2023年, 第0卷, 第3期　
刊出日期：2023-02-20

  

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  植物纤维基包装材料中纤维悬浮体流变行为研究

  赵西坡, 李培东, 熊金松, 吴灿阳, 林真, 彭少贤

  . 2023, (3): 1-7. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.001

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  目的 采用可再生的植物纤维机械搅拌制备植物纤维悬浮体系，探究纤维悬浮液的流变性影响因素和体系中纤维的分散与取向，为后续工业化产品的加工和运输设计奠定基础。方法 利用旋转流变仪测试纤维质量分数、长径比(纤维长度)、温度和水溶性高分子等各个因素对体系流变性能的影响。结果 纤维悬浮体系为非牛顿流体，表现剪切变稀现象。溶液的黏度随温度的变化经线性拟合符合Arrhenius方程。纤维质量分数、长径比(纤维长度)的提高均会增加体系表观黏度，促进纤维的分散及网络结构形成，而温度的提高，黏度会呈指数形式减小。加入水溶性高分子PVA和聚丙烯酰胺分散剂均会提高体系黏度，有助于纤维的分散;PVA醇解度越高，亲水基团越多，易与纤维产生更多氢键作用，形成纤维网络结构，有助于后续发泡结构控制，醇解度过高则易凝胶化。阳离子型CPAM有助于改善纤维表面负电荷，破坏纤维静电吸附，使得纤维分散更均匀。结论 纤维质量分数、长径比(纤维长度)、体系温度等因素会影响纤维悬浮液流变特性，水溶性PVA和分散剂聚丙烯酰胺的加入有助于纤维的分散，对工业化纤维浆料配比加工具有参考意义，同时体系的黏流特性有利于生产线浆料输送系统的设备设计。
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  生物基防腐技术的研究进展及其在木包装中的应用展望

  刘于莜, 王小燕, 云虹

  . 2023, (3): 8-15. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.002

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  目的 为满足木包装材料的使用要求和防疫要求，需将木材进行防腐处理，但传统的防腐处理方式易对环境和物品造成污染，存在安全隐患，生物基防腐技术可解决上述问题。方法 介绍当前木包装材料的使用现状，阐述国内外生物基防腐技术的研究进展，并分析和讨论木包装材料在使用中存在的问题。结果 生物基防腐技术是一种绿色、高效的木材防腐技术，目前已取得了一定的研究成果。结论 生物基防腐技术可以满足木包装材料在运输和存储中的各种需求，并且具有环保无毒的优点，因而具有非常广阔的开发和应用前景。
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  PE/木粉/MRP/Nano–MH共混材料的阻燃及热分解动力学研究

  赵伊漫, 郭玉花, 马舒慧, 杜学义, 刘晓橦, 杨应龙, 王烨, 杨雅婷

  . 2023, (3): 16-22. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.003

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  目的 研究微胶囊红磷(MRP)和纳米氢氧化镁(Nano–MH)协同阻燃木塑复合材料(WPC)的阻燃效果及阻燃机理。方法 以MRP为主阻燃剂，Nano–MH为协效阻燃剂，低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)和木粉为基础物质，采用二次造粒和注射成型法制备阻燃木塑材料(WPC/MRP/MH)。通过燃烧等级测定、极限氧指数(LOI)测定和热重谱图(TG)分析阻燃剂对复合材料阻燃性的影响，利用Flynne–Walle–Ozawa(FWO)方法研究WPC和WPC/MRP/MH的热分解行为，并采用Criado方法推断WPC/MRP/MH的反应机理。结果 复合材料MRP质量分数为12.5%时阻燃等级达到UL94 V–0级，LOI值高达28.3%;WPC/MRP/MH的tonset、tendset和tp均高于WPC，且在热分解后期FWO方法得到的表观活化能(Ea)逐渐增加，材料热稳定性明显提高;WPC/MRP/MH的反应机理函数为g(α)=[−ln(1−α)]^1/n、f(α)=n(1−α)[−ln(1−α)]^1/n，热分解机理为成核后增长。结论 MRP和Nano–MH复配有效提高了WPC的热稳定性，复合材料的阻燃性能得到显著提高。
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  纳米纤维素晶体增强补强聚乙烯醇薄膜性能研究现状

  李慧, 田家瑶, 庞姗姗, 龚国利

  . 2023, (3): 23-31. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.004

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  目的 综述近几年有关将纳米填料纳米纤维素晶体(CNC)作为增强补强剂，提高聚乙烯醇(PVA)薄膜的物理性能方面的研究，以期为PVA薄膜材料的进一步开发和应用提供参考。方法 通过对相关文献进行收集与整理，阐述PVA/CNC复合薄膜的应用现状，介绍CNC的形貌特性、化学改性及成膜方式对改善PVA/CNC薄膜物理性能的研究现状，综述CNC分散性、交联剂和成膜条件对提高PVA/CNC复合薄膜物理性能的影响。结论 通过增加CNC在PVA基体中的分散性，针对不同用途选择对应的成膜方式，这样可有效改善PVA薄膜的力学性能、阻隔性能和耐水性等，提高PVA薄膜的使用价值。
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  橡胶木吸湿/防霉防腐功能改良研究

