黄粉虫、大麦虫在食品加工中的开发利用

第一篇：黄粉虫、大麦虫在食品加工中的开发利用

黄粉虫、大麦虫在食品加工中的开发利用

摘要介绍了黄粉虫、大麦虫的营养价值，针对当前黄粉虫、大麦虫在食品方面的研究热点和开发利用方面的问题进行了较全面的分析，阐明了黄粉虫、大麦虫在食品开发方面的广阔前景。

关键词黄粉虫、大麦虫、营养价值、食品开发、发展前景

黄粉虫Tenebrio molitor俗称黄粉甲、面包虫，属于昆虫纲Insecta，鞘翅目Coleoptera，拟步甲科Tenebrionidae，粉虫族Tenebrionini，粉甲属TenebrioL，原产于南美洲，属于仓库和贮藏害虫。因其营养成分高，营养含量居各类活体动物蛋白饲料之首，被誉为“蛋白质饲料宝库”。国内外均有约100年饲养的记录。由于黄粉虫开发利用潜能大、市场前景广阔，近年来养殖规模日益扩大。目前我国东北、华北、甘肃、宁夏、陕西、山东、四川、重庆等地均有黄粉虫的规模化养殖基地，其中山东、河北己形成以黄粉虫养殖和综合开发利用为核心的产业链 [1]。

大麦虫Zophobas morio也是拟步甲科的昆虫，是我国新近由东南亚国家引进的新型蛋白源昆虫，其营养价值成分比黄粉虫更高，开发潜力更大，但目前国内外的相关研究报道尚少。

1.生物学特性

1.1黄粉虫的生物学特性

黄粉虫属于完全变态昆虫，其生长周期为卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段，各阶段经历的时间随温度变化而不同，生态环境优越，一年则可产4代[2]。

黄粉虫的成虫黑褐色，鞘翅有光泽，体长10-12mm，喜在夜间活动，爬行迅速，不善飞行；幼虫黄褐色，体长15-20mm；虫卵乳白色，椭圆形，卵液为白色乳状粘液。具有自相残杀的习性，特别是虫口密度较高的情况下，残杀现象尤其突出。

1.2大麦虫的生物特性

大麦虫近年从东南亚国家引进，因以麦麸、麦皮为主要食物，也称为麦片虫、麦谷虫、超级面包虫[3]。大麦虫的虫体大，生长周期及速度与黄粉虫相同。从卵孵化到成虫羽化约需三个多月的时间，其产量是黄粉虫的5倍。

幼虫长70-80mm，老熟幼虫虫体宽5-6mm，单条虫重1.3-1.5g，是黄粉虫的体长、体重、体宽的3-4倍，营养价值更是远远超过黄粉虫。大麦虫自相残杀习性严重，成虫捕杀初产的卵以及初孵化、蜕皮的幼虫。

2.营养价值

2.1黄粉虫的营养价值

蛋白质和氨基酸黄粉虫蛋白质含量高、氨基酸组成较全面，属于优质动物蛋白源。研究表明[4-12]，黄粉虫的蛋白质含量约为干重的50%左右，其中以成虫蛋白质含量最高，蛹次之，幼虫最低；虫体含有18种氨基酸(包括8种人体必需氨基酸)，第一限制性氨基酸为蛋氨酸和胱氨酸，第二限制性氨基酸为赖氨酸，必需氨基酸占总氨基酸总数的40%以上。

粗脂肪和脂肪酸研究表明[7-10]，黄粉虫脂肪含量较高，其中蛹和越冬态幼虫的脂肪含量又比成虫和生长期幼虫高。黄粉虫粗脂肪中饱和脂肪酸含量较低，而不饱和脂肪酸和必需脂肪酸含量较高，其中油酸含量最高，而肉豆蔻酸含量较低。据报道，肉豆蔻酸增高血胆固醇的作用明显；而油酸降低血清胆固醇、甘油三醋和低密度脂蛋白胆固醇的作用明显，并且不会降低高密度脂蛋白胆固醇，同时也不具有多不饱和脂肪酸潜在的一些其它不良作用，如促进机体脂质过氧化、促进化学致癌作用和抑制机体免疫功能等[10]。由此可见，黄粉虫脂肪是比较理想的食用脂肪。

矿物质和维生素分析表明[4-14]，黄粉虫含有多种矿物质和微量元素，其中人体必需的微量元素铁、铜、锌、锰、硒含量较高，但各种矿物质和微量元素的具体含量因饲料配方和饲料产地不同而异。有关黄粉虫维生素的分析，目前报道相对较少。冯彦博[13](2002)的分析表明，黄粉虫含有大量的维生素A、E；此外，黄粉虫维生素B1、B2和维生素D的含量也较高[2]。由此可见，黄粉虫的维生素营养价值也较高。

