2024年, 第0卷, 第13期　
刊出日期：2024-07-19

  

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  抑菌硅橡胶泡沫食品包装材料的制备与研究

  李岩, 徐永祥, 胡堃, 齐元胜, 危岩

  . 2024, (13): 1-7. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.001

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  目的 旨在开发一种新型硅橡胶基抑菌包装材料，用于食品包装领域。该材料具备可控的发泡倍率、疏水性、优异的拉伸性能和高效的抑菌性能。方法 通过调整乙烯基硅油、含氢硅油和羟基硅油的配比，优化硅橡胶的交联和发泡工艺，在硅橡胶基材中引入纳米银颗粒作为抑菌剂，提升包装的抑菌效果。对材料的发泡倍率、吸水性、抑菌性能等进行综合评估。结果 所制备的硅橡胶材料发泡倍率可在2~3倍范围内调控，且具有优异的疏水性，吸水率低于0.1%。抑菌实验结果显示，材料对大肠杆菌具有91.4%的抑制效果，对金黄色葡萄球菌有88.46%的抑制效果。结论 本研究成功开发了一种符合食品包装要求的硅橡胶基抑菌材料。该材料的这些特性使其在食品包装领域具有广泛的应用潜力，特别是在需要防潮、抑菌和提高包装可靠性的场景中。
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  热致变色材料及其在食品智能包装中的应用

  李清瑶, 闵甜甜, 成传香, 罗予婉, 詹学佳, 赵婷, 岳进

  . 2024, (13): 8-17. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.002

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  目的 了解热致变色材料的性能和特点，旨在为热致变色食品包装的发展提供参考，推动热致变色材料在食品无损监测中的应用。方法 根据热致变色材料变色的可逆性和变色机理对其进行分类，总结热致变色材料目前在食品智能包装中的应用现状，并提出其未来的发展趋势和研究方向。结论 热致变色材料在食品智能包装领域的研究与应用依然具有较大的发展空间。未来可通过加强理论研究或者开发性能更好的新型热致变色材料，进一步满足实际应用的需求。
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  抗菌、抗氧化和厚朴酚复合纳米纤维膜的制备及性能研究

  张强, 文雯, 孙近, 谭淋, 施亦东, 张勇

  . 2024, (13): 18-24. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.003

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  目的 满足新型天然食品活性包装材料的需求。方法 天然植物苯酚和厚朴酚(HK)为活性成分，采用共混静电纺丝工艺制备PLGA-HK复合纳米纤维膜，避免食品氧化及受到微生物的侵袭。结果 通过FT-IR、扫描电镜、TG、水接触角等表征手段，证明PLGA-HK复合纳米纤维膜具有均匀的纤维形貌，以及良好的热稳定性和表面疏水性。此外，PLGA-HK复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于等于99%，抗氧化活性值达到(61.33±7.71)%，且活性成分在作用过程中不会溶出，其安全性较高。结论 在食品保鲜应用中，PLGA-HK复合纳米纤维膜可有效保持食品品质，延长食品保质期，具有作为食品保鲜应用活性包装材料的潜力。
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  pH响应型智能包装在食品包装中的研究进展

  孙元军, 董翠华, 庞志强, 陈萧, 张勇, 杨明儒

  . 2024, (13): 25-34. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.004

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  目的 对pH响应型智能包装在食品包装领域的发展现状进行综述和分析，促进食品包装的功能化、智能化和绿色生态一体化。方法 简要介绍智能包装的分类及作用，分析pH响应型智能包装的原理，并总结pH响应型智能包装指示剂的类型及其特点。围绕pH响应型智能包装在水产品、乳制品和果蔬等方面的实际应用，对其制备方法、性能等方面进行综述。讨论pH响应型智能包装在食品包装领域的研究潜力和挑战。结论 pH响应型智能包装可以准确评估食品的品质和新鲜度，在食品包装领域具有广阔的应用前景。
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  ε-聚赖氨酸盐酸盐接枝淀粉薄膜的制备及性质研究

  刘勇, 马文雅, 刘孝芳, 陈霄汉, 李立

  . 2024, (13): 35-41. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.005

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  目的 对淀粉接枝抑菌肽，得到抑菌淀粉，并挤出成膜，表征其性质，为淀粉的应用提供参考。方法 借助偶联剂，将ε-聚赖氨酸盐酸盐(ε-polylysine-HCl，ε-PLH)接枝到玉米淀粉上，分析其化学结构、微观结构、热性能及抑菌性。通过熔融挤出法将接枝淀粉与聚乳酸(Polylactic acid，PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(Poly butyleneadipate-co-terephthalate，PBAT)共混改性成膜，表征其力学性能、抑菌性能。结果 FTIR显示，ε-PLH被成功接枝到淀粉分子上;热重分析(TGA)结果显示，接枝淀粉的起始分解温度有所下降;含有30%接枝淀粉的PBAT/PLA薄膜具有更高的拉伸强度。此外，接枝淀粉添加量为30%的薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到了46.53%、68.81%。结论 接枝ε-聚赖氨酸盐酸盐是一种有效的淀粉改性途径，接枝淀粉/PBAT/PLA薄膜具有良好的应用前景。
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  基于MXene空气电极的印刷柔性锌空电池及其应用研究