  李元杰, 卢鹏耀, 云虹

  . 2023, (3): 32-38. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.005

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  目的 为了改善橡胶木吸湿导致的霉变、虫蛀和腐朽等问题，利用改性剂降低橡胶木的吸湿性能，显著改善防霉防腐性能。方法 分别用糠醇、马来酸酐和乙酸酐浸渍处理橡胶木，运用吸湿增重率、动态接触角分析、傅里叶红外光谱(FTIR)分析等方法研究橡胶木的吸湿性能变化;采用空气杂菌、白腐菌和褐腐菌考察其抗生物劣性。结果 药剂处理能不同程度地降低橡胶木的吸湿性能，糠醇和马来酸酐处理材的吸湿率可降低13.13%~67.18%，乙酸酐处理材的吸湿率先增加后下降。生物抗性结果显示，糠醇能显著提升橡胶木的防霉抑菌性，4 h处理材对白腐菌的抗性比素材的提升了45.92%，对褐腐菌的抗性提升了16.61%;马来酸酐和乙酸酐对微生物的生长也有一定抑制效果。结论 采用马来酸酐、糠醇和乙酸酐浸渍橡胶木降低了游离羟基含量，从而降低了橡胶木吸湿性能，显著改善了防霉防腐性，且糠醇浸渍处理4 h的橡胶木可获得最佳的生物抗性。
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  静电纺丝控释材料的最新研究进展

  刘芮铭, 张金珊, 田强运, 林謦怡, 张正健

  . 2023, (3): 39-51. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.006

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  目的 综述静电纺丝的发展和原理，控释材料和控释体系，以及静电纺丝控释材料(Electrospinning controlled-release material，ECM)在药物缓释和抗菌方面的应用，旨在为ECM的相关研究提供理论参考和研究思路。方法 通过对国内外研究成果的分析和总结，介绍ECM通过环境pH调节、羧基修饰纳米纤维、光响应、纳米纤维膜厚度、纤维表面孔隙等因素进行控制释放的应用。结果 分析表明，ECM可以应用于药物缓释和抗菌方面，可以实现药物在特定条件下的响应和释放，让药物有合适的释放周期。此外，还可以对各类抗菌剂实现控释，达到长效杀菌、延长货架期的目的。结论 研究ECM(药物缓释用)，能够实现药物的可控释放，保证药效的持久性，提升治疗效果。研究ECM(缓释抗菌用)可以获得更长效的抗菌效果，提高食品和药品的卫生安全性。ECM在药物缓释和抗菌方面具有很大的发展前景。
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  不同发泡倍率聚乙烯醇基缓冲包装材料性能

  黄欣洁, 郭红革, 王冬梅

  . 2023, (3): 52-60. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.007

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  目的 探究聚乙烯醇(PVA)基发泡材料的缓冲包装性能，为PVA基发泡材料应用于易渗出水溶性液体的产品包装提供一定的理论依据和实践经验。方法 采用化学发泡法制备不同发泡倍率的PVA基发泡材料，研究其微观结构、吸水性能和不同条件下的缓冲性能。结果 不同发泡倍率下，5种密度PVA基发泡材料均具有良好的吸水性和保水性，且吸水率越高，保水性越差。在干燥状态下，材料的质地较硬，且其缓冲性能随着发泡倍率的增大而减小，材料吸水后变得柔软且富有弹性，当吸水率达到58.0%后，材料的缓冲性能则急剧下降。结论 经综合比较，密度为0.146 g/cm³ 的PVA基发泡材料具有良好的吸水性能、保水性能和缓冲性能，在材料的吸水率低于58.0%时，可满足易渗液体容器的锁水和缓冲包装需求。
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  PBAT/PLA共混体系反应性增容机理研究进展

  史向阳, 夏学莲, 赵海鹏, 周鹏飞, 张越新, 马一超, 李东伟, 刘嘉旋

  . 2023, (3): 61-72. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.008

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  目的 综述聚对苯二甲酸−己二酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混体系反应性增容机理的研究进展。方法 通过归纳PBAT/PLA体系的4类反应性增容机理，即催化酯交换反应，引发支化和交联反应，端羟基与酸酐反应，端羧基与氨基反应。比较各类反应性增容方式的优缺点，展望PBAT/PLA体系反应性增容的发展前景。结果 采用多种反应性增容方式可有效提高相容性，但其增容机理各不相同。酯交换催化剂可催化PBAT与PLA发生酯交换反应，生成PBAT−PLA共聚物，达到增容的目的。过氧化物可分解为活性自由基，引发生成PBAT−PLA共聚物。含有二酸酐基团或多氨基的增容剂，可分别与聚酯的端羟基、端羧基反应生成PBAT−PLA共聚酯。结论 这些增容剂与聚酯的端基发生反应，在一定程度上抵消了热降解造成的分子量降低。在过量添加带有多个活性官能团的增容剂时，还可能发生支化、交联反应。在反应性增容过程中，还伴随着热老化、水解、酯化、酯交换等不可控反应的发生。
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  静态顶空–气相色谱质谱联用结合感官评价分析3种胶黏剂中的气味物质