2.2大麦虫的营养价值

大麦虫的幼虫含粗蛋白质51%，脂肪含量29%[15]，还含有多种糖类，氨基酸、维生素、激素、酶及矿物质磷、铁、钾、钠、钙等，其营养价值甚高。根据Finke[16]的报道，与家蝇、黄粉虫幼虫、蟋蟀、蚕蛹、蜡虫幼虫等比较，大麦虫在重量、蛋白质、蛋氨酸和能量的含量均居首位，且微量元素的种类多、含量较高，是一种不可多得的蛋白源昆虫。

3.食品的开发利用

3.1黄粉虫食品的开发利用

3.1.1黄粉虫食用安全性

关于黄粉虫的安全毒理性，陈彤等[7](1997)作过较系统的研究，结果表明，黄粉虫体内含有少量毒素，主要来源于消化道和部分腺体分泌物，加工食品时必须将其彻底排除，方能安全食用。杨兆芬等[17](2004)进一步对不同发育阶段黄粉虫的防卫毒素—苯醌的含量进行了测定，并探讨了该毒素的去除方法。结果表明，不同发育阶段的黄粉虫苯醌含量不同，其中

成虫最高，蛹次之，幼虫最低；而同一虫态黄粉虫的苯醌含量则随日龄增加而增大；并且同一日龄的雌蛹和雌成虫苯醒含量均高于雄蛹和雄成虫。他们提出，采用刺激—水洗—研磨—烘烤工艺处理黄粉虫幼虫可清除 94.30%苯醌。这为黄粉虫的饲用和食用安全性研究奠定了一定的理论基础。

3.1.2黄粉虫传统加工品

(1)初加工产品

油炸黄粉虫[18] 黄粉虫的幼虫、蛹经过排杂处理、烫漂、沥干水分，再经过爆炒或油炸，加入调味料即可食用。营养丰富，风味独特。

速冻黄粉虫[19-20] 将黄粉虫洗净，经过排杂处理后整形、挑选、然后装入食品级塑料袋中封口，送到速冻车间速冻，产品可在-18℃贮藏。

黄粉虫罐头[21-22] 选择体态完整的黄粉虫幼虫或蛹，经过清蒸、红烧、油炸、五香腌制等不同的调味工艺，制成风味各异的罐头，使其具有耐藏，营养丰富，口味独特，食用方便的特点。

“汉虾粉”系列产品[23] 黄粉虫经排杂处理，再经消毒，固化，烘干后磨成粉，称为“汉虾粉”。可做为食品原料，制成汉虾食品，在饼干中加入7%的汉虾粉，味美可口，蛋白质含量提高1倍；膨化食品中加入5%的汉虾粉可使食品香酥可口，营养丰富；将汉虾粉加入酥糖或月饼里，可制成特殊风味的“汉虾酥糖”和“汉虾月饼”；加到面包里可以制成虫香味浓郁，氨基酸含量很高的营养型面包。

(2)深加工产品

黄粉虫虫浆的加工[20] 选用鲜黄粉虫经过去杂处理，清除消化道内分泌物，然后清洗干净，磨浆，同时配以食用油、豆粉、芝麻、辣椒等辅料，配制成酥糖馅，月饼馅等各种点心馅来制作加工点心。

黄粉虫酱油的加工[24] 选用体态完整，气味正常，无腐烂的新鲜黄粉虫，经严格清理除杂，加水磨浆，然后调pH值，加入酶水解蛋白质，再经过滤、杀菌、调味调色等工序制成，黄粉虫酱油营养丰富，味道鲜美，香味浓郁，无不良后味。经检测，氨基酸含量高，富含Na、K、Fe、Ca等多种微量元素，维生素和一些功能性成分，兑5倍水后的味道可与普通酱油相媲美，因此该产品是一种营养价值高，很有发展前途的调味品。

黄粉虫保健酒的加工[19-20] 选用老熟的黄粉虫，经清理去杂、固化、烘干脱水后，配以红枣，枸杞放入白酒中浸泡1~2个月即成。酒体色泽红润，口味甘醇，具有安神、养心、健脾、通络活血等功效。此外，还可以通过向白酒里面添加黄粉虫粉末的方法，使里面的有效

