min/mL、解析温度215 ℃，此时香气成分的扫捕集效率最高;9种主要香味成分在0.2~200 ng/mL线性良好(r＞0.9990)，RSD为0.15%~3.97%(n=6)，回收率为83.91%~103.31%，检出限为0.37 ~13.50 ng/mL，定量限为1.23~44.99 ng/mL;主要香味成分向主流烟气粒相物的转移率为1.04%~8.63%，由大到小依次为醛类、烯烃类、酯类;丝束加香滤棒中香味成分的滤嘴残留率为74.15%~85.71%，大部分的香味成分被截留在滤嘴中。结论 该方法前检出限低、处理过程简单、重复性好、灵敏度高，适用于丝束加香滤棒中香味成分的检测分析。
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  预警型智能包装在食品安全中的应用和设计

  何青萍

  . 2022, (1): 167-176. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.021

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  目的 分析预警型智能包装的应用研究现状和设计要素，为智能技术在食品包装安全中的应用提供理论指导和应用依据。方法 在厘清预警型智能包装概念的前提下，对国内外预警型智能包装的相关文献进行梳理和分析，并对其进行分类研究。结果 按照技术原理，将预警型智能包装分为智能材料预警型、信息传导预警型、结构智能预警型等3种，设计时应注意包装预警效果的艺术化表现、包装预警机制的模式设计以及包装预警技术与设计的耦合。结论 对预警型智能包装的研究丰富了包装设计理论，预警型智能包装将向着更加智能、精确和成熟的方向发展。
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  基于并联机器人的块状食品包装定位方法

  王秋红, 孙以正

  . 2022, (1): 177-182. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.022

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  目的 为提高包装过程中并联机器人定位精度。方法 基于自抗扰控制设计一种机器人末端执行器定位方法。在传统并联机器人结构的基础上配置2台工业相机。根据双目立体视觉检测原理来确定块状食品在生产线上具体位置。为避免干扰因素降低机器人末端执行器抓取精度，设计一种自抗扰控制器，主要包括跟踪微分器、非线性反馈器、扩张状态观测器。最后，搭建实验平台并进行相关验证。结果 实验结果表明，实际位置与抓取位置之间偏差距离的最大值为0.3 mm;平均误差只有0.20 mm。所设计自抗扰控制器与PID控制器相比，响应时间仅增加了1%，平均抓取精度却大幅提高。结论 所述基于并联机器人的块状食品包装定位方法可使末端执行器在非常短的时间内到达指定位置;运动过程稳定、可靠，不会出现振动现象，可确保抓取精度。
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  融合国际前沿进展的《现代食品检测技术》教学研究

  王彦, 张文

  . 2022, (1): 183-186. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.023

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  目的 多种现代高新技术的兴起推动了食品品质检测领域的理论与技术发展，同时也需对课程教学进行针对性的改进。方法 在《现代食品检测技术》本科课程中引入国际前沿进展内容，作为传统教材内容的有益补充，重点对“食品检测领域智能包装一体化同位检测技术与多信息终端智能化分析技术”进行有效的教学尝试，在研究背景、方案设计、样品处理与实验分析等环节进行深入浅出的教学，并通过多元化的考核方式巩固教学成果。结果 目前已实现300人次以上的课程教学，受教育者在本科和后继研究生阶段学习中可获得明显受益。结论 这种融合法教学尝试获得了广泛主观好评，且在客观上促进了教学质量提升，有效提升了学生后继学习和科研能力。
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  基于DeepLabv3+的图像语义分割优化方法

  郑斌军, 孔玲君

  . 2022, (1): 187-194. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.024

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  目的 为了实现良好的图像语义分割精度，同时尽可能降低网络的参数量，加快网络训练速度，提出基于DeepLabv3⁺的图像语义分割优化方法。方法 编码器主干网络增加注意力机制模块，并采用更密集的特征池化模块有效聚合多尺度特征，同时使用深度可分离卷积降低网络计算复杂度。结果 基于CamVid数据集的对比实验显示，优化后网络的MIoU分数达到了71.03%，在像素精度、平均像素精度等其他方面的评价指标上较原网络有小幅提升，并且网络参数量降低了12%。在Cityscapes的测试数据集上的MIoU分数为75.1%。结论 实验结果表明，优化后的网络能够有效提取图像特征信息，提高语义分割精度，同时降低模型复杂度。文中网络使用城市道路场景数据集进行测试，可以为今后的无人驾驶技术的应用提供参考，具有一定的实际意义。
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  柔印橡胶版和感光树脂版印刷性能对比实验

