2022年, 第0卷, 第9期　
刊出日期：2022-05-16

  

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  改性聚酯涂层的制备及在食品包装材料中的应用

  王章薇, 宋鹏宇, 游波

  . 2022, (9): 1-10. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.001

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  目的 制备改性聚酯涂层，解决纯聚酯涂层与基材润湿性较差，导致涂层出现附着力差、缩孔等问题，获得综合性能优异的镀锡板食品包装用新型涂层材料。方法 以二元酸、二元醇为原料，通过缩合聚合方法合成聚酯树脂，用双酚F型环氧树脂化学改性聚酯树脂，制备环氧改性聚酯树脂，并用氨基硅烷作为固化剂构筑硅烷化环氧改性聚酯涂层。通过GPC、FTIR、TGA、OM、WCA、附着力等分析、考察硅烷化环氧改性聚酯树脂涂层与常规氨基树脂固化环氧改性聚酯涂层的性能差异。结果 通过性能对比发现，树脂与硅烷固化剂质量比为3∶1时，mEster 1.0和mEster 1.1涂层样品综合性能最佳，涂层在镀锡板基材表面润湿性好，缩孔等缺陷少，耐水煮性好，铅笔硬度为2H，丙酮擦拭50次后表面仍完好，分解温度在250 ℃以上。结论 硅烷化环氧改性聚酯树脂涂层中低表面自由能的Si−O−Si键对其性能提升有关键作用，该涂层可应用于镀锡板等金属基材食品包装保护材料。
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  导电油墨及其印刷技术的研究进展

  施彤, 邓巧云, 王海莹, 李大纲

  . 2022, (9): 11-21. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.002

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  目的 综述导电油墨及其印刷方式的研究进展，为开发价格低廉、性能稳定、导电性优良的导电油墨提供参考。方法 通过查阅文献归纳各类导电油墨的制备方式、印刷方式和应用领域，对导电油墨进行系统分类，比较各类导电油墨的性能和优缺点，并对其印刷技术进行分析，展望了导电油墨的发展前景。结果 目前关于导电油墨的研究集中在纳米银、纳米铜、石墨烯等导电填料的低温烧结油墨，主要采用丝网印刷、喷墨印刷等印刷方式，多用于制备传感器、柔性可穿戴设备等。未来的研究仍需关注如何低成本、低能耗、简单大量地制造导电油墨。结论 导电油墨的制备将与环境友好型的印刷方式相结合，向高导电性、高印刷适性发展，成为印刷电子领域的关键技术。
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  软封装锂电池铝塑膜成形性能研究进展

  陈伟, 雷中伟, 冯绍辉, 陈雨楠, 陈明和

  . 2022, (9): 22-30. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.003

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  目的 综述铝塑膜成形性能的影响因素和研究现状，为锂电池铝塑膜领域的科研，以及工程技术人员进行深入研究，提升产品性能提供参考。方法 首先介绍铝塑膜多层复合材料的结构、各层的作用，接着讨论冲压模具、冲压工艺以及基层材料的选择对铝塑膜成形性能的影响，并详细综述铝箔基层合金成分、微观组织和晶粒尺寸对铝箔性能的影响。结论 为了加快锂电池铝塑膜的国产化进程，未来需要加强铝塑膜对电解液耐久性的研究，同时进一步提升铝箔的成形性能，加强铝箔界面性质对铝塑复合性能和铝塑膜耐久性影响机理的研究，为增强下游用户对国产铝塑膜的信心提供理论支持。
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  辐照对常见塑料食品包装材料物理化学性能的影响

  赵胜男, 李佳怡, 杨青华, 林勤保

  . 2022, (9): 31-38. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.004

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  目的 辐照是食品行业中主要的消毒灭菌技术之一，通过系统综述国内外学者关于塑料食品包装材料辐照前后的变化，探究辐照技术对其物理化学性能的影响。方法 介绍食品辐照技术及其发展过程，重点分析辐照对常见塑料食品包装材料的辐解行为、迁移行为及物理性能的影响。结果 许多学者的研究都证明辐照会对塑料包装材料的光学、热学、力学性能及阻隔性等产生一定的影响，并导致降解产物的出现。结论 辐照对塑料食品包装材料的性能存在一定影响，需考虑材料辐照后在食品安全和物理性能方面的变化，且相关的法律法规尚有完善空间。
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  烟用印刷白卡纸“返黄”机制的研究

  朱红艳, 贾伟平, 孙鹏, 何攀, 刘文婷, 张一帆, 王磊

  . 2022, (9): 39-45. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.005

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  目的 烟用印刷白卡纸(烟卡)的“返黄”影响到卷烟包装外观的一致性，探索烟卡“返黄”的机理，达到解决这一现象的目的。方法 研究基于不同类型烟卡的老化实验，通过白度测定仪、傅里叶红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM-EDXA)和能谱(XPS)等方法定性和定量研究烟卡老化前后亮度、Lab值、化学成分和官能团的变化。结果 木质素是造成烟卡“返黄”的主要因素，“返黄”现象可通过羰基含量进行评价。结论 研究根据烟卡中羰基含量变化和碳元素存在形式阐明了烟卡“返黄”的机制，为解决烟卡“返黄”现象提供了有益的理论支持。
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  环保超疏水防潮瓦楞纸箱的制备及性能研究

