食品新型包裝材料及智能包裝關(guān)鍵裝備研發(fā)專題·編者按

華南理工大學(xué) 扶 雄

目前，全球食品加工產(chǎn)業(yè)正朝著多領(lǐng)域、多梯度、深層次、高技術(shù)、智能化、低能耗、全利用、高效率、可持續(xù)的方向發(fā)展?，F(xiàn)代食品加工產(chǎn)業(yè)成為拉動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的食品安全需求，符合綠色、環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)包裝低成本、高效率、智能化的發(fā)展目標(biāo)，我國亟待研究滿足現(xiàn)代食品包裝要求的生物基材料、加工關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備和智能化灌裝裝備，建立新型食品包裝、活性調(diào)控技術(shù)及智能裝備體系，提升我國食品包裝產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平與國際競爭力。

針對(duì)新型食品綠色包裝創(chuàng)制及智能化加工等關(guān)鍵問題與重大科技需求，中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部于2018年啟動(dòng)了由華南理工大學(xué)牽頭承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“現(xiàn)代食品加工及糧食收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目“食品新型包裝材料及智能包裝關(guān)鍵裝備研發(fā)”。項(xiàng)目共有23家單位參與，研發(fā)總經(jīng)費(fèi)3803萬元；項(xiàng)目以生物基環(huán)保包裝材料、活性智能包裝材料、粉狀與不規(guī)則固體食品和濃醬與黏稠食品的包裝設(shè)備等為研究對(duì)象，開展食品科技新方法建立、新技術(shù)突破、新裝備和新產(chǎn)品創(chuàng)制，推動(dòng)科技創(chuàng)新鏈條的建設(shè)。

重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目分為5個(gè)課題，分別由華南理工大學(xué)、鄭州大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)、大連工業(yè)大學(xué)、湖南工業(yè)大學(xué)5家單位負(fù)責(zé)。其中，課題1“活性保鮮與智能包裝材料制備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”，針對(duì)現(xiàn)有包裝指示劑“濃度猝滅”效應(yīng)、可食性包裝材料內(nèi)外側(cè)的阻濕性相同、活性成分釋放不可控等難題，采用聚集誘導(dǎo)發(fā)光、活性成分負(fù)載界面固封、納米顆粒原位形成等技術(shù)，構(gòu)建兼具智能指示與活性調(diào)控的新型包裝體系。課題2“生物基食品包裝材料制備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”，針對(duì)現(xiàn)有生物基材料的加工性能差、力學(xué)與阻隔性能不足等問題，采用反應(yīng)性擠出、多層復(fù)合、纖維素增強(qiáng)等關(guān)鍵技術(shù)提高生物基材料的應(yīng)用性能，開發(fā)淀粉/聚乳酸（PLA）納米纖維素復(fù)合包裝材料、PLA/2, 5-呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）高阻隔復(fù)合包裝材料。課題3“新型生物基食品包裝制品研發(fā)與安全性評(píng)價(jià)”，針對(duì)現(xiàn)有生物基包裝制品在規(guī)?；a(chǎn)中工藝復(fù)雜、設(shè)備繁多、成品率較低，及其綜合性能與傳統(tǒng)塑料制品有一定差距等問題，開展功能化生物基包裝制品研發(fā)，并對(duì)制品生產(chǎn)加工助劑及熱降解物中的受限物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，建立包裝材料和制品中受限物質(zhì)向食品模擬物的遷移模型，開發(fā)快速、高效、精準(zhǔn)的受限物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)。課題4“粉體與不規(guī)則固體食品智能包裝設(shè)備研發(fā)”，針對(duì)粉體充填過程中產(chǎn)生的靜電及表面張力自聚成團(tuán)造成的包裝故障、不規(guī)則固體食品包裝效率低等問題，研究粉體除靜電、多級(jí)納米快速粉氣分離、組合秤智能匹配及多級(jí)緩存給料等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粉體與不規(guī)則固體食品高效、高精度包裝。課題5“濃醬與黏稠食品智能包裝設(shè)備研發(fā)”，針對(duì)黏稠食品黏附拉絲、漏流等問題，采用無菌對(duì)接與多機(jī)器協(xié)同控制、復(fù)雜環(huán)境下黏稠物料流量主動(dòng)感知、真空微正壓灌裝等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)多種結(jié)構(gòu)包裝容器的黏稠流體的高效、高精度、非接觸式平穩(wěn)灌裝。