  郝发义, 许合强, 陈景华

  . 2022, (1): 195-201. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.025

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  目的 比较柔印感光树脂版和橡胶版的表面特性，分析影响版材油墨传输性能和图像再现的原因。方法 通过表面能、硬度和粗糙度来表征印版的表面特性，制作相同加网线数的2种版材;在相同的印刷条件下，通过分光光度计和显微镜分析2种版材的油墨转移和图文再现特性。结果 感光树脂版表面能比橡胶版高，但橡胶版表面粗糙度比感光树脂版大。从印刷效果来看，感光树脂版的油墨转移效果更好，实地油墨密度更高，而橡胶版的网点扩大程度更小。采用UV油墨印刷时，感光树脂版的印刷反差略高，而采用水性油墨印刷时，两者的印刷反差基本相同。此外，橡胶版比感光树脂版可实现更精确的线条和文字。结论 针对特定柔性版，可通过分析研究印版的表面特性，为印刷工艺合理选择版材。
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  基于机器视觉的压缩机滑片计数系统设计

  王一, 董光林, 马钲东, 龚肖杰, 杜岩

  . 2022, (1): 202-209. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.026

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  目的 对于人工进行压缩机滑片计数烦琐的问题，基于机器视觉技术和PLC设计一种对压缩机滑片自动计数的算法和装置。方法 采用工业相机及大功率LED灯设计视觉装置，并利用PLC作为流水线控制器，与视觉计算机通过TCP通信。基于图像处理技术设计自动计数算法，首先对相机采集的箱装滑片图像裁剪出感兴趣区域并进行滤波、直方图均衡化、形态学处理、自适应阈值分割来增强图像对比度;然后对图像空洞进行填充、较大的噪声斑块去除后使用thin算法对粘连紧密的滑片细化处理，通过水平投影法绘制直方图找出切割位置;最后进行连通域分析确定滑片数目，并设计用户界面显示计数结果和系统状态。结果 通过现场多次测试，整体系统运行流畅，不受外界光照影响，计数准确高效。在一天内不同时间段测试，平均每次计数时间为7.6 s，准确率达到99.83%。结论 投影法的应用解决了密集粘连的分割难题，该方法对环境适应性强，对滑片可稳定准确地进行自动计数，在滑片实际批量生产包装中具有明显应用优势。
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  类圆柱标签等效阶梯柱面展开方法

  刘千, 许敏, 徐首帅

  . 2022, (1): 210-218. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.027

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  目的 针对半径不等的类圆柱标签的全表面展开问题，提出类圆柱标签等效阶梯柱面展开方法。方法 提取4个视角下图像中的类圆柱标签最小外接矩形，根据提取结果建立位姿估计模型。基于微积分的化曲为直的思想，结合标签的位姿和各视角的轮廓，建立等效阶梯的类圆柱标签3D点云。利用双线性插值法对点云进行渲染，并通过NCC算法进行图像拼接，最终实现半径不等的类圆柱标签全表面展开。结果 类圆柱棋盘格标签仿真模型与某品牌口香糖标签全表面展开实验表明，文中提出的算法较传统算法具有较高的精度，针对1号模型，在x轴、y轴方向上的方差分别为1.37像素和0.58像素。结论 类圆柱标签等效阶梯柱面展开方法可以有效地实现类圆柱标签全表面展开，为后续的标签检测提供基础。
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  基于深度学习的软钢力学特性

  王正桓, 张超锋, 陆菁, 李伟力

  . 2022, (1): 219-227. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.028

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  目的 针对机械工程中软钢材料在大塑性拉伸载荷下力学特性分析的问题，提出一种基于深度学习的分析方法来预测其力学特性。方法 首先对软钢材料不同台阶角度展开拉伸实验，并将采集到的实验数据利用智能技术进行预测分析。实验模型设计为双层结构，第1层结构采用共享全连接层特征输入，第2层使用极端随机树和长短时记忆网络做联合深度训练，并对训练结果经过激活函数计算后统一输出。采用联合训练模型在实验测试集上能较好地反映出应变与应力的变化趋势、速度和数值关系。结果 实验结果显示，利用联合训练模型比单一ET和LSTM预测技术在拟合效果上分别提高了28.3%和63.5%。结论 利用新模型取得较好的预测效果，这为分析金属阻尼器大塑性拉伸载荷下软钢材料力学特性的分析提供了重要的参考。
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  自动旋转式喷涂机喷涂轨迹优化