  马维娟, 胡海翔, 瞿锐, 胡堃, 李路海, 莫黎昕

  . 2024, (13): 42-49. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.006

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  目的 探究承印材料和添加单层或少层Mxene(SL Mxene)对柔性锌空电池性能的影响，以及在不同氧气含量环境下的表现。方法 利用丝网印刷在不同承印基材上制备柔性锌空电池，研究承印材料对柔性锌空电池放电性能的影响。结果 得到了在PE防水膜上印刷的柔性锌空电池放电性能最佳，初始开路电压最高，达到5.5 V。在此基础上，探究SL MXene的质量分数对电池放电性能的影响。利用HCl与HF混合溶液对Ti3AlC2进行刻蚀，并剥离得到SL MXene，将SL MXene加入空气电极油墨中，发现SL MXene添加量超过2%时，柔性锌空电池的放电电压保持平稳，放电电压不再改变，并且在弯折时电池的放电电压保持平稳;弯折200次后，电池的放电电压保持96%以上。结论 改变柔性锌空电池所处环境中的氧气含量时，其放电电压表现出与氧气含量呈正相关的特性，表明其在氧气智能包装领域具有应用潜力。
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  石英玻璃纤维织物基底柔性电极制备与性能研究

  吕宣德, 晏子强, 陈寅杰, 辛智青, 刘文慧, 张博

  . 2024, (13): 50-59. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.007

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  目的 研制用于石英玻璃纤维织物基底的银/苯氧树脂基丝网印刷导电银浆，印制具有良好导电性能和力学性能的柔性电极，并探索烧结方式对电极性能的影响。方法 以苯氧树脂为有机载体，不同粒径银粉为导电填料，二元酸酯混合物(DBE)为溶剂制备导电银浆。在石英玻璃纤维织物表面丝网印刷柔性电极，对比不同电极体积电阻率优化银浆组分配比。通过弯折实验表征电极力学性能，通过加热实验研究电极温度稳定性，对比高温烧结与电磁感应烧结对电极的影响。结果 银浆含质量分数50%的片状银粉和质量分数10%的超细银粉时，印刷后电极体积电阻率最低且为1.75×10⁻⁵ Ω.cm，触变性满足丝网印刷要求。电极与基底附着力达到5B级别，弯折后电阻变化率<3%。电极在220 ℃高温烧结后导电性提升了51.54%，但烧结时间长达1 h;经电磁感应烧结在14 s内导电性提升了46.7%。结论 使用大、小粒径银粉组合可提高石英玻璃纤维织物表面印刷电极中银颗粒的堆积密度，有利于实现电极的良好导电性和稳定性，电磁感应烧结方法可进一步快速提升电极导电性。本文提出的柔性电极制备方法有望对航空航天材料的多功能化、智能化发展提供重要技术支撑。
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  微生物电合成聚羟基脂肪酸酯的基本原理及研究进展

  郑滢颍, 王晓娟, 张羽黇, 马晓军

  . 2024, (13): 60-68. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.008

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  目的 综述微生物电合成(Microbial Electrosynthesis，MES)生产聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHAs)的基本原理、影响因素及其在包装工业领域应用面临的挑战，以期优化其生产工艺、实现PHAs的高效和低成本合成、拓宽绿色包装材料合成技术。方法 基于近几年国内外的最新研究进展，总结现有合成PHAs方法存在的不足，介绍MES合成方式及原理，阐述MES系统合成PHAs影响因素，探讨MES系统在合成PHAs等绿色包装材料所面临的挑战。结论 MES系统在合成PHAs领域具有巨大的研究潜力，未来的重点研究方向是开发高效电活性微生物、优化电合成条件以及MES系统结构来提高PHAs产量，并拓宽MES系统在合成可降解包装材料领域的应用。
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  基于有限元修正法的薄膜温度本构构建及验证

  张贵鹏, 付志强, 刘昊喆, 赵忠健, 赵通, 段利英

  . 2024, (13): 69-78. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.009

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  目的 由于薄膜在受力过程中易产生颈缩现象，且具有强烈的温度依赖性，现有工程应力-应变与本构模型均不能准确描述温度变化下的薄膜材料的载荷位移曲线，造成预测结果与实际严重不符，该问题亟待解决。方法 在准静态拉伸(10 mm/min)与不同温度(−20、0、20、40、60 ℃)条件下，利用万能材料试验机对PE/PA/PE薄膜试样进行单轴拉伸试验，基于有限元修正法对材料的塑性应力进行修正，采用指数函数对PE/PA/PE薄膜的弹性模量、屈服强度进行描述，针对Johnson-Cook本构模型中的形函数进行修正，结合应变-温度耦合的温度项构建PE/PA/PE薄膜100%应变下的塑性应力-应变模型，在单层PE与五层PE/PA/PE/PA/PE薄膜中进行仿真验证。结果 在−20~60 ℃下100%应变范围内薄膜颈缩从7.86 mm增加到8.12 mm;弹性模量、屈服强度与塑性应力随着温度的升高呈非线性降低;基于有限元修正法对真实应力应变进行修正并进行对比，发现相对误差由83.94%降低到4.73%;采用指数函数对弹性模量、屈服强度进行拟合，R²值分别为0.936和0.947;改进后的形函数与原模型对比，相对误差从42.5%降到6.49%;温度项与修正后的应力-应变最大相对误差为7.21%。将新构建的模型应用于PE与PE/PA/PE/PA/PE薄膜，最大相对误差为4.91%。结论 在温度−20~60 ℃内，基于有限元修正法和修正后的本构模型能够很好地描述应变在100%以内的屈服强度、弹性模量和塑性应力随温度变化的规律，研究结果为薄膜的应用奠定了理论基础。
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  一种新型四孔异形蜂窝包装夹层结构力学性能研究

