设计计算

• 基于YOLOv8n改进的轻量化酒品包装缺陷检测算法

  向硕;曾水玲;贺刚健;林方聪;

  针对酒品包装检测算法在质检任务中存在的精度低、速度慢、复杂度高导致部署性不佳等问题，提出一种基于YOLOv8n改进的轻量化酒品包装检测算法。在主干网络的SPPF模块中增加平均池化支路，对EMA注意力机制进行结构补强，扩增可变核大尺度卷积支路，并将其嵌入到SPPF模块中作为输出端；结合ADown和HWD 2种下采样方法，作为新的下采样模块以减少冗余参数，并保持更丰富的特征信息，加强模型特征表达能力；采用卷积权重共享策略，对检测头进行轻量化改进，并结合深度可分离卷积和分组卷积的模块组合，进一步降低模型复杂度；采用Focaler-PIoU损失函数优化定位损失，加速算法收敛。采用自制酒品包装数据集进行训练和验证，并在阿里云天池的瓶装白酒瑕疵品公开数据集上进行泛化性测试。试验结果表明，相较于基准模型YOLOv8n，改进算法在mAP50,mAP50-95上，分别提高3.5,4.8个百分点，在参数量和计算量上，分别降低33.3%,37.0%；在瓶装白酒瑕疵品公开数据集上，改进算法在mAP50,mAP50-95上分别提高1.5,1.1个百分点，验证改进算法的泛化性。研究为酒品包装的质量检测提供理论支持。

  2025年04期 v.43;No.228 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1757K]
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• 预制狮子头冷室真空冷却的数值模拟与试验研究

  韩梦凡;张猛强;宋海云;简华斌;李少华;王世光;李培刚;杜志龙;

  为改进预制狮子头在真空冷却过程中，水分蒸发造成失重率过高的问题，提出冷室真空冷却的方法。采用傅里叶定律、菲克第二扩散定律等作为控制方程，使用COMSOL有限元软件对预制狮子头进行三维建模及数值模拟，并与其他冷却方法进行对比。结果表明：冷室真空冷却的整体冷却时长为24 min，降温速率为2.89℃/min，内外温度的模拟值与试验值吻合较好，R~2分别为0.985 5,0.988 5；冷室真空冷却的失重率为7.47%，模型与试验吻合较好，R~2为0.996 7；冷室真空冷却的降温速率为2.89℃/min，慢于真空冷却的3.89℃/min，快于冷室冷却的1.86℃/min；冷室真空冷却的失重率为7.08%，低于真空冷却的11.86%，高于冷室冷却的5.16%。研究为冷室真空冷却在其他食品的处理应用提供参考。

  2025年04期 v.43;No.228 13-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1953K]
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• 卫生型无菌灌装封盖装置的设计

  丛飞;郑炜成;徐天姿;

  针对目前小型无菌冷灌装设备旋盖装置存在的机械缝隙多、冲洗后易残留等问题，在传统三瓣式旋盖机构的基础上，设计一套采用伺服驱动，将传动机构外置，内部集成排盖装置，无卫生死角的高速卫生封盖装置。采用ANSYS Workbench对封盖装置的关键部件（封盖转轴结构）进行有限元仿真，得到等效应力应变分布情况；设计基于伺服电机的旋盖驱动系统，采用分体式设计减少电气部件的疲劳应力；制造样机进行试生产，验证封盖装置的高速稳定性。结果表明，旋盖转轴的最大等效应力为4.1 MPa，符合材料强度标准；在系统正常工况下，封盖成功率为99.2%，封盖速度达到6 281瓶/h，封盖开启平均扭矩为1.734 N·m，扭矩波动为10.62%，均优于国家标准。研究为适用于小型无菌灌装设备的封盖装置设计和优化提供依据。

  2025年04期 v.43;No.228 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K]
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• 铝箔滚切机设计与优化

  张千;王庆久;邱宇;钟飞;许子威;

  针对传统铝箔切割设备中因切割力过大，导致刀具寿命短的问题，设计了一种铝箔滚切机，对滚切刀具进行结构设计和参数优化，以减小切割力，延长刀具使用寿命。基于刀具与铝箔材料之间的接触力学关系，采用有限元仿真软件LS-DYNA和响应面法（RSM）对切割力的影响因素进行仿真分析；研究刀刃角度、刀刃厚度和滚刀转速3个因素对切割力的交互作用，并构建以切割力为响应变量的多元回归预测模型。结果表明，3个因素对切割力的影响程度依次为刀刃角度>刀刃厚度>滚刀转速；以最小切割力为目标，获得最优参数组合为刀刃角度15°、刀刃厚度1.5 mm、滚刀转速70 r/min，优化后试验得到平均切割力为259.10 N，与预测值的平均相对误差为5.73%。研究为提升铝箔切割设备的加工性能和刀具的使用寿命提供理论依据。

  2025年04期 v.43;No.228 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1799K]
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试验研究