  景波, 杨青华, 林勤保

  . 2023, (3): 73-79. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.009

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  目的 探究纸包装材料用胶黏剂中挥发性气味物质及其影响。方法 选择10名感官评价员对3种胶黏剂样品的气味强度进行嗅辨分析，使用顶空–气相色谱质谱法(Headspace-Gas Chromatography-Mass Spectrometry, HS-GC-MS)采集挥发性化合物数据，利用MS–DIAL软件解卷积、NIST质谱库和保留指数实现对物质的定性分析，计算各化合物的相对峰面积含量和相对气味活性值(Relative Odour Activity Value, ROAV)，用于确定样品气味特征的关键贡献物质及其影响。结果 3种胶黏剂样品的感官影响差异明显，样品中共检测出45种挥发性物质，以酯类、醇类、酮类和芳香烃等化合物为主，其中可筛选出8种对胶黏剂的气味特征贡献最大的关键气味物质，包括丙酸丁酯、乙酸丁酯、3–甲基–4–庚酮、乙苯等。结论 胶黏剂的气味主要与使用的复杂化学成分有关，其生产加工过程应当引起高度关注。
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  药用胶塞常用抗氧剂及可提取硫含量测定方法

  成婕, 张罗红, 江燕, 邱怡婷, 任锟

  . 2023, (3): 80-86. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.010

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  目的 建立一种高效液相色谱法，以同时检测药用胶塞中多种抗氧剂和可提取硫。方法 采用二氯甲烷作为提取溶剂，微波萃取药用胶塞中的目标化合物，用高效液相色谱法测定目标物的含量。色谱柱为Waters Symmetry RP 18，流动相为乙腈\甲醇\水，梯度洗脱，检测波长为277 nm。结果 该方法能高效地分离目标化合物，各化合物分离度良好。在0.2~20 μg/mL内线性良好，相关系数r≥0.999 3，检测限为0.03~0.09 μg/mL，回收率为86.73%～108.91%，相对标准偏差RSD为0.47%～5.68%。通过该种方法测定不同厂家不同批次药用胶塞，结果检出了抗氧剂BHT及其降解物BHT–CHO、BHT–Q，抗氧剂1076和1010及其降解物1310，以及可提取硫。结论 文中建立的高效液相方法准确、简便、灵敏度较高，能够高效快速地测定药用胶塞中常用抗氧剂及其降解产物与可提取硫的含量。
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  口服固体制剂常用包装材料及容器的研究进展

  王伯阳, 王敏, 储藏, 赵彦忠

  . 2023, (3): 87-95. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.011

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  目的 为不同口服固体制剂准确选用合适包装容器提供理论参考和现实依据。方法 从口服固体制剂常用包装容器的原材料和辅料特性入手，通过解析不同包装容器的技术要求，介绍国内药品包材审评制度和现阶段国家药监局药品审评中心药用包装材料登记数据，对口服固体制剂不同包装容器的特点和使用进展进行综述。结果 对剂量要求精准、单日服用剂量较小的制剂宜选用单剂量独立包装的泡罩包装;对需长期用药、单日服用剂量较大的药物宜选用塑料瓶包装;颗粒剂和散剂多选用复合膜、袋包装;包装规格较大但不宜用塑料瓶包装的芳香性、油脂性、挥发性及易氧化药物，可选用玻璃瓶包装。结论 药品生产企业在选择药品包装时，应结合包装原材料物化性质、与承装药品相容性、力学性能、装量范围、携带使用方便性和价格成本等多方面因素，综合考虑选择合适的包装容器，以保证药品质量稳定和安全有效。
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  超高压处理预调理猪肉馅工艺优化及贮藏品质变化

  张根生, 王军茹, 刘志彬, 李月明, 丁一丹, 潘雷

  . 2023, (3): 96-105. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.012

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  目的 采用超高压处理预调理猪肉馅，以减少其初始微生物数量，延长其货架期。方法 以真空包装预调理猪肉馅为原料，分析肉馅经不同时间和压力的超高压处理后于4 ℃下贮藏12 h内的菌落总数变化情况。采用响应面试验优化超高压处理的工艺条件，分析最佳超高压处理工艺条件下真空包装预调理猪肉馅贮藏期间的品质变化情况。结果 得到了常温下超高压处理的最优参数，作用压力为207 MPa，作用时间为15 min。在该超高压处理条件下真空包装预调理猪肉馅的菌落总数、TVB−N值、TBARS值、pH 值较未经超高压处理组的上升速率慢，且色差、质构劣化程度低。结论 采用超高压处理可使真空包装预调理猪肉馅在4 ℃条件下的货架期达到14 d。
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  复合新型保鲜膜的制备及对低温草鱼质量的影响