  冯砚博, 于太航, 于润泽

  . 2024, (13): 79-88. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.010

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  目的 随着新材料和新结构的发展，包装材料结构要求在包装运输过程中对产品具有更高的保护能力。为了丰富包装材料结构并在保证力学性能条件下设计新型蜂窝结构。方法 以传统正六边形蜂窝结构为基础构建新型四孔异形蜂窝结构，通过对可降解树脂材料的试件进行理论分析、仿真分析和实验验证研究其力学特性。结果 新型四孔异形蜂窝包装夹层结构横向和纵向的力学性能，相较于传统的正六边形和正八边形蜂窝结构提升了17%，具有更好的外载荷承载能力。结论 本研究对包装材料结构给出了新的思路，对包装行业的发展起到支持作用。
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  高耐折瓦楞纸板局部处理涂料的制备及性能研究

  黄向龙, 李彦韦, 刘善培

  . 2024, (13): 89-97. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.011

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  目的 瓦楞纸板因其低成本、轻质、易加工、高强度和良好的印刷适应性，在包装行业应用广泛。但其耐折性差，尤其在加工时易在压痕处爆裂，是行业面临的难题之一。本研究通过表面成膜和增强纤维结合力，并考虑含水量对耐折度的影响，开发一种提高瓦楞纸板耐折性的局部处理涂料。方法 本文以聚乙烯醇(PVA)为基材，开发了PVA/CMC-Na、PVA/Gly、PVA/Gly/JFC 3种涂料，并进行不同比例和浓度的性能测试。结果 PVA/CMC-Na涂料虽然提升了纸板的撕裂度、抗张强度和耐破度，但由于含水量降低，耐折性改善效果有限。PVA/Gly涂料在Gly质量分数约为11%时，其耐折度提高效果最佳，但在高浓度时会导致纸板强度下降。PVA/Gly/JFC涂料在JFC质量分数为0.05%~0.15%时，瓦楞纸板的双向折叠次数显著提高，且不影响纸板的基本强度性能。结论 PVA/Gly/JFC涂料仅需处理纸板压痕部分即可提高纸板折痕处的含水量和保水效果，增强表面成膜和增强纤维结合力，显著提升瓦楞纸板耐折性能，同时保持了纸板的正常使用性能，为瓦楞纸箱行业提供了一种有效的解决方案。
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  基于纸基微流控芯片的防伪无废弃包装

  杨晨, 雷文财

  . 2024, (13): 98-103. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.012

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  目的 在当今环保意识不断增强的背景下，纸基微流控技术以其低成本、可降解的特点，逐渐成为包装行业的研究热点。本研究旨在设计一种基于纸基微流控芯片的多功能包装，通过碳点的特异性荧光响应实现防伪功能，并结合导电油墨器件添加趣味教学功能，以满足现代环境的无废弃包装要求。方法 通过丝网印刷的方法，构建荧光传感与导电油墨器件一体化的纸基微流控芯片，粘贴在传统纸质包装的内表面制备具有防伪功能的无废弃包装。结果 经测试，该包装可以通过碳点材料的荧光与猝灭鉴别产品真伪，并在滴入导电油墨后通过发光器件起到趣味教学的作用。结论 将纸基微流控芯片与纸质包装相结合，为产品防伪与包装可持续应用提供了一种可行的方法。
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  仿生超疏水涂层的制备及应用研究进展

  腊楠楠, 张哲, 张正健, 陈凤宝

  . 2024, (13): 104-118. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.013

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  目的 综述仿生超疏水涂层理论、制备方法和最新应用，为新型仿生超疏水涂层的研发提供参考。方法 概述仿生超疏水理论模型，按照仿生超疏水涂层制备方法进行分类总结，并结合相关应用对仿生超疏水涂层制备方法的优缺点进行评价。结果 现有超疏水涂层的制备方法各有特色，但在制备高效性能仿生超疏水涂层方面仍有挑战，需要通过材料研制、表面结构设计和制备工艺优化方面，进行技术攻关。结论 选择绿色环保的材料和优化表面结构设计来提升超疏水涂层的寿命是该领域未来发展的主流方向。
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  低共熔体掺杂对PEDOT:PSS膜的结构与光学特性的影响