• CMC-Na/浒苔水提物复合膜的特性及保鲜效果研究

  李静;邵朋;蒋茹萍;谭孙景;陆芽春;

  为提高羧甲基纤维素钠（CMC-Na）膜的性能，以CMC-Na为成膜基材，浒苔水提取物、山梨醇为功能性成分，制备CMC-Na/浒苔水提物复合膜。采用单因素结合响应面法优化复合膜复配比例，分析复合膜的机械强度、阻隔性能（水蒸气和氧气透过率）及微观结构（SEM,XRD），并应用于李子果实保鲜试验中。结果表明，CMC-Na/浒苔水提物复合膜的最佳复配比例为CMC-Na 2.726 g/（100 mL）、浒苔水提物0.523 g/（100 mL）、山梨醇0.386 g/（100 mL），膜的拉伸强度为31.09 MPa，水蒸气透过率为2.55×10~(-12) g/（m·s·Pa），氧气透过率为5.19×10~(-7) g/（m·s）。涂膜保鲜试验表明，以第0 d的硬度为基准（100%），处理组在第4 d的硬度保留率（57.1%）显著高于CK组（14.8%）；第10 d时，处理组的可溶性固形物含量为1.30%，比CK组（0.933 33%）高39.3%，处理组的可滴定酸含量的降幅为26.1%，而CK组的降幅为37.8%；在第0～10 d，处理组丙二醛含量全程比CK组低24.8%～55.9%。研究为海藻类资源的高值化利用提供理论依据。

  2025年04期 v.43;No.228 39-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2491K]
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• 花青素W/O/W乳液的制备工艺及其特性研究

  肖宇晴;李华俊;曾旖旎;石星波;邓洁红;

  针对花青素稳定性差的问题，构建花青素W/O/W双重乳液。采用共色素沉淀复配混合花青素与茶多酚（内水相质量分数3%的花青素+质量分数1.5%的茶多酚），以高功率超声乳化法制备双重乳液。同时，采用单因素试验及Box-Behnken响应面试验，得出最优工艺条件：水油比3∶7，聚甘油蓖麻醇酯（PGPR）质量分数5.19%，乳水比3∶7，乳清分离蛋白（WPI）质量分数3.23%。在最优制备工艺下，制备的双重乳液粒径为1.362 9μm,Zeta电位为（-39.03±1.03）mV，具有较好的静电稳定性。液滴大小均匀分布且结构完整，储存12 d后无乳析现象，包埋率保持在（70.95±1.6）%。研究为花青素在果蔬保鲜中的可控释放及保鲜膜的应用提供技术基础。

  2025年04期 v.43;No.228 49-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K]
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• 氧化镁-葛根基活性炭的制备及其在糖浆脱色中的应用

  唐婷范;韦金凤;李琦;李贵强;陈金足;程昊;

  为探寻吸附能力优异且可再生的新型糖浆脱色材料，以葛根为原料，通过化学沉淀-原位复合法，经碳化、活化等步骤制得葛根基多孔活性炭，再负载MgO形成氧化镁-葛根基多孔活性炭复合材料，利用SEM,FTIR,XRD和BET等现代手段对材料进行表征，并探究其在糖浆脱色中的应用。结果表明，该复合材料兼具MgO碱性位点与活性炭的高比表面积（656.28 m~2/g），孔隙结构发达，为色素吸附提供充足位点。通过单因素及正交试验，确定赤砂糖回溶糖浆脱色最佳工艺：复合材料用量0.70 g,pH值10.0，温度60℃，时间50 min，此条件下脱色率为96.7%，优于葛根基活性炭和商用MgO。复合材料再生后仍有57.0%的脱色效率，展现良好的再生性能与经济性。研究为制糖工业提供一种高效且经济的脱色方案。

  2025年04期 v.43;No.228 59-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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• CRITIC结合RCO优化核桃组织蛋白高水分挤压工艺

  王莹;吕成壮;邓森;张健;许铭强;张婷;马燕;

  为开发品质佳的核桃组织蛋白产品，优化核桃组织蛋白高水分挤压工艺，以核桃粕为基料，大豆分离蛋白、谷朊粉为辅料，以综合得分为评价指标，采用客观权重赋权法结合随机质心映射法，优化核桃组织蛋白高水分挤压工艺，并分析其品质特性。结果表明，核桃组织蛋白高水分挤压最佳工艺条件：含水量163%、挤压温度138℃、螺杆转速239 r/min、冷却温度59℃，在此条件下制备的核桃组织蛋白综合得分最高，为0.95分。与大豆组织蛋白和小麦组织蛋白相比，核桃组织蛋白的色泽最佳，具有较高的弹性（2.98%）、胶黏性（163.48 N）和组织化度（2.05）；持水性和持油性分别为0.56,0.67g/g，较小麦组织蛋白分别提高64.71%,219.05%；且核桃组织蛋白具有较好的纤维结构。研究结果为核桃素肉新产品的研发提供理论依据与技术支撑。