  李三平, 杜佳宝, 杨春梅, 任长清, 张庆明, 侯玉宁

  . 2022, (1): 228-235. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.029

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  目的 实现包装生产线上的自动化高效涂装作业，建立待喷涂工件表面的漆膜厚度分布模型，优化喷涂轨迹，求解最佳的喷涂工件的进给速度和自动旋转式喷涂机的旋转速度，实现自动旋转式喷涂机的喷涂轨迹优化。方法 通过自动旋转式喷涂机进行喷涂试验，获得漆膜厚度数据，通过β分布模型表征试验数据，运用Matlab遗传算法工具箱拟合出β分布模型的关键参数。根据自动旋转式喷涂机喷涂过程，确定喷涂轨迹方程，在此基础上建立漆膜厚度搭接模型，通过NSGA-Ⅱ算法求解出最佳的进给速度和喷涂机的旋转速度。结果 根据NSGA-Ⅱ算法进行优化得出被喷涂工件的进给速度为428.849 mm/s，喷涂机的旋转速度为6.22 rad/s，工件的喷涂时间为6.995 s。结论 被喷涂表面的漆膜厚度模型能够准确地反映被喷涂工件表面的实际喷涂情况，能够对自动旋转式喷涂机的喷涂轨迹进行合理优化，为实现包装领域内的自动化涂装作业奠定了基础。
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  气密包装箱气体状态监测装置设计

  张自强, 吕秀梅, 张学伟, 侯冲, 吴云龙, 王建颖, 张庆宏

  . 2022, (1): 236-244. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.030

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  目的 为了实现气密包装箱内气体温度、湿度、压力、氮气浓度的实时监测。方法 研究传感器芯片板级集成技术及电信号气密传输技术，推导基于氧气传感器的氮气浓度采集算法，设计一套气体状态监测装置。结果 基于嵌入式处理器和.NET框架界面完成了监测装置的设计，在国家标准实验室进行了不同参数的校准测试，在置信概率氮气体积分数、温度、相对湿度、压力的测量不确定度分别为0.34%，0.2 ℃，1.3%，0.05 kPa。结论 该装置可实时采集气密包装箱内气体状态参数并在上位机界面实时、稳定显示，测量不确定度满足参数精度要求，与密封舱体匹配后12 d气密测试无压力泄漏。
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  基于场协同理论的冷藏展示柜内流体对流换热分析

  王亚臣, 刘竹丽, 梁帅

  . 2022, (1): 245-252. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.031

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  目的 研究冷藏柜内对流换热机理，增强冷藏柜内流体对流换热效果，提高冷气流冷却效率。方法 从冷藏柜出风口角度出发，建立数学模型，通过Ansys流体分析软件对冷藏柜内流场进行模拟仿真，应用场协同理论研究冷藏柜内流体流动及传热机理。结果 出风口角度在30°附近时冷藏柜内换热效率较高且温度分布较为均匀，此时商品壁面的存在改变了冷气流流动方向。在壁面增加半圆突起后，气流沿圆弧切线方向流动，改善了速度与温度梯度之间的协同程度，从速度场、温度场及其相互作用的角度增强了冷藏柜内的对流换热效果，整体换热效率提高了38.65%。结论 冷藏柜内流体流动及传热强化的根本在于流体的扰动，而出风口角度的改变和壁面凸起的存在加强了商品对流体的扰动，两者共同作用改变了冷藏柜内场的分布，进而提高了冷藏柜整体的冷藏效率，该研究可为冷藏柜的工厂化生产提供参考价值。
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  基于多触点定位和状态校验的虚拟装配技术