  王东琦, 曾海兰, 王徽, 张维莉

  . 2024, (13): 119-127. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.014

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  目的 在水溶液体系中，合成一种性能优良的环境友好型高分子材料。方法 采用低共熔体(DES)与聚苯磺酸钠(PSS)的水溶液为溶剂，3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)为单体，在三电极系统中电化学聚合得到3种DES掺杂的PEDOT:PSS(PEDOT:PSS/DES)。采用傅里叶红外光谱仪与X射线光电子谱仪对薄膜的分子结构特征进行分析，同时利用紫外-可见光谱UV-Vis对薄膜的光学特性进行研究。结果 研究表明，DES掺杂显著促进了薄膜中π-π*跃迁峰的蓝移，提升了薄膜分子中的共轭度，最大光学对比度由0.27提升到0.30以上。结论 DES掺杂可提升薄膜的分子结构共轭度和光电转化能力，为环境友好型高分子材料和新型光电器件的设计和应用提供了有力支持。
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  2种pH敏感性石斛花色苷/壳聚糖复合膜的制备及性能研究

  李晓娇, 岳瑞凯, 侯洪波, 章金龙, 宋志姣

  . 2024, (13): 128-139. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.015

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  目的 制备具有一定力学性能、阻隔性能和抗氧化活性的pH敏感性包装膜。方法 以壳聚糖(CS)为基材，铁皮石斛花色苷(DOA)和紫皮石斛花色苷(DDA)为添加剂，采用溶液共混法制备铁皮石斛花色苷-壳聚糖复合膜(DOA-CS)和紫皮石斛花色苷-壳聚糖复合膜(DDA-CS)。通过扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对复合膜进行表征;研究DOA和DDA的质量分数对复合膜的物理性能、力学性能、热稳定性能和抗氧化能力的影响;通过复合膜对不同pH值的颜色响应考察其pH敏感性。结果 DOA和DDA的添加显著改善了壳聚糖膜的力学性能、阻隔性能和热稳定性，特别是当2种花色苷添加量达到10%时，复合膜展现出最优的拉伸强度和较低的水蒸气透过率。在200~300 nm内，复合膜均具有较好的紫外光阻隔能力。复合膜的抗氧化试验显示，添加DOA和DDA能显著提高膜的抗氧化能力，且DOA-CS的抗氧化能力优于DDA-CS的。此外，复合膜还表现出良好的pH敏感性，能够随pH值的变化而改变颜色，这为食品包装提供了潜在的新功能。结论 DOA-CS和DDA-CS复合膜具有良好的应用前景，不仅可以作为食品包装材料，还可以作为食品新鲜度的指示剂。
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  聚乳酸基薄膜的制备及其在葡萄保鲜中的应用

  王悦, 胡健, 云雪艳, 成培芳, 董同力嘎

  . 2024, (13): 140-147. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.016

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  目的 改善聚乳酸基薄膜的包装性能，探究聚乳酸基薄膜对贮藏期间内葡萄的保鲜效果。方法 在聚(L-乳酸)(Poly(L-Lactic Acid)，PLLA)主链上通过熔融缩聚的方法引入聚衣康酸丁二醇酯(Poly(Itaconic Acid Butanediol)，PBI)，制备出聚乳酸共衣康酸丁二醇酯(Poly(L-Lactic Acid Itaconic Acid Butanediol)，PLBI)，进一步通过迈克尔加成反应在PLLA侧基嫁接3-氨基-1-丙醇(3-Amino-1-Propanol, 3AP)，制备出具有−OH为侧基的聚乳酸共聚物。探究PLLA/PLBI-3AP薄膜的热学性能、力学性能和气体透过性能。对包装后的葡萄进行贮藏，通过测定贮藏过程中葡萄的气氛组成、感官品质和质量损失率，探究不同包装膜对葡萄保鲜品质的影响。结果 与PLLA薄膜相比，PLLA/PLBI-3AP薄膜的Tg降低了19.9 ℃，断裂伸长率增加为31倍，CO2/O2选择透过比升高到3.0，水蒸气透过率增加了44%。从葡萄保鲜结果表明，PLLA/PLBI-3AP薄膜可有效抑制葡萄果实的腐败变质，提高葡萄的感官品质。结论 聚乳酸基薄膜应用于葡萄保鲜，可延长葡萄的货架期至21 d。
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  不同包装材料对伽师西梅保鲜效果的影响

  张旭东, 程锦潇, 申迪, 潘艳芳, 夏伊宁, 党羽, 宋桂林

  . 2024, (13): 148-157. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.017

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  目的 对比不同包装材料对伽师西梅在冷藏条件下的保鲜效果，推荐伽师西梅采后最佳的保鲜包装方式。方法 西梅采收后，选取4种市售常用的保鲜袋:无纺布袋、无纺布聚乙烯双层复合打孔袋(无纺布PE打孔袋)、聚乳酸可降解袋(PLA袋)、聚乙烯袋(PE袋)分别进行包装，在(0±0.5)℃的冷库中冷藏90 d，每隔30 d定期取样测定西梅外观、颜色、硬度、滋味及抗坏血酸含量等，进行综合分析确定出最佳保鲜包装方式。结果 无纺布袋和无纺布PE袋打孔袋在保湿、护色方面效果不佳，不能有效抑制果实呼吸代谢。而PLA袋可以保持较高的甜度和可滴定酸含量，但相较于PE袋，其在维持含水率、抗坏血酸、总酚和原花青素含量方面略显不足。结论 PE袋在保鲜效果上表现突出，能有效减缓果实色泽变化，同时保持伽师西梅良好的风味和品质，为伽师西梅产业的保鲜提供参考。
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  RFID技术在食品智能包装和供应链追溯中的应用研究