  陈枫, 胡泽顺, 姚镇城, 李兰辉, 陈利科

  . 2022, (9): 46-50. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.006

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  目的 针对瓦楞纸箱易受潮而使其失去原有性能的问题，对其进行超疏水防潮改性，并研究改性方法对其性能的影响。方法 通过真空吸附涂布的方式，采用具有低表面能的硬脂酸与可构建表面粗糙度的纳米二氧化硅粒子结合，再引入聚二甲基硅氧烷增强涂层与纸板之间粘合力的方法制备超疏水防潮纸箱，对其进行润湿性和力学性能的表征。结果 改性后的纸板水接触角可达到150°以上，水分吸附率大幅降低，在此基础之上其边压强度未受到不良影响，且耐磨性能优良。结论 文中所述超疏水涂层的制备工艺简单，材料绿色环保，所得纸箱防潮性能、力学性能良好。
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  沙发坐垫丝瓜络填充料力学松弛特性研究

  陈碧琪, 关惠元

  . 2022, (9): 51-57. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.007

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  目的 针对丝瓜络这种天然植物纤维材料的松弛特性进行详尽的力学特性的研究，探究其应用于沙发坐垫弹性填充材料的潜力，以及实际应用的坍塌情况和支撑性能。方法 结合实际使用情景模拟人短暂间隔使用沙发和使用多年之后的情境，进行应变松弛与耐久性实验设计。结果 高密度丝瓜络压缩之后有一定弹性，有应用于坐垫弹性材料的可能。高密度丝瓜络回弹性能好，经过6 h基本可回弹至原高度水平;高密度的丝瓜络整体抗蠕变性能较好，压缩了20%的高密度丝瓜络蠕变程度最小。高密度丝瓜络在模拟长期反复加载卸载耐久性实验后，没有发生整体塌陷或形变。结论 进一步证明了丝瓜络具有成为沙发坐垫中海绵的生物质泡沫材料替代品的潜力。
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  不同蓄冷包装对蟠桃贮藏后货架期品质的影响

  宋方圆, 谢小燕, 郭慧静, 李自芹, 赵志永

  . 2022, (9): 58-64. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.008

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  目的 为筛选出适宜于蟠桃冷链物流的包装组合。方法 以英格尔蟠桃为实验材料，以常温处理和不加蓄冷剂处理为对照，采用不同包装(泡沫箱、周转箱)结合不同蓄冷剂(冰膜、冰袋)处理蟠桃，在0 ℃下预冷18 h，并实时监测包装箱内的温度，测定不同包装组贮藏24、48 h后货架期水果的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)、相对电导率、好果率等指标，通过比较箱体内温度和生理指标，确定最佳的蟠桃冷链物流包装。结果 研究结果表明，周转箱+冰袋组合对水果的蓄冷效果较好，在贮藏48 h后可维持货架期水果较高的POD活性、CAT活性，可有效抑制PPO活性、相对电导率的上升，对维持单果质量影响不大。结论 采用周转箱的蓄冷效果优于泡沫箱，冰袋蓄冷效果优于冰膜，周转箱+冰袋组合适宜于在蟠桃物流中使用，可根据路途距离改变冰袋的数量，实现水果的优质运输。
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  基于电学特性库尔勒香梨冲击损伤模型构建

  于世辉, 牛希跃, 唐玉荣, 兰海鹏, 刘扬, 张宏

  . 2022, (9): 65-73. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.009

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  目的 为了有效量化库尔勒香梨因冲击载荷造成的损伤，实现库尔勒香梨冲击损伤量化评价。 方法 以不同成熟度库尔勒香梨为实验材料，探究不同成熟度下冲击高度与香梨损伤程度的关系，构建冲击高度与香梨损伤程度模型，依据电学特性检测系统构建不同测试频率下电学参数并联等效电容(Cp)与冲击损伤程度的量化模型。结果 在同一冲击高度下，香梨损伤程度与成熟度成正比关系。当成熟度为H1—H5，冲击高度为30 cm，与瓦楞纸板进行冲击时，香梨表面未发现损伤。当冲击高度达到150 cm时，不同成熟度香梨表皮均已破损，不同成熟度香梨冲击高度与损伤程度量化模型决定系数R²为0.984 9~0.998 5，可有效量化评价不同成熟度香梨冲击高度与损伤程度的关系。在同一测试频率下，Cp值随着香梨损伤程度的增加而增大。随着测试频率的升高，电学参数Cp值逐渐减小，5种测试频率、不同成熟度下的量化模型决定系数R²的平均值由高到低为1 kHz、1 MHz、10 kHz、100 kHz、100 Hz。结论 在测试频率1 kHz下，所构建的电学参数Cp与冲击损伤面积的量化模型检测效果相对最优，能够有效量化评价香梨的损伤程度。该模型的构建为香梨冲击损伤鉴别提供了理论依据。
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  二氧化硫和二氧化氯组合处理对采后阳光玫瑰葡萄质地的影响

