CN107655442A - 一种测定不规则食品接触材料及制品接触面积的装置及其制作方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用均匀弹珠测定不规则食品接触材料及制品的接触面积的一种装置及方法，本发明装置包括盒子和弹珠；盒子内底部具有均匀完整的正方形网格刻度，正方形网格刻度的边长可以与弹珠的直径相等；弹珠单层布满盒子内。本装置可应用在测定不规则形状的容器接触面积的计算，特别是GB 5009.156‑2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》中迁移量计算必须要解决的不规则食品接触材料及制品接触面积的计算问题。本发明还提供了上述应用的制作和使用方法以及一种测定接触面积的方法。本发明装置结构简单，使用方便，能减少抽象繁杂的数学计算方式，大大提高实验检测效率。

Description

一种测定不规则食品接触材料及制品接触面积的装置及其制 作方法和应用

技术领域

本发明涉及食品接触材料的接触面积的检测设备领域，特别是涉及一种测定不规则食品接触材料及制品的接触面积的装置及其制作方法和应用方法。

背景技术

食品接触材料及制品是指在日常生活中会接触使用的餐具、食品包装、厨具等食品设备或用品。随着人们对美食色香味要求越来越高，食品包装或者餐具等作为食品消费的附加值也越来越受关注。食品包装或餐具被设计得越标新立异越能吸引消费者的眼球，于是，很多实验室从业者在做食品接触材料及制品的迁移量实验时，会遇见各种不重复的不规则食品接触材料及制品的面积计算问题。

这类问题一般通过建立模型，采用数学逻辑方法推算。相对规则和对称的餐具可以通过建模和数学逻辑方法推算出来表面积，这需要实验员有强大的数学逻辑和计算能力。但是，对于不规则的餐具计算接触面积，很难建立模型，而且要计算的工作量大，耗费时间和精力，降低工作效率，没办法的情况下只能粗略的估算。国标对此类不规则食品接触材料或制品也没有合适的计算方法。而根据国标GB 5009.156-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移实验预处理方法通则》中7.3扁平制品面积的计算，但是要求扁平制品是相对规则一体的圆形口；7.6中规定不同形状的制品面积测定方法举例，参照附录D，而仅仅是筷子、奶瓶盖、汤勺、吸管四种不规则餐具，其他不规则的餐具如何处理，本标准并没有给出方法。

对于近年出现的新事物，新奇古怪的餐具来说，国标对此类样品的接触面积如何计算是没有跟上餐具更新的速度的，在做迁移量实验的时候，国标对此类餐具的接触面积是没有合适的处理方式的。有论文显示可以构建数学模型去推理，但是那只是理论，没办法在实验室推广，如果通过构建数学模型，逻辑推理的方式求解面积的话，每个样品处理起来有如一个项目的工作量，不可行。

而对实验室从业者来说，如何计算不规则食品接触材料及制品的方法是个难题，目前为止，也没有一种简单可行的直观的方法，可以代替繁琐的测量和计算过程。比如国标GB 5009.156-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移实验预处理方法通则》相对GB/T 5009.156-2003做了修改,增加了“试样接触面积”、“增加了附录D”，附录D是四种特殊形状的制品面积测定方法实例，比如筷子、奶瓶盖、汤勺、吸管四种不规则餐具，没有代表性，是难以满足***，五花八门的不规则餐具的测定，而且计算公式复杂，需要测量多个数据，多步计算，甚至建模型分析，用到的数学公式较多，不好记忆，也难以形成计算方法。如何解决不规则食品接触材料及制品的面积计算的问题，多年来一直就是一个难点，而且此过程用到大量的数学计算，甚至建模型分析，过程相当繁琐，对实验者的数学能力是一大考验。

如何能把抽象繁杂的数学计算方式才能解决的问题，通过一个简单直观的实物操作，一目了然的给出数据，本申请的装置是多年从事食品接触材料检验的实验室一线人员多年工作经验的一个总结，可以解决这个难题，以不变应万变，各种不规则餐具，都可以用此装置去测定给出数据。提高检验效率，对实验从业者的计算能力要求相对低很多。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用均匀弹珠测定不规则食品接触材料及制品的装置及方法，结构简单，使用方便，能减少抽象繁杂的数学计算方式，大大提高实验检测效率。