  候惠静, 刘秀英, 王平坪, 张威, 舒在习, 朱力杰

  . 2024, (13): 158-165. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.018

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  目的 介绍RFID技术，综述其在智能包装、食品供应链追溯的应用进展，以期为RFID技术的发展提供一定的理论基础。方法 阐述RFID系统的组成、分类、工作原理及该技术的优点;分析RFID技术在监测食品包装内温度、湿度、pH、气体含量等参数的应用潜力;综述RFID技术在整个食品供应链(生产、加工、储运和销售环节)中的追溯进展;讨论目前RFID技术在实际应用中面临的问题和今后的发展方向。结论 通过全面综述RFID技术在智能包装、食品溯源等方面的应用，表明RFID技术在食品领域具有广泛的应用前景，这对食品质量控制具有重要的意义。
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  气调袋包装结合ClO2对鲜切西兰花冷藏保鲜效果影响

  刘校杨, 王玉曼, 吴迪, 李江阔, 程顺昌, 武姝彤, 魏宝东

  . 2024, (13): 166-174. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.019

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  目的 研究气调袋包装结合ClO2来延缓冷藏条件下鲜切西兰花的黄化和腐烂，以期维持鲜切西兰花营养品质的影响。方法 以鲜切西兰花为实验材料，设CK、气调袋包装、0.5 g-ClO2和气调袋包装+0.5 g-ClO2 4个处理。结果 在4 ℃贮藏下，根据品质指标、抗氧化指标及微生物指标可知，相较于单独使用气调袋包装和0.5 g-ClO2处理，二者结合处理能更明显地降低鲜切西兰花的质量损失率、腐烂率、相对电导率、丙二醛、O2⁻.、H2O2含量及菌落总数，维持更高水平的可溶性固形物、叶绿素含量及抗氧化酶活性，具有维持细胞膜完整性，延缓失绿黄化现象及提高抗氧化能力的作用，能最有效地维持鲜切西兰花贮藏品质。结论 在4 ℃下，利用气调袋包装+0.5 g-ClO2处理能显著地抑制鲜切西兰花营养成分的损失，提高其抗氧化性，延长贮藏保鲜期，可将保鲜期延长至20 d，维持较好的应用价值，且具有较好的经济性与可行性。
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  改性水滑石/聚乙烯复合抗菌薄膜对菜心保鲜效果的影响

  张屹钧, 刘彦谷, 刘源, 魏星, 赵文声, 赵文林

  . 2024, (13): 175-183. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.020

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  目的 探究自制改性水滑石复合抗菌薄膜对菜心的保鲜效果。方法 将5-甲酰基水杨酸插层的水滑石(FSA-LDHs)添加到线性低密度聚乙烯中，通过挤出流延工艺制备FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜，并进行菜心保鲜实验。将菜心分为FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜组、纯聚乙烯(PE)薄膜组、无包装组，在(4±1)℃条件下储存11 d，定期取出菜心样品进行品质指标表征，通过对比菜心相关品质指标评价其保鲜效果。结果 自制FSA-LDHs复合抗菌薄膜的结晶性提高，比纯PE薄膜的氧气透过率降低了81.2%，水蒸气透过率降低了46.9%，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌能力分别提升了29.6%和22.7%。有效降低了氧气和水蒸气透过率，提升了薄膜抗菌能力。在保鲜实验上，其抑制了质量损失率、丙二醛积累和过氧化物酶活性的增加，并减缓了茎部硬度、叶绿素、类胡萝卜素、维生素C、总酚和类黄酮含量的下降。FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜的保鲜效果优于纯PE薄膜组及无包装组。结论 FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜较纯PE薄膜对菜心有更好的保鲜效果，能够将其保质期延长3~5 d，可替代纯PE薄膜用于果蔬保鲜。
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  生物降解材料在果蔬保鲜中的应用

  曾仪雯, 李中华, 周恩弛, 梁栋, 李安洁, 梅佳睿, 吴湘涵, 李丹, 张春红

  . 2024, (13): 184-193. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.021

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  目的 满足海洋航行人员对特殊果蔬的营养需求，开发新型环保保鲜薄膜配方，以延长果蔬的储存时间。方法 通过调整淀粉/可生物降解树脂/增塑剂的比例，制备热塑性淀粉/聚烯烃(TPS/PE)薄膜，并开发各种环保的保鲜膜配方，如水溶解薄膜和生物降解薄膜。实验使用了4种配方的薄膜对5种常见的蔬菜进行保鲜测试，主要通过监测蔬菜的失水率和黄化率来评估薄膜的保鲜性能。结果 保鲜膜中蔬菜的腐烂率(失水率和黄化率)明显低于传统储存方法。5种易腐蔬菜的平均储存期可达55 d，腐烂率不超过15%。结论 4种保鲜薄膜均有良好的果蔬保鲜作用。
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  赋码奶粉易撕盖质量安全分析