  集贤, 朱志强, 商佳胤, 张平, 李志文, 冯瑶

  . 2022, (9): 74-82. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.010

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  目的 通过对比不同采后保鲜处理对阳光玫瑰葡萄质地特性和贮藏期间软化酶活性的影响，得到保持葡萄质地较优的处理方式。方法 以阳光玫瑰葡萄为实验材料，采用二氧化硫(SO2)、二氧化氯(ClO2)2种保鲜剂及它们的组合对采后葡萄进行处理，利用质地剖面分析(TPA)方法研究不同处理组葡萄在贮藏期间果肉质地参数的变化规律，分析质地参数指标间的相关性，并探讨不同处理对葡萄软化酶活性的影响。结果 采用二氧化硫(SO2)结合二氧化氯(ClO2)处理对葡萄硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性和黏着性的保持均具有较好的效果。果肉硬度与咀嚼性、黏着性之间呈极显著正相关，与其他质构参数均呈显著负相关;果实弹性与凝聚性和回复性呈极显著正相关;果实凝聚性与回复性呈极显著正相关;果实咀嚼性与黏着性之间呈极显著正相关。组合处理可持续提高果实的果胶甲酯酶(PME)活性，二氧化硫处理和组合处理对抑制多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性有较好的效果，组合处理在贮藏前期就能抑制纤维素酶(Cx)活性的增高，且整体活性水平最低。结论 采用SO2与ClO2组合处理进行保鲜，可对贮藏期间阳光玫瑰葡萄质构参数的劣变具有较好的减缓作用，并与软化酶活性密切相关。
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  壳聚糖/花青素复合薄膜的制备及鱼肉新鲜度监测

  姚乐, 王诗意, 周斐, 郑为贤, 高宝善, 李中波, 郑家辉

  . 2022, (9): 83-91. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.011

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  目的 研发一种指示效果快速准确且无毒无害的指示薄膜，这种可视化食品新鲜度指示包装可以让消费者更加便利地观察食品的新鲜度情况。方法 以具有生物降解性能的壳聚糖为成膜基材，以甘油为增塑剂，通过添加不同质量分数的花青素天然色素粉末作为指示剂，基于流延法制备具有酸碱指示作用的复合薄膜。通过改变薄膜中花青素的质量分数来调控指示薄膜在不同pH溶液及酸碱气氛中的显色性能。结果 当花青素粉末的质量分数为0.3%时，薄膜在pH=1.68~12.45溶液中颜色的变化最为明显，颜色由粉红色变为棕黄色;在盐酸气氛中则呈现蓝紫色，在氨水气氛中呈现棕黄色。将制备的指示薄膜置于装有新鲜鱼肉的玻璃瓶中，根据鱼肉的腐烂变质情况，薄膜能很快地发生变色反应。结论 鱼肉释放的某种碱性物质会促使花青素分子结构发生变化，根据鱼肉的腐烂变质情况，薄膜能很快地发生变色反应，可以实现鱼肉新鲜度的实时可视化监测。
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  海水温度对金鲳鱼保活过程中应激和代谢的影响

  张坤, 周结倩, 范秀萍, 魏帅, 孙钦秀, 夏秋瑜, 刘书成

  . 2022, (9): 92-99. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.012

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  目的 低温休眠是鱼类保活运输中的关键技术之一，以金鲳鱼为对象，探讨海水温度对其保活过程中应激和代谢的影响，确定保活运输的重要温度参数。方法 对鱼体进行梯度降温使之休眠，在不同温度下进行保活，得出最佳保活温度，对保活过程中的各项指标进行测定。结果 在金鲳鱼保活过程中，鱼体代谢会使水体中氨氮总含量和pH值上升;金鲳鱼受低温胁迫会产生应激反应，血清的皮质醇含量上升，血糖含量下降，尿素氮和总胆固醇含量上升，乳酸脱氢酶活性稍有升高，谷草转氨酶活性显著升高，肌肉中糖原含量下降，乳酸含量上升;将金鲳鱼在(25±2)℃下暂养6 h后，梯度降温至13~14 ℃时金鲳鱼逐渐进入休眠状态，然后再移入15~17 ℃海水中进行保活;在15 ℃和17 ℃保活36 h存活率均为100%，保活48 h存活率分别为83%和75%。结论 海水温度对金鲳鱼保活过程中应激和代谢具有重要影响，且为金鲳鱼的有水保活运输提供了理论指导和关键温度参数。
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  温度对无铅腌制皮蛋凝胶特性的影响

  包欢欢, 王修俊, 沈畅萱, 何春霞, 李佳敏, 许九红

  . 2022, (9): 100-106. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.013

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  目的 研究腌制温度对皮蛋凝胶特性的影响机制，为无铅皮蛋的控温腌制技术提供理论基础。 方法 以皮蛋的无铅腌制工艺为基础，分析皮蛋凝胶形成过程中感官性状、蛋清游离碱度、质构特性、蛋白质维系结构的化学键等的变化情况。结果 当腌制温度在30 ℃以上时，皮蛋凝胶快速形成，但凝胶并不稳定，在后期皮蛋容易出现烂头和化汤等现象;当腌制温度为15~25 ℃时，与前面相反。当腌制温度为25 ℃及以上时，蛋清游离碱度快速升高，并在后期维持在3.03 g/kg，明显高于腌制温度为15 ℃和20 ℃时的2.20 g/kg。在凝胶强度指标上，腌制温度为15 ℃和20 ℃组皮蛋的弹性、硬度、内聚性均高于腌制温度25 ℃以上实验组。腌制温度15 ℃组皮蛋的蛋白质总巯基含量相对最低，而离子键和二硫键含量相对最高。结论 当腌制温度为15 ℃时，皮蛋内总巯基含量相对最小，转换的二硫键含量相对最高，能够促进离子键和二硫键等化学键的生成，使得皮蛋的凝胶强度较好，氢键和疏水相互作用基本不受温度或碱液的影响，因此对不同温度腌制皮蛋的凝胶结构产生的影响较小。
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  抗氧化型轻食千页豆腐的开发及其贮藏品质研究