本发明首先提供了一种测定不规则食品接触材料及制品的接触面积的装置，包括盒子和弹珠；所述盒子的内底部具有均匀的完整的正方形网格刻度，所述正方形网格刻度的边长与所述弹珠的直径相等；所述弹珠单层布满所述盒子内。

优选的，所述盒子为长方体盒子，所述正方形网格刻度上依次标注序列，长边依次标注有L₁—L_n，宽边依次标注有W₁—W_m。

优选的，所述正方形网格刻度的边长为0.6cm。

本发明第2个目的是提供了上述装置的制作方法，包括以下步骤：

(1)制作有刻度的盒子：在纸上画出多个均匀的正方形网格刻度，并依次标注序列，长边依次标注为L₁—L_n，宽边依次标注为W₁—W_m；将标注序列后的纸选取仅具完整的正方形网格刻度并与所述盒子的内底部面积相同的部分，铺在所述盒子的内底部；

(2)单层铺满弹珠：将所述弹珠单层铺满步骤(1)中所述盒子的内底部，所述弹珠的直径与所述正方形网格刻度的边长相等。

本发明第3个目的是提供了上述装置在测定不规则材料和制品的接触面积方面的应用。

优选的，所述不规则材料和制品为食品接触的不规则材料和制品。

本发明第4个目的是提供了上述应用的使用方法，包括以下步骤：

(1)根据如下公式用弹珠计算所述盒子的内底部面积S_a：

S_a＝(L_n×W_m×D²)cm²；

(2)取出所述弹珠，将所述弹珠粘结在所述不规则材料和制品的接触面，根据步骤(1)中所述公式计算所述盒子里剩余弹珠的面积S_b：

S_b＝(L_x×W_Y×D²)cm²；

(3)计算所述不规则材料和制品的接触面面积S：

S＝S_a-S_b；

其中，步骤(1)、(2)和(3)所述公式中：

S_a——铺满所述盒子里的总的弹珠的面积，单位：cm²；

S_b——剩余弹珠的面积，单位：cm²；

S——不规则材料和制品的表面积，单位：cm²；

L_n——弹珠铺满所述盒子里横向小格子的个数；

W_m——弹珠铺满所述盒子里纵向小格子的个数；

L_x——剩余弹珠铺在所述盒子里横向小格子的个数；

W_Y——剩余弹珠铺在所述盒子里纵向小格子的个数；

D——所述正方形网格刻度的边长。

注：1.如果材料的接触面积过大，可以重复铺满多盒弹珠，累积盒子的面积。

2.推荐使用环保胶水，弹珠和餐具都可以无损回收再利用。

本发明第5个目的是提供了一种测定接触面积的方法，包括以下步骤：

(1)制作有刻度的盒子：在纸上画出多个均匀的正方形网格刻度，并依次标注序列，长边依次标注为L₁—L_n，宽边依次标注为W₁—W_m；将标注序列后的纸选取仅具完整的正方形网格刻度并与所述盒子的内底部面积相同的部分，铺在所述盒子的内底部；