  徐尚, 申艳毅, 彭喜洋, 许丹丽, 林勤保

  . 2024, (13): 194-201. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.022

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  目的 通过对赋码奶粉易撕盖进行质量和食品安全测试分析，研究赋码技术对奶粉易撕盖带来的质量安全风险。方法 分别对赋码奶粉易撕盖进行表面摩擦试验、耐腐蚀性测试，以及食品安全符合性测试和非靶向筛查分析，评价赋码后奶粉易撕盖的质量性能和食品安全风险。结果 赋码奶粉易撕盖表面经摩擦测试，未产生明显的黑灰物质，且赋码位置具备一定的耐腐蚀性能;赋码奶粉易撕盖的食品安全符合性测试可满足相应国标要求，经非靶向筛查，赋码易撕盖不会对奶粉带来食品安全风险。结论 赋码技术对奶粉罐易撕盖产生的质量安全风险较低，赋码易撕盖可用于奶粉包装。
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  原子沉积设备温度控制方法研究及实现

  李壮举, 宋北辰, 史子棋, 曹少中, 陈强

  . 2024, (13): 202-209. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.023

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  目的 为提高原子层沉积镀膜腔温度控制的快速性和稳定性，提高镀膜质量。方法 利用自抗扰控制(ADRC)算法，对各部分参数进行整定，结合组态软件和西门子S7-200 Smart PLC设计一种基于自抗扰的温度控制器。结果 利用自抗扰温度控制器达到了原子沉积镀膜温度控制在具有较小超调的前提下快速、稳定控制的要求，实现了原子层沉积镀膜腔温度的高精度控制，提高了镀膜的质量。结论 经仿真和实际应用证明，对温度控制这种具有较大惯性的控制系统，本文所设计的ADRC温度控制器的快速性和准确性均优于传统的PID控制器，且具有明显的抗干扰能力。
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  袋装物料自动装卸装备仿真设计及优化

  王博士, 李永祥, 梁月强, 宋海豪, 苟玉山

  . 2024, (13): 210-220. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.024

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  目的 为解决市场上袋装货物装卸工作繁重、装卸自动化程度低，复杂的装卸环境影响工人的身心健康的问题，本文基于市场需要，设计一套可自动装卸袋装物料的装卸装备。方法 本文首先采用SOLIDWORKS软件对装卸装备进行三维模型的研发设计，并完成装置的虚拟装配，然后利用FLUENT软件对主要的受力部件进行静力学分析，最后采用响应面优化设计法对主要零件进行结构优化。结果 通过FLUENT软件分析，确定了装备的强度、刚度及稳定性满足工作的需要，同时经过响应面优化得到零部件的最优尺寸。根据优化前后各项数据可知，优化后的零部件质量比优化前质量减少了27.76%，最大等效应力减少了26.78%，最大变形量减少了59.66%。结论 该装卸装备可广泛应用在水泥行业、化肥行业和食品行业等应用袋装货物的场景，为下一台样机的生产提供理论依据。#$TAB
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  包装流水线双垛型高速码垛系统设计

  马飞, 孙巍伟, 马凤仪

  . 2024, (13): 221-229. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.025

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  目的 提高包装流水线码垛效率。方法 设计一套包装流水线双垛型高速码垛系统，包括整形缓存区、码垛执行区和升降缠膜区3个功能区。系统以PLC作为控制核心，通过SMART 700 IE V3触摸屏实现人机交互，通过主令同步的指令控制方式，控制码垛机器人和自动缠膜机等设备，完成纸箱的码垛与缠膜。结果 经过现场试验验证了系统的有效性和稳定性，该系统可以进行双托盘同步码垛与缠膜，大大提高了码垛流水线的作业效率。结论 本文研究的系统提高了纸箱码垛效率，并能够促进包装自动化流水线智能化水平的提升。
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  基于“货到人”拣选模式的自动化电缆堆场动态货位分配优化

  李涛, 杜国政, 张正利, 曹刚

  . 2024, (13): 230-237. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.026

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  目的 优化基于“货到人”拣选模式自动化电缆堆场中货位分配，提高自动化电缆堆场作业效率。方法 针对堆场内电缆容器多层堆存造成调库搬运次数多的问题，建立以出入库行车总搬运次数最小为目标的动态货位分配数学模型，设计基于最大堆栈时序间隔的自适应大邻域搜索算法进行求解，得到货位分配优化方案。结果 基于最大堆栈时序间隔的自适应大邻域搜索算法的优化方案可以减少出入库行车搬运次数8.12%左右。结论 与现行货位分配规则相比，文中提出的货位分配策略能够有效提高系统作业效率。
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  基于蚁群算法的定制化门窗材空极大空间码垛策略研究