成分浸提完全，以提高虫酒的保健功能。

(3)高新技术系列产品

黄粉虫冲剂[28] 将成熟黄粉虫幼虫经清理去杂、脱脂、脱色等处理，采用喷雾干燥等工艺制成乳白色粉状冲剂。其蛋白质、微量元素、维生素含量丰富，适合配制滋补强身的饮料及各种冷饮食品。

黄粉虫蛋白粉[20] 将黄粉虫经清理除杂、灭菌、烘干、粉碎，然后采用加盐或加碱法使虫体蛋白质充分溶解，然后可以采用等电点、盐析或透析等方法，使蛋白质凝聚沉淀，再把沉淀烘干，即得黄粉虫蛋白粉。

黄粉虫氨基酸口服液[29]黄粉虫中蛋白质的氨基酸组成合理，可制取氨基酸产品。也可以进一步用于加工保健产品，制成食品强化剂，也可以用作治疗氨基酸缺乏症的药品。一般水解的方法有酸水解，碱水解和酶水解3种方法，现在大都采用酶水解法[25]。

黄粉虫酶解制成胶囊[20] 首先对黄粉虫加酶水解，使蛋白质分解成氨基酸，在此基础上添加一些功能性食药兼用的原料，然后经浓缩、喷雾干燥(或冻干)等工艺过程最后制成胶囊。

黄粉虫功能饮料[30] 利用黄粉虫直接酶解得到的氨基酸水解液进行调配，加工成含有各种氨基酸的全营养型功能饮料。其饮料中含有大量游离氨基酸，易被人体吸收，维生素和微量元素的含量也较高，是一种新型的营养保健饮料，具有很高的营养价值[27]。另外,还可以将黄粉虫蛋白与其他各种乳饮料中所含蛋白，按一定比例进行科学搭配，使动、植物蛋白得以互补，各种氨基酸构成比较平衡，从而提高饮料中蛋白质的生物价。

(4)甲壳素和壳聚糖的制取

黄粉虫成虫的骨骼、鞘翅，幼虫的表皮，蛹壳都是由几丁质构成的，可将黄粉虫除去蛋白质，脂肪后制取甲壳素，将甲壳素进一步脱乙酰基即得可溶性甲壳素即壳聚糖[26]。甲壳素和壳聚糖及其衍生物具有无毒、无味、可生物降解等特点，在食品中可作絮凝剂、填充剂、增稠剂、脱色剂、稳定剂、防腐剂及人造肠衣、保鲜包装膜等多种用途[26]。

3.2大麦虫食品的开发利用

大麦虫生产养殖在我国还没形成规模的生产，但目前市场的需求急剧增加，尤其在近年来金龙鱼等名贵大型捕食性观赏鱼的饲养在民间开始流行，将会逐渐加速以大麦虫等为代表的高蛋白饲料的开发应用与前景研究。因此，深入研究大麦虫的饲养与利用前景，具有巨大的发展潜力，并会产生不可预计的经济效益。

4.食品开发的前景

黄粉虫、大麦虫营养丰富，必需氨基酸比值与人体所需比值接近，尤其与婴幼儿所需比

值相符。黄粉虫脂肪也优于其他的动物脂肪，而且含有较丰富的VE、VB2。同时还可以作为有益微量元素的转化“载体”，通过饲料加入无机盐，转化为各种生物态有益元素，成为具有保健功能的食品，补充人体所需的微量元素。

目前黄粉虫、大麦虫的研究开发利用还处于初级阶段，特别是在食品中的应用还有待于进一步的开发。除了要巩固发展那些传统的加工品外，还要加快医疗滋补保健品的开发步伐，通过进一步深入地对黄粉虫、大麦虫营养成分分析，明确其保健功能的作用机理，开发出具有影响力的保健功能食品。

参考文献

[1]刘玉升.黄粉虫工厂化规模生产及产业化开发[J].山东省虫业协会通讯2000,10:1-15.[2]杨冠煌.中国昆虫资源利用和产业化网.中国农业出版社

[3]司秋玫.大麦虫人工养殖[J].增收致富.2007,2: 15

[4]谢保令.黄粉虫营养成分的分析研究[J].昆虫知识1994，31(3):175-176

[5]叶兴乾，苏平，胡萃.黄粉虫主要营养成分的分析和评价[J].浙江大学学报(农业与生命科学版)1997，23(1):35-38

[6]YeXingqian,HuCui,WangXiang.Chemical evaluation of the nutritive value of 7 speeies of coleopteran larvae[J].浙江大学学报(农业与生命科学版)1998，24(1):101-106