  赵钜阳, 孙昕萌, 袁惠萍, 熊渟

  . 2022, (9): 107-114. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.014

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  目的 通过研究不同儿茶素添加量对轻食千页豆腐贮藏期间品质的影响，为开发轻食千页豆腐提供实验数据和理论基础。方法 对不同贮藏时间下(0、1、3、5、7 d)轻食千页豆腐的质构特性、色差、硫代巴比妥酸值(TBARS)、过氧化物值(POV)、感官品质进行测定，分析儿茶素添加量对轻食千页豆腐品质和抗氧化效果的影响。结果 随着贮藏时间的增加，轻食千页豆腐的硬度和咀嚼性均呈上升趋势，胶黏性和弹性呈下降趋势;L^*和a^*呈上升趋势，b^*值呈下降趋势;添加儿茶素能够减缓POV值和TBARS值的升高，根据理化指标和感官指标的实验结果可知，儿茶素添加量(质量分数)为0.03%时，产品具有较好的抗氧化效果，感官评分较高。结论 儿茶素的添加能有效提高轻食千页豆腐的贮藏期，使其贮藏品质得到一定改善。
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  胶态酶型时间温度指示器的制备研究

  孙若楠, 张敏, 夏斯璇, 钱静

  . 2022, (9): 115-121. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.015

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  目的 研究不同因素对明胶/海藻酸钠复合凝胶制备的影响，并利用甘油提高其保水性能，以方便开发凝胶在指示器领域的应用。方法 对不同配比下凝胶黏度、脱水率，破裂强度进行分析，同时利用热重、红外光谱以及差示热量扫描分析甘油对凝胶的保水性能影响。最后采用糖化酶-糊精对体系进行变色验证。结果 当海藻酸钠质量分数为3%，明胶质量分数为8%，氯化钙质量分数为3%时复合凝胶性能最好，破裂强度可达571 kPa。甘油最优质量分数为30%，可在温度为4 ℃、相对湿度为70%的环境下7 d保留76%的凝胶质量，并可以进行连续化制备。结论 富含甘油的明胶/海藻酸钠复合凝胶形态稳定，在糖化酶作用下可响应与温度、时间有关的颜色变化，证明了该凝胶可用于酶型时间-温度指示器。
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  纳米动物蛋白包埋技术研究进展

  李尽哲, 冯鑫, 黄雅琴

  . 2022, (9): 122-130. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.016

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  目的 为了进一步明晰纳米动物蛋白包埋技术未来的研究方向，为后来的研究者提供一些可供参考的思路和方法。方法 通过追踪国内外纳米动物蛋白包埋技术的研究趋势，概述纳米动物蛋白包埋技术涉及的基本原料、形成机理、研究方法和包埋效果。结论 为后续科研人员深入研究纳米动物蛋白包埋技术明晰了方向，为纳米动物蛋白包埋技术在新型包装材料、功能性食品、靶向药物和高档化妆品方面的开发利用奠定基础。
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  基于改进支持向量机的药品包装纸盒快速鉴别研究

  孙家政, 刘津彤, 张岚泽, 姜红, 曾文远, 段斌, 刘峰

  . 2022, (9): 131-137. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.017

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  目的 为实现在司法鉴定中对药品包装纸盒类检材的简单快速无损检验。方法 利用X射线荧光光谱法，以Rh做阳极靶，在电压为50 kV、电流为30 μA、功率为1.5 kW的条件下，对40组不同产地、不同厂家的药品包装纸盒样本进行检验。依据药品包装纸盒的化学元素组成对样本设置标签，建立蒙特卡洛算法(Monte Carlo Algorithm，MC)优化下的支持向量机(Support Vector Machine，SVM)分类模型，对惩罚因子进行仿真寻优，同时结合分治算法实现折半查找，使迭代过程具有自我学习能力，最终基于K-fold交叉验证，得到兼具拟合性和衍生性的惩罚因子组。结果 计算机模拟结果表明，当3组支持向量机惩罚因子设置为933、280、732时，MC-SVM模型可实现对100%的训练集的拟合以及90%的预测集的分类，Hinge Loss函数最低损失值为0.093 8。结论 此方法可为药品包装纸盒类物证的检验以及支持向量机的参数优化提供新思路。
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  新形势下高校《食品添加剂》课程思政教学改革研究