  曲文, 蒋志维, 丁禹程, 杨春梅, 石昌玉

  . 2024, (13): 238-246. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.027

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  目的 提高货物装载效率，满足定制化门窗材码垛要求，提高托盘码垛的空间利用率。方法 首先根据实际情况构建门窗材码垛的数学模型，然后针对门窗材在码垛托盘内的空间利用率问题，制定空极大空间的码放策略，并采用蚁群算法来寻找门窗材最优的码放位置和摆放姿态，最后与传统经验算法的空间利用率进行对比。结果 在相同订单样本量下，文中的蚁群算法相较于传统的经验算法，可将垛型的空间利用率提高8.82%，且所得垛型的高度更低、稳定性更强。结论 所提出的数学模型能够为门窗材在线码垛的整体垛型优化提供理论依据。
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  基于双曲面弯晶技术的X射线荧光光谱仪对塑料快递袋检验分类

  杨棋驭, 胡晓光, 姜红, 何璟淳, 田红丽, 刘晓静, 韩玮

  . 2024, (13): 247-252. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.028

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  目的 解决部分塑料快递袋轻元素占比高、元素种类少、常规X射线荧光光谱难以有效区分的缺点。方法 利用红外光谱和基于双曲面弯晶技术的X射线荧光光谱仪对7个快递公司，不同地区、不同批次共36个样品进行成分分析和元素含量分析。首先，利用红外光谱对样品基体进行区分，然后再根据元素含量进行组内细分，最后将分类结果作为定类带入梯度提升树模型中，并进行模型稳健性验证。结果 样品被红外光谱分为2组，再根据钛元素与硫元素含量将2组细分为5类，梯度提升树模型经过参数优选后准确率为94.2%。结论 该方法能够根据样品基体与填料的差异性快速分类并预测所属种类，填补常规X射线荧光光谱检验的空缺，为未知塑料快递袋溯源分类提供了一种新的侦查思路和技术手段。
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  气相色谱–质谱联用法测定印刷原辅材料中的邻苯二甲酸酯

  汤文杰, 王先羽, 张文莹, 岳绍学, 邢担担, 郑华明

  . 2024, (13): 253-258. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.029

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  目的 在印刷行业原辅材料的检测中，建立气相色谱–质谱联用方法测定原材料及辅助材料中10种邻苯二甲酸酯的浓度。方法 样品中的被测物经四氢呋喃超声萃取、乙腈沉淀后，通过保留时间及选择离子进行定性，采用外标法进行数据分析，采用气相色谱–质谱联用法检测。结果 10种邻苯二甲酸酯在0.05~20 mg/L内具有良好的线性度，标准曲线相关系数大于0.999，检出限范围为0.003~0.025 mg/kg，回收率范围为87.12%~123.50%，相对标准偏差小于5%。结论 该方法工艺简单、操作灵活，且其回收率比常规方法有所提高，非常适用于测定印刷出口型企业的原辅材料中的邻苯二甲酸酯。
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  基于混合遗传算法的可变尺寸货物装箱问题研究

  徐江, 王航, 周艳杰, 冯雪皓

  . 2024, (13): 259-267. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.030

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  目的 针对冷链运输中的生鲜打包及装载优化问题，提出一种允许货物以体积恒定为前提进行尺寸变化的包装装载方案，以最大化集装箱的空间利用率。方法 基于上述问题，构建非线性混合整数规划模型，为了方便CPLEX或LINGO等求解器对该非线性混合整数规划模型进行求解，采用一种分段线性化方法，将该非线性模型进行线性化处理。由于所研究问题具有NP-hard属性，无论是CPLEX还是LINGO都无法有效求解大规模算例，因此设计一种有效结合遗传算法与深度、底部、左部方向优先装载(Deepest bottom left with fill，DBLF)的算法。结果 大小规模算例实验验证结果表明，混合遗传算法能够在合理时间内获得最优解或近似最优解。结论 所提出的可变尺寸包装方案有效提高了装载率，有益于客户和物流公司。
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  基于客户满意度的低碳冷链多式联运路径优化

  孟建军, 石坤, 刘亚彤, 李德仓, 姜泰华, 蒋小一, 刘潇

  . 2024, (13): 268-275. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.031

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  目的 实现生鲜产品的高效配送，尽可能提高客户满意度。方法 分析多式联运和冷链物流的特点，选择最优物流路径。在路径选择模型的建立中，结合客户对生鲜产品的质量及到货时间的满意程度，引入顾客满意度参数。同时响应国家“碳中和”政策的号召，在模型构建中考虑了低碳策略，以总成本最小、客户满意度最大为目标函数。以15个枢纽城市及公路、铁路、水路3种方式的冷链运输为例，将目前较新的帝企鹅算法与传统的启发式算法(遗传算法、粒子群算法)进行对比，并针对转运时间进行灵敏度分析。结果 最优联运路线对应的客户满意度为0.96，转运时间的增加导致总成本上升、客户满意度下降和最优路径发生变化。结论 帝企鹅算法在求解多式联运问题上具有较好的收敛速度和收敛精度，为多式联运承运人的决策提供了依据。转运时间的波动导致适应度函数发生变化，因此在兼顾客户满意度的前提下，选择合适的运输方式和路径，减少非必要的转运。
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  送风式压差预冷装置的结构设计及试验研究