[7]陈彤，王克.黄粉虫等昆虫的营养价值与食用性研究[J].西北农业大学学报 1997，25(4):78-82

[8]杨兆芬，林跃鑫，陈寅山，吴小楠.黄粉虫幼虫营养成分分析和保健功能的实验研究[J].昆虫知识1999，36(2):97-100

[9]刘伟强，罗来凌，黄炳南，王晓容.黄粉虫幼虫营养成分分析[J].广州食品工业科技1999，15(l):56-57.[10]黄琼，周祖基，周定刚，胡杰，杨伟，杨春平.黄粉虫蛹的营养成分分析[J].四川动物2006，25(4):809-813.[11]黄琼，周祖基，周定刚，胡杰，杨伟，杨春平.七种昆虫的营养成分分析[J].营养学报2007，29(1):94-96

[12]葛盛芳，程义稳，李步青.黄粉虫三个生长期生化成分分析[J].安徽大学学报(自然科学版)1991，(3):86-87

[13]冯彦博.黄粉虫中无机元素和维生素的测定与研究[J].食品研究与开发2002，23(2)：57-59

[14]王晓容，黄小丹，古芳芳，林栋柱，沈宜昌，郑伟洁.黄粉虫幼虫体中微量元素的测定[J].仲恺农业技术学院学报1996，9(2):98-100

[15]常正西.昆虫养殖新品种—大麦虫[J].中国农村科技.2007, 1: 33

[16]Finke M.lording to enhance the nutrient content of insects as food for reptiles: a mathematical approach [J].Zoo Biology.2003,22:147-162

[17]杨兆芬，刘怀如，张素华，彭玉玲.黄粉虫防卫物质苯醌的测定及其去除[J].昆虫知识.2004，41(3):248-251.[18]张潜龙.一种应用广泛的生物资源-黄粉虫[J].农村发展论丛(养殖业)1998，(9):23-24

[19]吴福中，林华峰，刘志红，胡萃.中国黄粉虫产品开发利用的现状及其对策[Jl.中国农学通报2005，21(8):72-75.[20]王文亮，孙爱东.黄粉虫食品研究开发现状及发展前景[J].中国食物与营养 2005，(6):18-20.[21]王文亮，孙守义，王守经，孙宏春.黄粉虫罐头的加工工艺[J].中国食物与营养2008，(2):17-18.[22]霍建聪.黄粉虫罐头的加工工艺[J].农产品加工2007，(4):17

[23]王振林，周明琪，陈彤，陈旭仓.汉虾粉的营养价值研究[J].西安医科大学学报1994，15(4):344-345

[24]崔蕊静，林学峨.利用黄粉虫生产酱油的技术[J].中国调味品1997，(5):10

[25]王文亮，孙爱东，王守经，祝清俊，邓鹏.木瓜蛋白酶水解黄粉虫蛋白质工艺条件的优化[J].食品与药品2007，9(8):5-7

[26]刘高强，王晓玲.昆虫壳聚糖在食品工业中的开发应用[J].食品科技2004，(3):92-94.[27]高妍，刘全国.黄粉虫在医疗保健及特种养殖中的应用与开发前景[J].养殖与饲料2007，(12):68-69

[28]赵大军，马勇，吕长鑫，宋立，孙建华.黄粉虫系列食品的开发应用研究[J].食品工业科技 2006，27(9):167-170

[29]杨兆芬，林跃鑫，张东弛，陈寅山.黄粉虫复合氨基酸的提取及氨基酸虫酒的制作[J].昆虫知识1998，35(5):290-292

[30]冀宪领，盖英萍.黄粉虫蛋白提取工艺的研究[J].食品科技2000，(5):24-25

第二篇：旋振筛在食品加工行业的应用

旋振筛在食品加工行业的应用

旋振筛是一种高精度细粉筛分机械，其高效率、操作简便、快速换网仅需3分钟。全封闭结构，适用于粒、粉、粘液等物料的筛分过滤。因此被各行各业广泛的运用。

常用于化工、磨料、食品、公害处理、金属等行业。

旋振筛的出现为食品行业的发展做出了卓越的贡献。比如人们常接触到的糖粉、淀粉、食盐、米粉、奶粉、豆浆、蛋粉、酱油、果汁、木瓜粉、绿茶粉、葛根粉、及薯类的再加工生产，都会大量的运用到旋振筛。

以淀粉或者米粉等粉类来说，一般先要进行：原料的除杂——筛选——称重，其次是浸泡——粗磨——胚芽分离——细磨——淀粉筛分——蛋白质分离——离心脱水——恒温干燥，最后是称重——分装成品。