  2025年04期 v.43;No.228 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K]
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• 油橄榄果渣多酚基抗氧化膜的制备及其抑菌活性的测定

  聂龙英;焦利军;卓平清;张少飞;高莹;朱秀娟;

  为实现油橄榄果渣多酚（OPP）的资源化利用，开发了一种基于OPP的新型多功能复合膜（CPC）。通过溶液浇铸法，以复合膜对DPPH自由基清除率为指标，结合单因素和正交试验优化成膜工艺参数；采用滤纸圆圈法评估复合膜的抑菌活性；利用傅里叶红外光谱和扫描电镜，以及接触角表征膜的内部结构及外部形貌特征。结果表明，以质量分数1.5%的壳聚糖为基材，协同添加质量分数8%的OPP,3%的姜黄素，1%的甘油及0.9%的乙酸时，CPC对DPPH自由基清除率高达93.61%;CPC对革兰氏阳性菌抑菌效果更优；膜内OPP与姜黄素通过π-π堆积及氢键形成互穿网络结构；复合膜和纯壳聚糖膜的透油性分别为0.013%,0.032%，水溶性分别为75.40%,75.75%，复合膜较纯壳聚糖膜有所降低；拉伸强度、断裂伸长率分别为5.78 MPa,49.79%和4.37 MPa,43.54%，复合膜较壳聚糖膜明显提升。研究为开发以OPP为基材的天然保鲜包装材料奠定理论基础。

  2025年04期 v.43;No.228 77-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K]
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• 基于杂色蛤蒸煮液的海鲜调味基料制备及增鲜效果研究

  宁玥;栾宏伟;步营;朱文慧;位正鹏;靳林溪;李学鹏;励建荣;

  为充分利用杂色蛤加工副产物，以杂色蛤蒸煮液为原料，经过复合酶解、喷雾干燥等处理，通过单因素及响应面设计优化辅料配方，开发新型调味粉。对调味粉品质的感官特性、营养成分、热稳定性和鲜味释放等指标进行分析，并验证增鲜效果。结果表明：调味粉最佳配方为食盐的质量分数12.70%、白砂糖的质量分数40.80%、麦芽糊精的质量分数10%，该条件下制得的调味粉风味浓郁、蛋白质含量较高。与味精（MSG）的热降解温度162.97℃和热重损失63%相比，调味粉的热降解温度更高，为183.30℃；热重损失更小，为70%，热稳定性更好。通过电子舌和感官模型推测，1 g调味粉的鲜味强度相当于0.5 g MSG；相对于MSG 5 min的释放时间，相同浓度的调味粉为10 min，缓释效果更好；其蛋白质含量为（35.33±0.15）g/（100 g）。研究为同类型蒸煮液的加工利用和海鲜调味品的开发提供参考。

  2025年04期 v.43;No.228 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K]
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• 葛藤茶泡腾片的制备工艺优化研究

  郭松;张艺菁;徐停停;邓世日;张秋丽;张鹏;

  为探究葛藤茶泡腾片最佳制备工艺，以葛根和藤茶为主要原料，木糖醇、海藻酸钠、柠檬酸及麦芽糊精等为辅料，制备葛藤复合泡腾片，通过感官评价结合单因素试验和响应面分析法，优化产品配方及工艺参数。试验结果表明，最优配方组合为葛藤茶6.00 g、木糖醇3.50 g、海藻酸钠0.60 g、柠檬酸3.50 g、麦芽糊精2.00 g、碳酸氢钠2.50 g，依此配方制备的泡腾片片剂厚度（4.056±0.224)mm，单片质量（0.437 6±0.012 2)g，发泡量（7.82±0.30)mLCO_2/g，崩解时限（1.65±0.07)min；泡腾片含有丰富的黄酮、蛋白质、多糖和多酚等活性成分；羟基自由基清除率36.65%±2.17%，总抗氧化能力5.03μmol/mL FeSO_4当量。研究为壮瑶药新型大健康饮品的研发提供参考。

  2025年04期 v.43;No.228 96-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2226K]
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• 乳酸菌发酵蜜桃果酱工艺优化研究

  胡航伟;孔欣欣;陈权权;刘云国;游新侠;

  为推动蜜桃精深加工及新型发酵果酱产业化发展，研究发酵型蜜桃果酱的工艺。以pH值、可溶性固形物含量和总多酚含量等品质指标为评价依据，在单因素试验的基础上，通过响应面设计对发酵时间、混菌比例等重要因素进行参数优化，从而确定最佳工艺条件。结果表明，乳酸菌发酵蜜桃果酱制备工艺的最优条件为发酵时间30 h、初始加糖质量分数4%、混菌质量比（鼠李糖乳杆菌∶干酪乳杆菌）为2∶3、接种质量分数1%。此工艺条件下制备的果酱口感适宜，综合评分为8.63分。研究可为桃果资源的深加工利用提供新的思路，进一步拓宽益生菌在食品领域的应用。

  2025年04期 v.43;No.228 105-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1611K]
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