  杨攀平, 仲梦园, 徐进, 徐江南, 陈飞, 朱少辉, 赵立, 卢河东

  . 2023, (3): 106-113. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.013

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  目的 开发一种具有优良理化性能和保鲜效果的新型生物保鲜膜。方法 以普鲁兰多糖和魔芋胶为基材，通过添加不同浓度的鱼胶原蛋白制备新型复合生物保鲜膜，结合其水溶性、透光性和质构性等指标，研究鱼胶原蛋白对复合膜物理性能的影响，并以TVB−N值、pH值、细菌总数和丙二醛含量及汁液流失率为指标，探讨在低温下复合生物膜对草鱼的保鲜效果。结果 鱼胶原蛋白能改善多糖保鲜膜的理化性能，且在其质量分数为3%时的性能最佳;将经不同涂膜处理的草鱼置于4 ℃下储藏12 d，结果表明，采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白涂膜处理可延缓鱼肉的腐败、肉制品中食源性病原菌的滋生及挥发性盐基氮的生成，有效延缓了脂质和蛋白质的氧化变质进程。结论 采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白能改善多糖基生物保鲜膜的物理性能和生物性能，显著保持其质构性能，可将草鱼的货架期从4 d延长至9~10 d，该新型复合保鲜膜具有良好的应用价值和开发前景。
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  电商包装方式对水蜜桃运输缓冲防震及货架品质的影响

  程赤云, 梁欣, 石伟伟, 向胡兵, 阎瑞香, 姚刚

  . 2023, (3): 114-121. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.014

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  目的 研究常规电商包装中不同缓冲材料和包装量对水蜜桃在跌落、随机振动条件下的损伤防护及货架品质的影响。方法 以“华玉”水蜜桃为试材，分别采用瓦楞纸隔板+单盒包装、聚乙烯发泡棉(EPE)内衬+单盒包装、瓦楞纸隔板+两盒包装及EPE内衬+两盒包装等4种形式包装后，依据ISTA 3A标准开展模拟公路运输实验，分析水蜜桃货架期品质变化。结果 瓦楞纸隔板+两盒包装在面跌落时的加速度仅为90.306 m/s²，缓冲性能比单盒包装更好，但其在随机振动中响应较大，而EPE内衬+单盒包装处理受随机振动影响最小，一阶共振响应和二阶共振响应分别为0.012 2 g²/Hz和0.014 3 g²/Hz。模拟运输后在常温货架条件下，瓦楞纸隔板+两盒包装的水蜜桃在货架期内始终保持较低的呼吸强度和乙烯释放量，维持较好的外观品质。相较于单盒包装，两盒包装对维持水蜜桃质地、可溶性固形物、总酸含量及外观品质具有积极作用。结论 综合来看，以瓦楞纸隔板为缓冲材料，两盒包装更有利于水蜜桃电商物流运输中的震动防护，并能较好地保持货架品质，为适宜水蜜桃的电商物流包装方式。
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  荧光照射下PET阻隔瓶对杀菌乳风味的保护研究

  付翠霞, 陈彩锐, 程晓双, 张月恩, 董振玲, 张丽梅

  . 2023, (3): 122-130. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.015

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  目的 研究分析添加质量分数为8%的阻光色油的PET瓶(简称阻光8% PET瓶)包装对杀菌乳风味物质组成和含量的影响，为杀菌乳保质期的延长提供数据支撑。方法 模拟超市货架光照情况，以纯PET瓶和阻光8% PET瓶包装做对比，分析不同贮存期杀菌乳感官风味指标变化及特征风味物质组成及含量变化。结果 相对纯PET瓶杀菌乳，阻光8% PET瓶杀菌乳，光照3、7 d后两样品关键感官特性指标(奶香气、奶腥味、异味强度)及整体喜好度平均值均表现出显著性差异(P＜0.05)，阻光8% PET瓶杀菌乳的奶香气、整体喜好度评价均优于纯PET瓶杀菌乳的，奶腥味、异味强度均低于纯PET瓶杀菌乳的。经特征风味化合物分析，醛类化合物对杀菌乳异常风味贡献最大，酸类、酮类、醇类物质贡献较小。结论 阻光8% PET瓶包装能有效延缓光照31 d贮存期杀菌乳产品醛类物质的种类和含量的迅速增加，能一定程度减少部分酸类、酮类、醇类物质的增加，从而减少异常风味，提高产品的喜好度，可一定程度延长杀菌乳的货架期。
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  激光切割高精度Z轴调高随动控制系统设计

  西大驰, 李中凯, 张志峰, 洪兆溪

  . 2023, (3): 131-138. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.016

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  目的 设计一种基于STM32主控制器芯片与FPGA从控制器芯片的激光切割高精度Z轴调高随动控制系统。方法 介绍该控制系统的工作原理、硬件设计、软件设计以及微电容测量电路的仿真实验。同时，针对系统随动过程中存在干扰的现象，提出基于滑动平均值滤波算法的改进滤波算法。结果 经过上机切割测试验证，该随动控制系统动态跟随精度为0.01 mm，最大跟随速度为500 mm/s。结论 该随动控制系统能够使激光切割机床实现高速高精度的切割。
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  基于超螺旋滑模扰动观测器的永磁同步电机无传感器抗干扰控制策略研究