  蓝蔚青, 卢瑛, 包海蓉, 孙晓红, 谢晶

  . 2022, (9): 138-142. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.018

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  目的 为适应新时代中国特色社会主义对思政教育课程高水平发展与高素质人才的培养要求，极有必要以专业知识为载体，以课堂教学为媒介，开展课程思政教学改革研究。方法 在介绍课程思政建设背景的基础上，提出基于“三位一体”培养理念，开展集知识、能力、素质并进的知识–能力–素质(Knowledge-Ability-Quality，KAQ)思政育人培养模式。同时，结合凝练课程思政元素、党史故事融入课程教学，以问题为导向的启发式在线教学设计，丰富课堂授课与教学手段，改革课程考评体系等，并采用问卷调查结合学生访谈的形式改进教学方式。结果 92.0%的调查对象认为《食品添加剂》课程分值比例分配合理，并有96.8%受访者对教学模式表示赞同，可见教学改革已得到选课学生的普遍认可。结论 在《食品添加剂》课程教学过程中融入文化自信、求实创新、诚信与职业道德教育等案例内容，充分发挥课程思政对当代大学生的育人作用，实现专业教育与品德修养共同提高。
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  智能便携式低温生物转运箱的设计与实验研究

  赵子威, 杨诚, 方舒超, 刘宝林

  . 2022, (9): 143-149. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.019

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  目的 解决当前低温生物转运箱多采用蓄冷剂作为冷源，温度升高不可逆、易受外界环境影响等问题。方法 设计并搭建一台基于微型蒸汽压缩式制冷系统的智能便携式低温生物转运箱，对其进行降温和循环测试实验，并通过多项式拟合的方法提高数显温度的精确性与可靠性。结果 当设定温度为−20 ℃时，初次降温时间为2.9 h，单次循环时间为104 min，腔体内壁面与内中空环境传热温差在3 ℃左右，内环境温度变化较为稳定。结论 所设计的转运箱可以长时间保存生物材料，同时在包装运输过程中，实现对内部温度的实时监测、控制等远程交互功能。
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  基于割灌机的机械臂设计与分析

  王慧, 于昊楠, 张时雨, 任长清, 马岩, 曲文

  . 2022, (9): 150-156. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.020

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  目的 针对我国部分地区在林间复杂环境中清林割灌及后续运输加工包装难度大的问题，设计一款具有高效割灌清林能力的灌木收割装置。方法 对机械臂进行三维建模，利用ADAMS软件对机械臂进行动力学分析，并利用Ansys有限元软件进行静力分析和模态分析，得到机械臂的受力情况以及是否发生共振。根据得出的数据对机械臂的参数进行优化改进。结果 对机械臂进行静力学分析得出，机械臂最大的应力为109.25 MPa，最大的变形量为8.055 6 mm，机械臂产生的一阶最小频率为69.194 Hz。多变量的参数优化后得出最优参数值是中机械臂的长度为901.5 mm、臂厚为8.4 mm、铰接处的孔大小为52.2 mm、铰接处的厚度为7.22 mm。结论 文中对机械臂的结构进行设计以及仿真分析，验证了机械臂在作业时强度和刚度的合理性。得出优化改进后的机械臂设计满足稳定性要求，对整个机器的运动过程有着重要的意义。该机器可广泛应用于林业采集和包装运输行业。
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  棉秆自动捆包装置的设计与仿真

  朱金达, 杨晨虎, 牛虎利, 张嘉钰, 赵永衡

  . 2022, (9): 157-162. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.021

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  目的 针对目前棉秆的收集处理工作均由人工完成，存在劳动强度大、生产效率低、无法满足市场需求等问题，以常见的JX013棉秆为研究对象，设计一款棉秆自动捆包装置。方法 通过研究棉秆的各项参数，利用设计的预处理机构、压缩机构、捆包机构，来完成对棉秆的自动捆包工作，并利用UG对该装置进行建模、装配和仿真。结果 该装置可顺利完成棉秆预处理、压缩、打捆等一系列工作，最终将棉秆压制为方形草料包，压缩密度为65 kg/m³，打捆效率可达200捆/h，成捆率可达99%。结论 该机构结构合理，在保证成捆率的前提下，大大提高了棉秆打捆的工作效率，降低了工人的劳动强度。
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  经济型快递物流安检标记机器人设计与研究

  刘凯旋, 郑华栋, 陈鹿民, 贺振东, 吕善文, 霍亚奇, 崔良建

  . 2022, (9): 163-170. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.022

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  目的 为对物流传送带上通过安检机的快递包裹进行安全标记，以提高快递物流安检标记的工作效率。方法 分析目前企业存在快递物流安检标记困难的问题，设计标记机器人的机械结构和控制方案，该标记机器人工作于物流传送带上方，横向和纵向运动实现对快递包裹位置的追踪，竖直方向上的气缸带动末端标记结构实现对快递包裹的标记。根据对快递包裹竖直方向标记的方式，设计具有随动性的末端标记结构。利用ADAMS软件对结构进行运动学与动力学仿真分析。最后制作标记机器人物理样机，并搭建控制系统。结果 装置结构设计合理，保证了末端标记结构的可靠性和标记质量，机器人能够替代1～2人完成盖印工作，提高了盖印工作效率，准确率达到95%以上。结论 该标记机器人自动化程度高、造价低、实用性强，能够满足标记要求，给企业快递物流安检标记提供了一种可行的解决方案。
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  基于模糊神经网络的包装机械臂定位方法研究