(2)单层铺满弹珠：将所述弹珠单层铺满步骤(1)中所述盒子的内底部，所述弹珠的直径与所述正方形网格刻度的边长相等；

(3)根据如下公式用所述弹珠测定所述盒子的内底部面积S_a：

S_a＝(L_n×W_m×D²)cm²；

(4)取出所述弹珠，将所述弹珠粘结在所述待测的接触面，根据步骤(3)中所述公式计算所述盒子里剩余弹珠的面积S_b：

S_b＝(L_x×W_Y×D²)cm²；

(5)计算所述待测接触面面积S：

S＝S_a-S_b；

其中，步骤(3)、(4)和(5)所述公式中：

S_a——铺满所述盒子里的总的弹珠的面积，单位：cm²；

S_b——剩余弹珠的面积，单位：cm²；

S——不规则材料和制品的表面积，单位：cm²；

L_n——弹珠铺满所述盒子里横向小格子的个数；

W_m——弹珠铺满所述盒子里纵向小格子的个数；

L_x——剩余弹珠铺在所述盒子里横向小格子的个数；

W_Y——剩余弹珠铺在所述盒子里纵向小格子的个数；

D——所述正方形网格刻度的边长。

所述接触面积为不规则材料和制品的接触面的接触面积。

本发明第6个目的是提供了弹珠在测定不规则材料和制品的接触面积方面的应用。

本发明可以直观的化繁为简，本发明装置是多年从事食品接触材料检验的实验室人员通过不停地试验和经验得出的试验结果，把抽象繁杂的数学计算方式才能解决的问题,通过一个简单直观的实物操作，一目了然的给出数据,并且能适用各种不规则食品包装或餐具，都可以用此装置去测定给出数据。把实验从业者用在计算上的精力和时间都大大降低，提高实验检验的效率。

附图说明

图1为本发明的一种测定接触面积的装置的结构示意图；

图2为本发明的一种测定接触面积的装置的制作方法的示意图；

图3为本发明的一种测定接触面积的装置在测定不规则儿童餐具接触面积的使用方法示意图；

图4为本发明的一种测定接触面积的装置在测定不规则日式餐具接触面积的使用方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1：一种用均匀弹珠测定不规则食品接触材料及制品接触面积的装置

图1为本发明的一种测定接触面积的装置的结构示意图的一个优选实施例；如图1所示，本实施例的一种测定接触面积的装置包括盒子1和弹珠2；盒子的内底部具有均匀的完整的正方形网格刻度尺，所述正方形网格刻度的边长d与弹珠2的直径D相等，本实施例里，正方形网格刻度的边长d与弹珠2的直径D均为0.6cm；弹珠2单层布满盒子1内，多余的弹珠用镊子夹出来，放进装弹珠的罐子里备用。正方形网格刻度上依次标注序列，长依次标注有L₁—L_n，宽依次标注有W₁—W_m。在本实施例中，盒子1为长方体盒子。

实施例2：实施例1中的测定装置的制作方法

图2为本发明的一种测定接触面积的装置的制作方法的一个优选实施例。如图2所示，本发明装置的制作方法的一个优选实施例包括以下步骤：

(1)制作有刻度的盒子：依据盒子的大小，用Excel表画出多个均匀的正方形网格刻度，并打印出来，依次标注序列，长依次标注为L₁—L_n，宽依次标注为W₁—W_m；

(2)将标注序列后的纸选取仅具完整的正方形网格刻度并与所述盒子的内底部面积相同的部分，铺在所述盒子的内底部；

(3)单层铺满弹珠：将弹珠单层铺满步骤(1)中所述盒子的内底部，所述弹珠的直径与所述正方形网格刻度的边长相等。

在本实施例中，正方形网格刻度的边长为0.6cm。

实施例3：实施例1中的测定装置的实际应用的一个优选实施例

本发明的装置可应用在测定不规则材料和制品的接触面积方面，特别是食品接触的不规则材料和制品的接触面积测定。具体按如下步骤进行：

准备好实施例1中的盒子和均匀弹珠、待测接触面积的不规则餐具、胶水或者双面胶。盒子为长方形纸大小的长方体盒子，在长方形纸上标注列宽W₁-W_m和行高L₁-L_n。把标注好格子序列的长方形纸铺在盒子的底部。0.6cm大小的均匀弹珠单层铺满在盒子内的长方形纸上，摇晃盒子有助于单层排列弹珠，多余的弹珠用镊子夹出来。

首先，根据如下公式用弹珠计算盒子的内底部面积S_a：

S_a＝(L_n×W_m×D²)cm²；

然后，把盒子里的均匀弹珠取出来，用胶水或者双面胶粘结在不规则餐具内表面，根据如下公式计算所述盒子里剩余弹珠的面积S_b：

S_b＝(L_x×W_Y×D²)cm²；

注意一般餐具留出空白为距离餐具上边缘小于1cm，或者留白接触面不得小于容积的4/5，边缘有花彩者要覆盖到花面。具体留白要求，可参照标准GB5009.156-2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》中的2.2和2.3，不同的食品接触材料及其制品留白不同。