  韩琨, 张长征, 袁雷

  . 2023, (3): 139-147. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.017

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  目的 提高包装行业中自动化设备的工作精准度，优化传统永磁同步电机无传感器控制系统的稳定性，提高电机遭遇内外扰动后的系统鲁棒性和抗扰动性能。方法 引入超螺旋滑模算法，设计一种超螺旋滑模MRAS观测器来提高系统的稳定性，同时利用滑模扰动观测器对电机良好的动态进行性能追踪，利用超螺旋滑模算法对其进行性能优化，提出超螺旋滑模MRAS观测器和超螺旋滑模扰动观测器对永磁同步电机复合控制的策略。结果 该方案有效降低了电机遭遇扰动时转速估计误差，误差在0.8 r/min附近波动，明显提高了电机控制系统遭遇干扰后的响应速度。结论 在MATLAB/SIMULINK中进行实验仿真，结果表明所提控制策略提高了系统的鲁棒性和追踪精度，加强了系统的抗干扰能力。
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  基于YOLOV4的工件表面质量在线检测方法研究

  陈启鹏, 熊巧巧, 黄海松, 袁庆霓, 李宜汀

  . 2023, (3): 148-156. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.018

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  目的 提升自动化产线上工件表面微小缺陷的检测精度和检测速度。方法 首先，在预处理阶段提出采用CutMix的数据增强方法，增加训练样本的多样性，提高模型的鲁棒性和泛化能力，避免训练模型产生过拟合;使用K–means++聚类算法生成边界候选框，以适应不同尺寸的缺陷，并较早地筛选出更精细的特征。其次，借助CSP Darknet53网络及SPP模块提取输入原始图像的特征，通过训练获得针对工件表面质量的在线检测模型，提升YOLOV4缺陷位置检测及识别的精度。结果 实验结果表明，文中所提出的基于YOLOV4的工件表面质量在线监测方法的预测精度达到97.5%，检测速度达到32.8 帧/s，均优于同类的深度学习算法。以贵州某航空工业产品的自动化产线作为实验平台验证了所提方法的可行性和有效性。结论 该方法具备结构简单清晰、自适应性强等优点，检测精度和速度均满足工业场景需求，可以将其用于产品表面质量的在线检测。
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  基于多特征匹配的液晶屏字符缺陷检测

  陈昕, 黄德军, 方成刚, 李帅康

  . 2023, (3): 157-163. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.019

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  目的 为了实现电动滑板车包装前液晶屏字符检测高效、高精度的目标，以及为了解决液晶屏字符中Led段码字体难以精确分割、匹配算法复杂等问题。方法 通过Hough直线检测实现字符区域的位置校正，投影法实现分割字符区域，形态学处理、连通域分析实现各字符的提取，采用BP神经网络模型对字符进行识别，最后通过改进的几何特征检测字符缺线、漏线，灰度特征检测字符亮度不均匀。结果 液晶屏字符实验结果表明，每个字符平均识别时间为0.16 s，每个屏幕平均识别时间为0.6 s，液晶屏字符缺陷加权识别率为96%。结论 该算法具有较高的可靠性、效率、识别率，解决了液晶屏字符在几何、亮度缺陷下高效、高精度检测实际工程的问题，为同类产品的检测提供了算法经验。
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  基于机器视觉的金属丝网缺陷识别方法

  陈东亮, 师素双, 房立庆, 蔡猛, 师占群

  . 2023, (3): 164-171. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.020

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  目的 提升金属丝网的检测效率与检测精度。方法 提出一种应用于金属丝网表面缺陷识别的EfficientNetV2改进网络，首先更改了网络的骨干结构，在特征提取模块前后分别引入通道拆分与通道转换等操作，以增大网络容量，提高特征利用率;其次重新设计网络的分类器，通过对提取的高级语义信息进行逐层分步压缩，以减小特征损失，提高分类精度;最后搭建图像采集系统，构造金属丝网缺陷数据集。结果 实验结果表明，文中改进的网络模型在数据集上的准确率、精确度和特异度分别达到99.43%、99.42%和99.88%，图像识别耗时为27.5 ms，增强了缺陷识别效果。结论 该方法具有较高的准确率，在金属丝网缺陷检测上具有较好的实用性，也可为其他类似产品的缺陷检测提供参考。
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  面向固定条盒自动装填设备协同设计的任务规划研究

  王北海, 吴云迪, 姚成汉

  . 2023, (3): 172-178. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.021

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  目的 解决固定条盒自动装填设备的复杂机械设计中，多人协同设计的作业效率问题。方法 采用基于模糊设计结构矩阵(FDSM)的任务规划方法进行任务规划，根据机械设计关联尺度将整体设计任务进行分解，将各设计任务间的耦合关系度量化并构建模糊设计结构矩阵，经过行列变换和分区算法解耦，得出规划后的协同设计任务顺序和分配。结果 通过G–value值验证，优化前后矩阵紧密性程度降低了24.95%了，有效降低了多人协同的相互制约。结论 基于模糊设计结构矩阵(FDSM)的任务规划方法能有效提高固定条盒自动装填设备多人协同设计的工作效率。
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  青饲机青贮块间歇型自动撑袋机构的设计与优化