  田勇, 李俊霞

  . 2022, (9): 171-175. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.023

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  目的 为提高包装机械臂的抓取精度，文中基于模糊神经网络设计一种包装机械臂定位方法。方法 将激光测距仪与工业相机融合，可实现目标点的初步定位并得到位姿偏差。以机械臂末端位置误差补偿为例，设计一种模糊神经网络控制器，可实现PID控制关键参数的在线调整以提高误差补偿精度。进一步地，采用果蝇优化算法实现神经网络控制器初始值的优化，可提高控制系统性能。最后，进行实验研究。结果 实验结果表明，机械臂定位算法可使最大绝对误差从7.704 9 mm下降到1.424 2 mm;平均绝对定位误差降低约82.5%;机械臂执行效率与对照组相当。结论 该定位方法可以大幅度提高包装机械臂定位精度，可满足包装、化工、食品等相关行业要求。
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  基于CRITIC赋权法的细支烟物理指标综合质量评价研究

  周沅桢, 和小娟, 王泽宇, 乔俊峰, 王永, 范兴, 祁林, 资文华

  . 2022, (9): 176-183. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.024

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  目的 为建立细支烟物理指标综合质量评价方法，以客观评价细支烟卷制过程中的质量稳定性。方法 以某细支卷烟质量、圆周、长度、吸阻和总通风率为基础，利用CRITIC赋权法计算各物理指标的客观权重，并结合其技术标准，计算出每支细支烟的综合得分以及各班组、机台生产细支烟的综合得分和过程绩效指数，建立细支烟物理指标综合质量评价方法。结果 基于CRITIC赋权法计算，细支烟质量、圆周、长度、吸阻和总通风率权重系数分别为0.152、0.147、0.243、0.182和0.276，合格烟支的综合得分≥60分，不合格烟支的综合得分＜60分，班组抽检烟支的综合得分与合格率呈线性正相关(R²=0.956 9)，客观地反映了细支烟主观扣分偏好和物理质量的整体水平。结论 基于CRITIC赋权法建立的细支烟物理指标综合质量评价方法，能客观评价班组和机台的卷烟卷制综合质量水平，及时发现细支烟卷接包装过程中存在的质量问题。
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  包装过程称量信号处理方法研究

  孟文晔

  . 2022, (9): 184-188. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.025

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  目的 为提高包装过程定量称量精度，结合卡尔曼滤波算法和模糊控制原理设计一种称量信号处理方法。方法 定量称量控制系统一般由触摸屏、控制器、称量传感器、变频器等电气设备组成。以传感器信号处理为主要研究对象，提出一种改进卡尔曼滤波算法。采用卡尔曼滤波器实现称量信号中随机噪声的处理。利用模糊控制器来实时监测卡尔曼滤波每次更新后实际方差和理论方差的差值。最后，进行实验研究。结果 实验结果表明，改进卡尔曼滤波的实际性能比较理想，滤波处理前，称量误差最大可以达到2.5%;经滤波处理后，最大称量误差只有0.26%。结论 所述信号处理方法可以有效地降低称量信号噪声，提高称量精度。
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  应用TRIZ理论解决旅行分装按压瓶二次密封渗漏问题

  王秀宇, 李昂, 王志刚

  . 2022, (9): 189-196. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.026

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  目的 为解决旅行分装按压瓶二次密封后，因运输环境、瓶体状态、气压变化等因素导致的瓶口出现渗漏的问题。方法 应用TRIZ理论，通过定义技术系统明确组件和作用对象，采用功能模型分析、因果分析等，得出渗漏的关键点和渗漏的原因;利用技术矛盾、物理矛盾、物场分析等工具，结合矛盾矩阵和空间分离法则找到对应的创新原理，筛选可用发明原理，得出不同的解决方案，最后优化并验证方案。结果 得到了新型防渗漏旅行分装按压瓶的创新设计结构。新型旅行分装按压瓶不仅提高了消费者的满意度，还降低了生产成本、简化了加工工艺，具有较强的实际生产意义。结论 新型防渗漏旅行分装按压瓶实现了简化工艺流程、提高内装物利用率、节省包装材料的要求。
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  基于FFST和Hessenberg分解的立体图像零水印算法

  韩绍程, 张鹏, 李鹏程

  . 2022, (9): 197-206. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.027

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  目的 为提高立体图像零水印方案抗几何攻击性能，提出一种基于快速有限剪切波变换(FFST)和Hessenberg分解的立体图像零水印算法。方法 首先分别对原始立体图像在YCbCr颜色空间下的左右视点亮度分量进行FFST，然后在得到的2个低频子带中，基于随机子块选择策略和Hessenberg联合分解来构造鲁棒特征矩阵，最后与预处理后的二值水印执行异或运算生成认证零水印。此外，零水印检测前先采用傅里叶-梅林变换方法对待认证的立体图像进行几何校正。结果 与相关算法相比，文中算法对常见非几何和几何攻击提取水印的平均NC值为0.984 1，表现出更优的抗攻击性能。结论 所提算法具有无损性和较强的安全性，可为立体图像版权保护提供可行的解决方案。
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  改进樽海鞘群优化K-means算法的图像分割