最后，计算待测不规则材料和制品的接触面面积S：

S＝S_a-S_b；

其中，上述公式中：

S_a——铺满所述盒子里的总的弹珠的面积，单位：cm²；

S_b——剩余弹珠的面积，单位：cm²；

S——不规则材料和制品的表面积，单位：cm²；

L_n——弹珠铺满所述盒子里横向小格子的个数；

W_m——弹珠铺满所述盒子里纵向小格子的个数；

L_x——剩余弹珠铺在所述盒子里横向小格子的个数；

W_Y——剩余弹珠铺在所述盒子里纵向小格子的个数；

D——所述正方形网格刻度的边长。

图3为本发明的一种测定接触面积的装置在测定不规则儿童餐具接触面积的一个优选实施例。如图3所示，以不规则儿童餐具为例，采用本发明的均匀弹珠测定装置，测定不规则儿童餐具的接触面积。把本发明实施例1中所述装置中的弹珠平铺于不规则儿童餐具内，根据计算公式，S_a＝(L_n×W_m×D²)，S_b＝(L_x×W_Y×D²)，其中n＝37，m＝19，D＝0.6cm，X＝17，Y＝19，即可计算出此不规则儿童餐具的食品接触面积S＝136.8cm²。

图4为本发明的一种测定接触面积的装置在测定不规则日式餐具接触面积的一个优选实施例。如图4所示，以不规则日式餐具为例，也可以计算出此食品材料接触面积，S_a＝(L_n×W_m×D²)，S_b＝(L_x×W_Y×D²)，其中n＝37，m＝19，D＝0.6cm，X＝8，Y＝19，得出不规则日式餐具的材料接触面积S＝198.4cm²。

实施例4：本发明的一种测定不规则食品接触材料及制品接触面积的方法的一个优选实施例

本发明的一种测定不规则食品接触材料及制品接触面积的方法包括以下步骤：

(1)制作有刻度的盒子：在纸上画出多个均匀的正方形网格刻度，并依次标注序列，长依次标注为L₁—L_n，宽依次标注为W₁—W_m；将标注序列后的纸选取仅具完整的正方形网格刻度并与所述盒子的内底部面积相同的部分，铺在所述盒子的内底部；

(2)单层铺满弹珠：将弹珠单层铺满步骤(1)中所述盒子的内底部，所述弹珠的直径与所述正方形网格刻度的边长相等；

(3)根据如下公式用弹珠测定所述盒子的内底部面积S_a：

S_a＝(L_n×W_m×D²)cm²；

(4)取出弹珠，将弹珠粘结在所述待测的接触面，根据步骤(3)中所述公式计算所述盒子里剩余弹珠的面积S_b：

S_b＝(L_x×W_Y×D²)cm²；

(5)计算待测接触面面积S：

S＝S_a-S_b；

其中，步骤(3)、(4)和(5)所述公式中：

S_a——铺满所述盒子里的总的弹珠的面积，单位：cm²；

S_b——剩余弹珠的面积，单位：cm²；

S——不规则材料和制品的表面积，单位：cm²；

L_n——弹珠铺满所述盒子里横向小格子的个数；

W_m——弹珠铺满所述盒子里纵向小格子的个数；

L_x——剩余弹珠铺在所述盒子里横向小格子的个数；

W_Y——剩余弹珠铺在所述盒子里纵向小格子的个数；

D——所述正方形网格刻度的边长。

注:1.如果材料的接触面积过大，可以重复铺满多盒弹珠，累积盒子的面积。

2.推荐使用环保胶水，弹珠和餐具都可以无损回收再利用。

本实施例中的接触面积可以为不规则材料和制品的接触面积。

本发明装置简单明了，快速有效的进行检测，可以提高工作效率，合适推广实现了把复杂问题简单化。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种测定不规则食品接触材料及制品接触面积的装置，其特征在于，所述装置包括盒子和弹珠；所述盒子的内底部具有均匀的完整的正方形网格刻度，所述正方形网格刻度的边长与所述弹珠的直径相等；所述弹珠单层布满所述盒子内。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述盒子为长方体盒子，所述正方形网格刻度上依次标注序列，长边依次标注有L₁—L_n，宽边依次标注有W₁—W_m。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述正方形网格刻度的边长为弹珠的直径等于0.6cm。