  郑占贺, 王莹, 任文营, 郑绍成

  . 2023, (3): 179-186. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.022

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  目的 为青饲机青贮块成型后的套袋装置中的撑袋结构设计一款基于连杆开槽的偏置曲柄滑块与双滑块组合的间歇型机构，以实现可停歇的撑袋功能，并具有急回特性，提高工作效率。方法 分析人工撑袋过程，进行撑袋机构的设计，推导该机构的停歇时间与连杆滑槽长度的数学关系式，通过Matlab优化偏置曲柄滑块的杆长参数，并利用Solidworks进行建模仿真，模拟撑袋机构的运行，对比分析3种不同行程速比系数下撑袋机构杆长参数与各自运动特点。结果 从3组数据中选取1组相对合适的参数进行公式验证，得出撑袋机构具有停歇功能和急回特性，仿真结果与解析公式计算结果一致。结论 撑袋机构设计合理，满足工艺要求，为青贮块的自动化装袋提供了可行方案。
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  基于MATLAB的机械臂运动学分析和轨迹规划

  马艳艳, 曾台英, 江海林

  . 2023, (3): 187-193. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.023

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  目的 研究包装机械臂运动学和轨迹规划，以实现机器臂的平稳运行和精确控制。方法 以六自由度包装机械臂模型为研究对象，采用改进的D–H参数法建立坐标系，推导运动学方程，运用MATLAB搭建机械臂模型并进行正逆运动学仿真，以验证模型的正确性。其次，采用五次多项式插值算法对机械臂关节空间进行轨迹规划。最后，针对包装作业中待包装产品的定点抓取搬运任务进行轨迹规划和仿真。结果 搭建的机械臂模型正确，五次多项式插值法轨迹优化效果好，可保证各关节角度、速度和加速度曲线光滑连续;计算出抓取搬运任务中各关节的关节量，并得到了末端执行器运动轨迹曲线。结论 机械臂能以预期的运动精度完成抓取搬运的动作，为进一步探究机械臂的运动控制和实际应用奠定了基础。
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  蓄电池塑料箱自动缠膜包装机设计

  牛虎利, 杨佳俊, 张嘉钰, 段天丰, 吴朋

  . 2023, (3): 194-199. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.024

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  目的 针对蓄电池外壳塑料箱贮存、物流运输过程中出现的粉尘污染、破损等问题，在注塑成型后，需经覆膜处理。由于蓄电池外壳较薄，热缩工艺防护手段变形严重，对产品质量产生较大影响，迫切需要设计一种高效、便捷的蓄电池外壳防护包装工艺。方法 依据功能模块化设计理念提出托盘式塑料箱缠膜的解决方法，针对缠膜包装制定了集整形、缠膜、物料输送为一体的塑料箱自动缠膜工艺和各功能模块机械系统设计，并通过数字化手段验证工艺的合理性。结果 该设备实现了对多种规格的蓄电池外壳塑料箱的整形、缠膜、物料输送一体化生产，效率达到42 s/件，相较于人工方式的效率提升了1.4倍。结论 该设备结构合理，在保证缠膜包装质量的前提下，提高了缠膜包装效率，推动了企业自动化进程，为塑料箱自动缠膜包装提供了解决方案。
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  柔性生物质颗粒的流体动力学行为研究综述

  苏杰, 李小平, 李俊锋, 周长江

  . 2023, (3): 200-209. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.025

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  目的 分析柔性生物质颗粒的应用背景，提出生物质的清洁度与取向分布是影响产品包装质量的2个关键因素。方法 从多相流的数值模拟方法、柔性颗粒建模理论、曳力模型适用性等角度总结国内外生物质流化研究成果。重点阐述本课题组在生物质表征、生物质分离与取向调控方面提出的解决方案。结果 机器视觉适用于生物质物理与力学性能的测量，多倾斜曲面通道可用于混合颗粒的有效分离，楔形通道的流场速度梯度能够加速非球形颗粒的取向调整。结论 概括了柔性生物质颗粒流化模拟中存在的主要问题，提出了未来的研究计划。
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  陶瓷涂覆包装材料对烟支防潮保润的影响研究

  杨继, 田然, 李辉, 唐石云, 朱瑞芝, 李振杰, 杨玺, 尹志豇

  . 2023, (3): 210-216. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.026

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  目的 研究不同材质包装烟盒对烟支含水率变化的影响。方法 对不同类型的包装纸进行定量、厚度、水蒸气透过率的测定，并用扫描电镜分析其微观形貌。将涂陶白卡纸，涂陶介质纸与普通包装成品卷烟拆包后置于自然环境、常温干燥环境、常温潮湿环境中，测定烟支含水率的变化，并对烟支中水溶性糖与关键化学成分的含量进行分析，对3种包装的烟支进行评吸。结果 3种包装纸的定量、厚度差别不大，在常温干燥与常温潮湿的环境下，涂陶介质包装盒展现出更好的防潮保润效果以及更高的感官评吸分值。结论 包装材料对烟支的含水率及综合感官有直接影响，本研究中的涂陶介质纸具有较好的防潮保润效果，在烟草包装领域具有推广价值。
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  烟盒多层包装对水分阻隔影响研究