  李志杰, 王力, 张习恒

  . 2022, (9): 207-216. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.028

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  目的 针对樽海鞘群算法寻优精度低、易陷入到局部最优，以及K-means算法进行图像分割容易被初始聚类中心干扰等缺点，提出改进樽海鞘群优化K-means算法的图像分割。方法 首先利用Circle映射来对樽海鞘种群进行初始化;其次引入莱维飞行到领导者和追随者位置更新公式中，使得樽海鞘种群的多样性得到提高，克服算法陷入到局部最优。最后，对改进樽海鞘群算法先采用8个基准函数进行性能测试;再将改进樽海鞘群算法优化K-means进行图像分割。结果 改进算法在寻优精度、稳定性、收敛速度以及跳出局部最优的本领得到了提高。同时，改进樽海鞘群优化K-means算法进行图像分割，有效地提高了图像分割质量。结论 改进算法改善了原始樽海鞘群算法的寻优精度低、易陷入到局部最优的缺点，很好地优化了K-means算法对图像进行准确分割，在图像分割领域具有一定的参考意义。
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  基于YOLOv5的瓷砖表面缺陷检测

  王淑青, 顿伟超, 黄剑锋, 王年涛

  . 2022, (9): 217-224. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.029

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  目的 针对目前的瓷砖表面人工缺陷检测效率低的问题，提出一种基于深度学习YOLOv5算法实现对生产线瓷砖表面缺陷的检测。方法 首先对数据集进行切图分割与数据增强处理，再通过labelimg对数据集进行数据标注，然后将数据集送入到优化后的YOLOv5网络模型进行迭代训练，并将最优权重用于测试。结果 通过实验对比，YOLOv5模型的检测准确率高于Faster RCNN、SSD、YOLOv4这3种模型，其检测平均准确度高于96%，平均检测时间为14 ms。结论 表明该方法能够检测生产过程中的瓷砖缺陷问题，在瓷砖缺陷检测上有一定的先进性和实用性。
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  基于二值化灰度图像的大豆蛋白液喷雾相对雾化程度的研究

  龚国腾, 杨传民, 邢炯, 常淑英

  . 2022, (9): 225-230. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.030

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  目的 为了更直观的评估大豆蛋白液喷雾雾化程度，辅助筛选出有效扇形面积更大、缺陷更少的喷雾，有助于研究喷雾场的雾化均匀性，以期得到均匀一致的大豆蛋白膜。方法 选取合适的阈值后，对粒子图像速度场仪(Particle Image Velocimetry，PIV)拍摄的图像进行二值化处理，划定喷涂有效区域，利用二值化图像计算喷涂雾化场区域在喷涂有效区域内的点位数占比，将数值定义为相对雾化程度，改变稠度系数、喷涂参数，研究相对雾化程度的变化趋势。结果 低稠度系数的大豆蛋白液喷雾相对雾化程度受喷涂参数的影响较小，并保持在90%以上;中高稠度系数的大豆蛋白液喷雾相对雾化程度随着喷涂流量的增加而减小，随着液压、气压的增大有增大的趋势，随着气液比的增加先增大后减小。结论 基于二值化的PIV图像处理可以有效地辅助评估大豆蛋白液喷雾场的均匀性。
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  应用卷积神经网络的锂电池极片涂布缺陷分类

  鲁永帅, 唐英杰, 马鑫然, 刘爽

  . 2022, (9): 231-238. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.031

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  目的 针对锂电池极片涂布缺陷种类多，传统方法分类检测精度不高，以及人工依赖性强等问题，提出一种基于卷积神经网络的锂电池极片涂布缺陷自动分类算法。方法 首先对网络结构以及模型参数进行优化，接着在网络中加入跳跃连接结构，将空洞卷积提取到的多尺度特征与高层特征进行融合以获取更多缺陷特征，并采用LeakyReLU(Leaky Rectified Linear Unit)激活函数保留图像中的负值特征信息，最后通过构建的数据集训练模型，实现锂电池极片涂布缺陷的准确分类。结果 实验结果表明，当前方法识别准确率能够达到99.34%，平均检测时间为51 ms。结论 改进后的方法能够准确分类出锂电池极片18种涂布缺陷，满足工业生产中实时分类检测的要求。
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  基于视觉显著性和感知相似性的全参考图像质量评价方法

  王茜, 郑斌军, 孔玲君, 顾萍

  . 2022, (9): 239-248. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.032

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  目的 图像质量评价(IQA)旨在使用计算模型自动衡量和评价图像质量，以代替人类视觉系统的主观意见，并应用到相关实际问题中。方法 首先将参考图像与失真图像进行输入，使用视觉显著性模型计算图像局部相似度的特征映射，并在质量得分池化阶段作为加权函数，同时，针对视觉显著性图作为单一特征映射的不足，增加了梯度幅度，然后将图像进行颜色空间的转化提取颜色特征，最后分配相应的权重来计算图像相似度。结果 在4个大型数据集上的对比测试显示，在保持适度计算复杂度的同时，VSPSI相比其他有代表性的模型在预测精度上得到了一定的提升，特别是在TID2013数据集上的SROCC达到了0.905 5。结论 研究结果表明，VSPSI是一个性能优良的IQA方法，在不同数据集和不同失真类型中都有良好的表现，具有较强的鲁棒性，可胜任多类失真图像的客观质量评价，同时可通过优化视觉显著性模型进一步提升VSPSI的性能。
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  基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测研究