  吴坚, 吴晓微, 张松涛, 张同锋

  . 2024, (13): 276-284. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.032

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  目的 针对隧道式压差预冷装置中单位空间堆码的果蔬存储量低、预冷速度慢等问题，研发一种空间利用率高、预冷速度快的压差预冷装置。方法 通过数字化仿真确定在冷链厢侧面安装2台静压箱和4台风机，结构上增加预冷时货物的堆码空间;采用送风的方式预冷，增加隧道内的空气流速，减小隧道内的压强，加大果蔬周转箱两侧的压力差，使通过果蔬的风速增加，从而缩短预冷时间。结果 研究结果表明，56筐大白菜的温度从22.63 ℃降至5 ℃，时间为138 min，能耗为10.37 kW.h;预冷均匀性在±2 ℃之内。结论 送风式预冷相比传统抽吸式预冷方式时间缩短了21%，能耗降低了14%;采用变频送风方式能耗降低了4%。
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  复杂温度环境下苯基硅橡胶减震垫服役寿命评估技术

  赵方超, 顾晓辉, 刘伟, 张洪铭, 杨承强, 赵阳

  . 2024, (13): 285-291. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.033

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  目的 评估某型苯基硅橡胶减震垫在库房贮存-户外值班交替复杂温度环境下的服役寿命。方法 开展苯基硅橡胶减震垫在不同温度下的热空气加速老化试验，测试压缩刚度性能数据，计算库房贮存-户外值班环境下多个等效温度反应速率，评估苯基硅橡胶减震垫服役寿命。结果 在置信度为99%时，苯基硅橡胶减震垫的压缩刚度保持率均随老化时间延长呈修正指数型变化规律，初期变化速率快，后期变化速率减缓;随着温度增加，交联密度增加，减震能力降低。结论 基于范霍夫近似规则，计算苯基硅橡胶减震垫在库房贮存-户外值班交替环境下的服役寿命为28年，为类似产品的使用寿命预测提供方法支撑。
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  适用于SLA型3D打印机的隐身功能油墨性能研究

  刘创纪, 徐英杰, 黄蓓青, 赵星宇, 王雨欣

  . 2024, (13): 292-299. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.034

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  目的 制备可适用于SLA型3D打印机的隐身功能油墨，并研究油墨性能、3D打印样品的力学性能和隐身性能(吸波性能)。方法 以光敏树脂作为树脂连接料，加入不同含量的MWNTs/PPy/Fe3O4复合材料，得到适用于SLA型3D打印机的隐身功能油墨，并进行流变性能、分散性能等测试。3D打印制备测试样品，进行力学性能、电磁性能和隐身性能分析。结果 不同电磁吸收剂含量对隐身功能油墨的黏度、分散性有较大影响，对表面张力影响较小。吸收剂质量分数为0.4%的3D打印样品力学性能和隐身性能都较好，最大反射损耗为−23.36 dB。结论 本研究制备的隐身功能油墨满足SLA型3D打印机使用要求，打印的材料隐身性能良好。
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  废旧车用锂电池运输包装箱温度场仿真分析与优化设计

  马先润, 张连春, 王晓萌, 刘光发, 王立军, 宋海燕

  . 2024, (13): 300-307. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.035

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  目的 研究废旧车用锂电池运输包装箱的热安全性和优化措施。方法 以15组1.6 kW.h方形锂电池模组为研究对象，按照P911、LP906规范设计运输包装箱，并建立废旧车用锂电池运输包装箱模型，实验验证模型后进行温度场仿真分析，对包装箱集液槽、箱壁壁厚、隔热材料进行优化设计。结果 集液槽底部添加阻燃棉可解决温度超过100 ℃问题，且箱体阻燃棉厚度为15 mm和集液槽底部阻燃棉厚度为40 mm优化效果最佳，改用纳米二氧化硅纤维棉后隔热效果能提高了16.0%。最终实现箱体阻燃棉用料节约了68.75%，集液槽隔热效果提升了41.5%，包装箱整体皆满足P911及LP906要求。结论 研究结果可为废旧车用锂电池危险品包装研究提供重要参考。
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  基于仿生原理的板壳结构加强筋优化设计

  薛文彬, 倪维宇, 张横, 姚胜卫

  . 2024, (13): 308-316. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.13.036

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  目的 加强筋的合理分布可有效提升结构抗振性，为了提高板壳结构的抗振性能，本文基于仿生原理，以板壳加强筋分布为研究目标，进行动力学的优化与设计研究。方法 采用自适应成长法，通过引入等效静态载荷法，建立以动柔度为目标的加强筋分布优化模型，推导出基于准则法的设计变量迭代更新公式，分别研究单点激励和多点不同动态载荷作用下板壳结构的加筋分布设计，并研究单点激励和多点不同动态载荷激励下的板壳加筋结构特性。结果 研究结果表明，板壳结构加强筋采用仿生原理对其分布进行优化，可实现任意动态载荷作用下加强筋分布的设计，且优化的加强筋形态分布清晰，无须再处理即可应用到加强筋的生产制造中。结论 根据对不同约束的板壳结构进行优化设计，通过加强筋的设计，提升了板壳结构的抗振性能。