  楼佳颖, 张乾, 张玮, 华青, 吴达, 费婷, 陆捷

  . 2023, (3): 217-223. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.027

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  目的 卷烟包装的阻隔性能是卷烟产品品质稳定性的关键影响因素，研究干燥环境中卷烟多层包装对水分阻隔的作用。方法 利用自主研发测试系统——动态水分分析气候箱，考察不同盒包在特定温湿度条件下水分扩散过程，计算水分扩散通量，并对包装阻湿性能进行量化表征。结果 建立的烟盒多层包装水分阻隔性能评价方法可准确量化表征包装的阻湿性能。低湿条件下，水分从烟盒包装各层空隙及材料的透过量各有差异，对于Bopp膜，60%以上的水分主要从材料扩散，对于不同商标纸和内衬纸，水分从材料及空隙扩散的分配比不同。对于整体包装水分阻隔性能，三层材料中Bopp膜对烟支水分稳定性作用的占比达90%以上，硬包优于软包。准确预测了烟支在不同盒包中水分的散失速率，低湿条件下，硬包卷烟的水分散失速率明显低于软盒卷烟的。结语 文中建立了多层烟盒包装阻湿性测试及评价方法，量化表征了卷烟盒包各包装层及不同部位对水分的阻隔作用，明晰了烟盒包装中影响卷烟水分稳定性的重要因素。
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  三维多孔碳纳米材料用于烟用纸张中五氯苯酚的测定方法研究

  朱翔, 汪宣, 徐继俊, 徐文君, 沈建敏, 蓝闽波, 赵红莉

  . 2023, (3): 224-232. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.028

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  目的 建立烟用纸张中五氯苯酚(PCP)的快速电化学测定方法。方法 基于沸石咪唑酯骨架(ZIF)的ZIF–8、ZIF–67具有相同的晶胞参数和同构性，以ZIF–8@ZIF–67为模板制备三维纳米多孔碳(NGPC)。利用NGPC的高比表面积以及优异的电子传递效率构建的传感器(记作NGPC/SPCE)对PCP具有很好的响应。结果 在0.86 V的检测电位下，NGPC/SPCE具有较高的灵敏度(2.452 µA.cm⁻².L.mg⁻¹)。传感器对PCP的检测具有良好的选择性。传感器对PCP检测具有较好的准确度和精密度。3个浓度梯度的回收率为95.7~98.6;6次测试结果的相对标准偏差为2.07%。传感器对PCP的检测具有较好的长期稳定性。同一传感器连续检测25 d后，仍保持原先88.1%的响应。结论 文中构建的传感器适用于对烟用纸张中PCP的检测，并能获得理想的检测结果。
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  卷烟包装材料中VOCs和SVOCs一致性评价技术研究

  汪宣, 朱翔, 徐文君

  . 2023, (3): 233-240. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.029

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  目的 研究卷烟商标纸和印刷材料中挥发及半挥发性有机化合物(VOCs和SVOCs)的波动性和一致性的监测及评价方法。方法 利用顶空气相色谱/质谱(HS–GC/MS)采集卷烟包装印刷品及原料中VOCs和SVOCs的色谱图，以氘代苯及氘代萘双内标方法在不同信号采集时间段对分析物保留时间进行校正，依据校正色谱图间相关系数，构建卷烟包装材料中VOCs和SVOCs的质量控制图。结果 该方法操作简单、重现性好，有效校正由于更换色谱柱、仪器开关机及仪器性能波动导致的保留时间偏移，谱图间相关系数最小值由0.407 6提升至0.962 9;该方法能高效地识别不同厂商及不同牌号卷烟商标纸中该类物质的整体差异，差异显著(P＜0.05)，相关系数均值差异率分别为12.5%和38.6%。结论 本研究提供了一种卷烟包装材料中VOCs及SVOCs信号采集、谱图校正和质量控制方法，为卷烟包装材料的质量稳定性评价提供技术手段和支撑方法。
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  卷烟接装纸上机适用性关键指标的影响因素研究

  赵海洋, 张倩洁, 苏巧, 王婷婷, 王芳, 贾晓慧, 张琪

  . 2023, (3): 241-248. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.030

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  目的 解决卷烟接装纸上机过程中出现的平整度及黏结问题，明确影响接装纸上机适用性关键指标的影响因素。方法 以接装纸为研究对象，通过改变控制环境温湿度条件，分析不同条件下接装纸的平整度变化，通过扫描电镜对表面微观结构进行分析，采用液体渗透法、动态渗透法、接触角法研究其相应的渗透特性及润湿性能，对不同供应商相同指标的差异性进行对比分析。结果 温湿度在20 ℃/50%至30 ℃/60%范围时，接装纸平整度小于5 mm，其自身的渗透性能及润湿性能受影响较小。结论 接装纸的上机适用性的关键指标平整度和黏结性不仅受到原纸和印刷工艺的影响，还受环境温湿度的影响。对不同工艺接装纸根据其渗透及润湿性能选配适合的接装胶，可以有效提高其上机适用性，减少材料损耗及质量缺陷。
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  基于拟合优度检验的卷烟卷制过程质量一致性评价