  吴学毅, 文德志

  . 2022, (1): 253-258. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.032

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  目的 提供一种具有通用性的虚拟装配零部件设计方法，能够实现多位置、多旋转状态判定的装配方式与灵活的装配序列规划。方法 首先使用多个定位触点进行碰撞检测来确定零件的位置和旋转状态，然后使用二进制整数作为零件状态码表达零件间的装配依赖关系，最后通过二进制运算表达式的校验算法限制零件状态码的取值决定零件是否可以装配，从而达到装配序列的约束规划。结果 在装配方式上使得所有零件具有通用的设计方案，针对特殊零件只需要设置特殊定位触点，在装配序列规划上实现了多种灵活的装配顺序设计，装配逻辑关系表达更加清晰。结论 通过多触点定位和状态校验可以实现具有很好通用性和扩展性的虚拟装配技术。
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  基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式

  孙俊军, 鄂玉萍, 田亚利

  . 2022, (1): 259-265. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.033

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  目的 解决目前绿色包装研究领域对绿色包装生态发展模式研究尚不充分，缺乏经过企业实践检验的绿色包装发展模式研究的现实问题。方法 以浙江大胜达包装股份有限公司为例，在企业中进行绿色包装管理创新并进行总结提炼。结果 构建了由“2个体系”和“4个关键环节”构成的基于产品全生命周期的纸包装绿色发展模式的整体架构，并在企业中进行了绿色包装管理创新实践。实施后企业年利润总额较实施前增长14.8%，万元产值综合能耗下降11.8%，废水排放量和固废排放量较实施前分别减少17.41%和24.11%，对环境生态和人体健康有害的氨、四氯乙烯的排放量则较项目开始之初分别减少了17.73%和25%。结论 提出了基于产品全生命周期的纸包装企业绿色生态发展模式，实施绿色包装管理创新之后，企业的经济效益和环境效益明显得到了大幅提升。
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  新型糖果包装机推糖机构设计

  叶军, 薛明瑞, 沈姗姗, 刘长生, 叶志超

  . 2022, (1): 266-271. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.034

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  目的 设计一种新型糖果包装机的推糖机构，更好地满足糖果包装过程中的工艺要求。方法 采用傅里叶非圆齿轮周转轮系实现糖果包装机推糖机构的工作轨迹，并建立傅里叶非圆齿周转轮系推糖机构的数学模型;根据糖果包装过程中具体的推糖工艺要求，采用Matlab语言编写该机构的辅助设计软件，并通过该软件选取满足要求的机构参数。结果 通过实例计算可知，傅里叶非圆齿轮周转轮系能够实现推糖机构的工作轨迹，具有直线推糖行程长度136.8 mm，且推杆在行程最左段能快速地退出。结论 傅里叶非圆齿轮周转轮系能够很好地实现推糖机构工作轨迹，完成糖果包装的工艺要求。
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  飞机典型橡胶材料长期封存性能变化规律

  封彤波, 夏洪花, 阎旭, 殷刘彦

  . 2022, (1): 272-277. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.035

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  目的 对某型飞机整机采用长期封存技术，通过开展典型橡胶材料在不同环境条件下的试验，达到在较短时间内预测飞机整机封存有效期限的目的。方法 模拟机场和封存小环境开展典型橡胶材料加速老化对比试验，揭示5080F丁腈橡胶在空气、浸油、低氧和浸油+低氧等4种介质条件，以及1140F天然橡胶在热空气中恒定热应力下压缩永久变形变化规律，建立封存期预测模型。结果 试验表明，丁腈橡胶在洞库封存条件下储存期在17年以上，天然橡胶在空气中的理论寿命至少为14年。结论 该试验结果与整装封存试验较为吻合。
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  重型装备空投用连通型气囊缓冲特性仿真

  李建阳, 李来委, 刘春生, 白云

  . 2022, (1): 278-284. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.036

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  目的 为了探究连通型气囊在重型装备空投缓冲时的着陆缓冲特性，对其进行有限元建模及仿真研究。方法 采用均压多腔室流动气囊模型理论建立装备-气囊系统有限元模型，通过显式非线性有限元方法模拟求解其跌落缓冲过程，并进行连通孔大小对缓冲特性的影响分析。结果 随着连通孔面积的增大，各气室之间的内压差距变小，最大偏差从13.2%逐渐变小至0，加速度峰值从7.130g逐渐变小直至6.925g，但是总体上加速度峰值变化不大。采用连通型气囊能够实现与非连通气囊基本相同的缓冲特性，对于重心偏前的装备而言，为了避免装备俯仰过度，连通孔的大小不宜设置过大。结论 该研究可为重型装备空投用连通型气囊的设计、改进提供理论基础和技术手段。