  周玮, 门耀华, 辛立刚

  . 2022, (9): 249-256. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.033

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  目的 针对传统喷码检测方法计算量大、字符区域定位不显著、识别准确率较低等不足，提出一种基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测方法。方法 以柔性包装袋上喷码图像为研究对象，以滤波抑噪、阈值处理等技术对图像进行预处理，运用YOLO-V3网络模型对字符区域进行定位，并采用阈值和非极大值抑制算法提高喷码区域定位的显著性，通过改进AlexNet网络结构、运用多特征融合运算等方法，获取更为丰富的图像卷积特征，实现字符串的整体识别，从而提高喷码缺陷识别的准确率。结果 将YOLO-V3联合改进AlexNet的检测方法与传统喷码检测方法进行对比，结果表明，所设计喷码缺陷检测方法的分类准确率达到99.39%。结论 基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测方法在模型计算量、字符区域定位显著性和字符识别准确率都有一定的优势，并有效解决了字符串整体识别的问题。
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  基于水性油墨的双重防伪二维码的设计与实现

  武军, 沈荣波, 陈俊忠, 刘时波, 杨伟栋, 沈海生, 魏华

  . 2022, (9): 257-263. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.034

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  目的 研制温变油墨和立体防伪变色油墨2种绿色环保的水性油墨，开发一种具有双重防伪功能的二维码，加强二维码的防伪功能。方法 研究不同感温变色粉用量对温变油墨色差和色度的影响。采用单因素试验考察发泡温度、发泡剂含量、PU树脂含量对立体防伪变色油墨发泡高度和耐摩擦性的影响。结果 感温变色粉的质量分数为20%时，温变油墨的颜色最接近二维码标准黑色。发泡剂质量分数为20%，发泡温度为120 ℃时，立体防伪变色油墨的发泡高度达到最佳值。承印物为白卡纸，PU树脂质量分数为3%时，立体防伪变色油墨的耐摩擦性最佳。承印物为金卡纸，PU树脂的质量分数为15%时，立体防伪变色油墨的耐摩擦性最佳。双层防伪二维码的上层图案(黑色二维码)在常温下可见，加热至70 ℃时消失，同时隐藏在下层的防伪标识显现出来，继续加热防伪标识逐渐呈现立体感，且在120 ℃时立体感达到最佳，整个过程颜色可逆，但立体感不可逆。结论 双重防伪二维码通过上层和下层图案在不同温度下交替显示和隐藏进行防伪，方便大众进行验证和确认，在不失趣味性的同时强化了防伪功能。
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  滚筒跳动对柔性版印刷质量的影响

  徐嘉妮, 袁英才, 李艳, 乔俊伟, 范振宇, 王轩, 顾天祺

  . 2022, (9): 264-269. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.035

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  目的 研究压印滚筒径向跳动对印刷压强与网点变形的影响，为降低柔性版印刷中网点扩大率、提高印品质量提供参考依据。方法 论文以柔性版印刷为例，运用接触力学基础理论分析压印滚筒与印版滚筒间接触状态，构建柔性版最大印刷压强分析模型。运用有限元分析方法，得出印刷压强与柔性版网点压缩变形关系，从而构建出压印滚筒跳动引起柔性版网点扩大率分析模型。通过实测得到柔性版印刷机压印滚筒径向跳动波形。结果 最大印刷压强的增加会增大网点顶端接触面积，使网点扩大率增大;压印滚筒的径向跳动改变了印刷过程中的实际合压量，造成印刷过程中最大印刷压强的波动，因而在柔性版印刷过程中需要严格控制合压量;在合压量为0.1 mm时，径向跳动量为−0.053 99～0.054 48 mm。对于加网线数为69线/厘米、50%网点的印版，网点扩大率在3.639%～9.526%波动。结论 压印滚筒径向跳动改变了滚筒间的实际合压量，引起印刷压强的变化，使网点产生不同的变形，从而严重影响印刷质量。
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  气相防锈热收缩包装技术应用于核电设备防锈

  姜锐, 谭振洲, 徐欣轶

  . 2022, (9): 270-274. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.036

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  目的 介绍气相防锈热收缩包装技术，并应用该技术解决大型核电金属设备在三年期封存过程中的锈蚀问题。方法 以气相防锈热收缩薄膜为核心的组合封存技术对大型核电设备进行三年期的封存防锈，并对气相防锈热收缩包装技术在现场应用的效果进行评价。结果 通过现场应用效果验证，采用气相防锈热收缩包装技术进行三年期组合封存的核电设备未发生锈蚀，核电金属设备表面与三年前无明显差别，光洁如新，防锈效果优异。结论 气相防锈热收缩包装技术是实现大型核电金属设备在库房内三年期封存防锈的一种有效方法，操作工艺简单、防锈材料易去除。
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  国防和军队现代化建设背景下军品智能包装的理论研究

  周代芳

  . 2022, (9): 275-280. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.09.037

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  目的 介绍军品智能包装的发展趋势和类型，为国防和军队现代化建设背景下军品智能包装的发展提出建议。方法 分析军品智能包装的防护多重性、标准统一性和封存长效性的发展趋势;阐述军品智能包装在储存包装和物流包装2种途径上的具体应用。结果 利用活性包装材料和现代信息技术，能够实现军品包装储存的智能化;利用物联网、大数据、人工智能、区块链等核心数字技术，能够实现军品包装物流的智能化。结论 加快了我军军品智能包装建设军民一体化、绿色生态化的发展道路。