  范磊, 杨龙飞, 刘阳, 杨志强, 董欢欢, 张绍卿, 王海宇, 李超

  . 2023, (3): 249-254. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.031

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  目的 为解决当前卷烟卷制评价方式粗放，通常只重视质量结果而忽视过程质量差异的问题，建立同一牌号卷烟在不同机台、不同班组的加工质量一致性综合评价方法。方法 采用拟合优度检验的方法建立卷烟卷制过程质量一致性评价方法，并采用判断矩阵确定质量特性的权重，并进行质量一致性综合评价。结果 选取黄金叶(乐途)品牌在卷烟卷制过程中的在线监测数据，运用新构建的评价模型对3个机台的烟支质量、吸阻、端部落丝等7个质量特性进行质量一致性综合评价，并有效识别出了机台之间存在的质量差异。结论 该综合评价方法能够对卷烟多加工过程之间的差异进行有效识别和评价，实现了由结果评价向过程评价的转变，具有良好的评价能力和可操作性。
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  基于FMEA和LS–SVM的卷烟卷接过程质量监测与诊断

  刘著文, 王小明, 杨志强, 刘鑫, 师亚珊, 张帅, 王海宇, 李超

  . 2023, (3): 255-260. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.032

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  目的 针对烟支卷接过程质量监测精度低和效率差的问题，提出一种基于最小二乘支持向量机的卷接过程质量监控潜在失效模式及影响分析方法。方法 首先采用FMEA技术对卷接过程潜在失效模式进行识别和措施优先级判定。其次，通过关联度分析法得到关键失效模式的特征信号。最后，利用LS–SVM分类模型构建过程质量监测与诊断模型。通过实际生产数据对所提方法的性能进行验证。结果 对7种不同失效模式的识别，文中所提方法的总体平均识别精度达到93.53%，在识别准确性和识别效率上显著优于BPNN和SVM诊断方法，为卷烟制造过程诊断提供了新的思路。
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  基于多轴同步控制技术的条烟柔性码垛系统设计

  杨远, 王晋冰, 刘旭, 周林

  . 2023, (3): 261-267. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.033

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  目的 克服原有的刚性吸盘的局限性，提高烟草物流中心的条烟码垛效率。方法 设计一种基于多轴同步控制技术的条烟柔性码垛系统，以SIMATIC S7–1200 PLC为控制核心，通过PROFINET与Kinoc触摸屏进行通信，将9个步进电机驱动器和传感器同PLC外接的输入、输出模块连接。工控机发送的数据经过PLC处理，通过主令同步的方式控制指令，实现柔性吸盘的同步，完成多样化条烟的同时抓取。结果 该控制系统通过搭建的实验平台验证了其稳定性和高效性，该系统可以同时吸附5条高度和宽度不同的条烟，大大提高了条烟码垛机器人的效率。相较于刚性码垛系统，此柔性码垛系统的码垛效率峰值提高了24.9%左右。结论 文中系统的设计提高了条烟的码垛效率，并且提高了烟草包装的智能化水平。
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  基于Solidworks Simulation仿真分析的ZJ118卷烟机双芯加热搓板装置设计

  潘昱亭, 蔡培良, 黄莉, 杨彩虹, 金学鹏, 杜浦泽, 邓璟

  . 2023, (3): 268-276. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.034

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  目的 为解决卷烟机在生产中细支卷烟时，因搓板加热不均匀导致的水松纸泡皱、皱纹、翘边等质量问题。方法 基于SOLIDWORKS Simulation仿真分析设计了一种400 W+800 W双芯加热搓板装置，代替原有的1 200 W单芯加热搓板装置，并通过仿真分析2种搓板加热装置在设定温度为200 ℃时的热量分布情况，然后在实际生产中验证改造方案的应用效果。结果 仿真分析的结果表明，400 W+800 W双芯加热搓板装置的热量极限和加热效率都比1 200 W单芯加热搓板装置高，双芯加热能更加快速地达到设定温度，搓板体上的热量分布更均匀，搓板面上的热量分布也更加稳定，温差较小，能够更好地保证卷烟搓接质量的稳定性。实际应用效果显示，使用双芯加热搓板装置后，再也没有出现水松纸泡皱、皱纹、翘边等质量问题。结论 400 W+800 W双芯加热搓板装置具有加热效率高、热量分布均匀、温差小等优点，能更有效地提高卷烟搓接质量，既大大减少了卷接质量事故出现频次和设备停台维修时间，也降低了卷烟生产消耗。
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  接装机吊具设计与强度分析

  朱宇, 陈海康, 苏杰, 周长江, 陈钇杰

  . 2023, (3): 277-284. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.035

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  目的 为保障大型工业机械装配、包装、起吊与转运的安全性，对其吊具系统进行结构强度分析与优化设计。方法 设计地脚承重试验，采用称重传感器获得接装机重量，确定吊具载荷。建立烟支接装机吊具有限元分析模型，研究偏载系数为1.5时准静态状态下吊具的应力应变分布规律。基于结构最大应力和许用安全因子，对吊具结构进行优化。结果 优化后底板最大应力为79.6 MPa，安全因子大于3。起吊构件的最大应力为47.6 MPa，安全因子大于5。撑杆部件结构优化后，撑杆最大应力为175 MPa，安全因子大于1.3。接装机起吊试验结果表明，设计的吊具可安全起吊和转运接装机，试验结果与模拟结果相符。结论 设计与优化的吊具结构满足强度要求，能安全起吊、包装和转运接装机。本文的研究为工业机械设备系统性包装运输的安全设计提供了重要理论依据。