4.权利要求1-3之一所述装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作有刻度的盒子：在长方形纸上画满均匀的正方形网格刻度，并依次标注序列，长边依次标注为L₁—L_n，宽边依次标注为W₁—W_m；将标注序列后的长方形纸选取仅具完整的正方形网格刻度并与所述盒子的内底部面积相同的部分，铺在所述盒子的内底部；

(2)单层铺满弹珠：将所述弹珠单层铺满步骤(1)中所述盒子的内底部，所述弹珠的直径与所述正方形网格刻度的边长相等。

5.权利要求1-3之所述装置在测定不规则材料和制品的接触面积方面的应用。

6.根据权利要求5所述应用，其特征在于，所述不规则材料和制品为食品接触的不规则材料和制品。

7.权利要求5所述应用的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据如下公式用弹珠计算所述盒子的内底部面积S_a：

S_a＝(L_n×W_m×D²)cm²；

(2)取出所述弹珠，将所述弹珠粘结在所述不规则材料和制品的接触面，根据步骤(1)中所述公式计算所述盒子里剩余弹珠的面积S_b：

S_b＝(L_x×W_Y×D²)cm²；

(3)计算所述不规则材料和制品的接触面面积S：

S＝S_a-S_b；

其中，步骤(1)、(2)和(3)所述公式中：

S_a——铺满所述盒子里的总的弹珠的面积，单位：cm²；

S_b——剩余弹珠的面积，单位：cm²；

S——不规则材料和制品的表面积，单位：cm²；

L_n——弹珠铺满所述盒子里横向小格子的个数；

W_m——弹珠铺满所述盒子里纵向小格子的个数；

L_x——剩余弹珠铺在所述盒子里横向小格子的个数；

W_Y——剩余弹珠铺在所述盒子里纵向小格子的个数；

D——所述正方形网格刻度的边长。

8.一种测定接触面积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作有刻度的盒子：在长方形纸上画满均匀的正方形网格刻度，并依次标注序列，长边依次标注为L₁—L_n，宽边依次标注为W₁—W_m；将标注序列后的纸选取仅具完整的正方形网格刻度并与所述盒子的内底部面积相同的部分，铺在所述盒子的内底部；

(2)单层铺满弹珠：将所述弹珠单层铺满步骤(1)中所述盒子的内底部，所述弹珠的直径与所述正方形网格刻度的边长相等；

(3)根据如下公式用所述弹珠测定所述盒子的内底部面积S_a：

S_a＝(L_n×W_m×D²)cm²；

(4)取出所述弹珠，将所述弹珠粘结在所述待测的接触面，根据步骤(3)中所述公式计算所述盒子里剩余弹珠的面积S_b：

S_b＝(L_x×W_Y×D²)cm²；

(5)计算所述待测接触面面积S：

S＝S_a-S_b；

其中，步骤(3)、(4)和(5)所述公式中：

S_a——铺满所述盒子里的总的弹珠的面积，单位：cm²；

S_b——剩余弹珠的面积，单位：cm²；

S——不规则材料和制品的表面积，单位：cm²；

L_n——弹珠铺满所述盒子里横向小格子的个数；

W_m——弹珠铺满所述盒子里纵向小格子的个数；

L_x——剩余弹珠铺在所述盒子里横向小格子的个数；

W_Y——剩余弹珠铺在所述盒子里纵向小格子的个数；

D——所述正方形网格刻度的边长；

所述接触面积为不规则材料和制品的接触面的接触面积。

9.弹珠在测定不规则材料和制品的接触面积方面的应用。