經(jīng)過3年的努力，各單位圍繞課題任務(wù)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，在理論與方法上均取得了重要進(jìn)展，開發(fā)了一批核心加工裝備及國內(nèi)領(lǐng)先的包（灌）裝生產(chǎn)線，建立了高性能生物基樹脂生產(chǎn)示范基地，構(gòu)建了我國新型食品包裝加工多元化集成模式，實(shí)現(xiàn)了工程化技術(shù)集成應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化示范，提升了我國食品包裝產(chǎn)業(yè)整體加工水平與國際競爭力。為了集中展示“食品新型包裝材料及智能包裝關(guān)鍵裝備研發(fā)”的最新研究成果，《包裝學(xué)報(bào)》特別開設(shè)食品新型包裝材料及智能包裝關(guān)鍵裝備研發(fā)專題欄目。經(jīng)過同行評(píng)議，本專題刊發(fā)重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目5個(gè)課題各1篇學(xué)術(shù)論文，分別由鄭州大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)以及湖南工業(yè)大學(xué)和廣州達(dá)意隆包裝機(jī)械股份有限公司相關(guān)研究人員負(fù)責(zé)撰寫。

為改善聚乳酸的力學(xué)性能、耐熱性、柔韌性等，需將其進(jìn)行物理、化學(xué)改性。論文《聚乳酸改性與應(yīng)用研究綜述 》介紹了乳酸單體制備方法、聚乳酸合成方法，對(duì)聚乳酸的性能和改性方法進(jìn)行了概述和總結(jié)，并對(duì)未來的發(fā)展作了展望。

為解決包裝霧化問題，構(gòu)建親水性/超親水性材料是一種有效策略。論文《短直鏈淀粉納米顆粒涂層制備超親水淀粉膜》以食品生物大分子淀粉為原料，采用納米涂層技術(shù)制備超親水淀粉膜，并分析了其性能，認(rèn)為超親水淀粉膜在食品包裝、防霧、油水分離、自清洗等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

鄰苯二甲酸酯增塑劑是塑料工業(yè)最主要的增塑劑之一，廣泛應(yīng)用于食品包裝、兒童玩具等領(lǐng)域。論文《鄰苯二甲酸酯增塑劑在可得然包裝膜中的遷移研究》研究了添加3種不同鄰苯二甲酸酯增塑劑的可得然包裝膜遷移問題，建立了可得然多糖膜中鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二正丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DEHP）在正己烷食品模擬物中的Weibull遷移模型。

粉體物料螺旋輸送過程中存在粉塵污染、輸送效率低的問題。論文《螺旋喂料裝置密實(shí)段參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及耦合仿真》以小麥淀粉為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種變螺距螺桿與微負(fù)壓真空倉結(jié)合的螺旋喂料裝置，并利用遺傳算法優(yōu)化螺旋喂料裝置的參數(shù)，通過EDEM-Fluent耦合仿真分析所設(shè)計(jì)裝置的密實(shí)效果。

傳統(tǒng)灌裝成品缺陷檢測(cè)方法難以同時(shí)對(duì)多目標(biāo)高速檢測(cè)。論文《基于輕量化YOLOv4的黏稠食品灌裝成品缺陷檢測(cè)》提出了一種基于輕量化YOLOv4的黏稠食品灌裝成品缺陷檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)黏稠食品灌裝成品缺陷的多目標(biāo)高速檢測(cè)。

雖然本專題的組織時(shí)間較為緊迫，但相關(guān)作者及審稿人努力克服困難，使得本專題能夠按時(shí)出版。在此，感謝各位作者的投稿支持，感謝各位評(píng)審專家的認(rèn)真評(píng)審，也感謝《包裝學(xué)報(bào)》編輯部老師對(duì)稿件的精心編校。筆者相信，本專題的出版，一定能對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的研究起到一定的借鑒作用。