旋振筛出现后，轻松克服了精细物料的筛分难题，因而也使得食品的种类出现了多样化，使整个食品行业有了飞速发展。

旋振筛让人们可以享受到越来越精细、口感越来越柔和、细腻的食品。因而振动筛也悄然无声的越来越多的出现在我们身边，在人们不断享受美食的同时，也为整个食品行业注入了新的生命力。

第三篇：计算机在材料加工中的应用

计算机在材料加工中的应用

摘要：本文介绍了计算机模拟在材料加工过程中的发展趋势，它将为企业参与激烈的市场竞争并取得成功提供重要手段，计算机模拟技术必将在未来材料加工技术中起到举足轻重的作用。

关键词：材料加工；计算机模拟；虚拟制造；

Abstract：This paper has reviewed the developmental history and the important role of computer simulation of materials processing in manufacturing industry for current and proposed materials process applications as well as typical variables interrelate with specific process elements and the capability and payoff of process simulation for these same applications.Keywords：material process，computer simulation，virtual manufacture 1 前言

随着时代的发展，世界制造业面临市场开拓和技术发展两大挑战。高质量、低成本、短周期的先进制造技术是制造业的发展方向，它的科学性、先进性、正确性和敏捷性对于国民经济的发展非常重要。虚拟制造技术的出现是先进制造技术的重要标志之一[1-2]。虚拟制造与实际制造有本质区别，它是在计算机防真与虚拟现实技术的支持下，在计算机上进行产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验等，是在计算机上实现将原材料变成产品的虚拟现实过程，使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，进入全方位预测，力争一次成功的新阶段，从而缩短产品周期，减少费用，提高质量。材料加工是先进制造技术中重要的组成，它的应用涉及航空航天、汽车、石化、军事等事关国民经济的重要产业。在我国加入世贸组织之后，我国的制造业面临更多更大的机遇与挑战。材料加工与以切削为主体的冷加工相比，其特点是: 从质量评价标准上，在保证零件尺寸形状精度和表面质量的同时，更注重保证零件和结构内部组织性能和完整性;在产品和零件设计上，更强调针对复杂型腔和曲面的能力;在工艺过程中，除了运动和外力作用等因素，还涉及温度场、流场、应力应变场及内部组织的变化;生产环境恶劣，控制因素多样。以上特点反映了材料加工过程对综合自动化和信息集成的需求和复杂性，因此，充分了解材料加工计算机模拟的重要性及其发展趋势，对于推动我国制造业的科技进步，缩短产品的开发和加工周期，快速响应市场，提高竞争能力，真正体现高速、高效、高质的制造优势，具有重要的意义。2计算机模拟技术的发展

计算机模拟是制造业发展的产物。以有限元方法为基础的计算机模拟技术是20 世纪技术发展的巨大成果，在工程物理科学的各个分支领域都起着十分重要的作用。新材料、新工艺、新产品、高要求、高精度、低成本的现代制造模式要求深入了解和掌握材料成形机理、过程变化，在计算机上实现过程显现，开拓科学的工艺和设计方法，实现最优设计与制造。因此，计算机数值模拟技术以及以此为基础的优化设计方法研究成为当今和今后国内研究的热点。

2.1宏观模拟向微观模拟深入

我们知道在工程中使用的金属材料大多数为多晶材料，材料的微观组织形态直接影响零件的机械性能和物理性能，所以选择合理的加工工艺参数十分重要。材料加工过程微观组织的计算机模拟由于具有描述分子级尺寸水平的能力，这将对控制材料晶粒大小及分布，进一步了解位错的产生和运动、晶界结构、防止内部空洞和微裂纹的萌生和扩展等问题提供了新的方法[3-4]，将大大推动材料微观结构研究的进展，并对确定优化材料加工的工步数和顺序、热处理方案十分有益。此外，在金属成形过程中，适用的优化准则对材料最终的力学性能和微观组织性能具有重要的影响，通过优化坯料形状或预成形模具形状、模具速度使最终锻件具有良好的尺寸精度、少无飞边和所期望的微观组织。为此，一方面要要研究合适的优化设计变量的选择，包括影响终锻件力学组织性能的状态变量和过程变量，即形状设计变量和速度设计变量。另一方面要研究和建立微观组织优化设计的目标函数，该目标函数考虑晶粒尺寸大小及分布，再结晶晶粒尺寸、再结晶程度和无再结晶部分的晶粒尺寸及其体积分数。

2.2高精度、高效三维有限元模拟

近二十年间，以有限元法为核心的数值模拟技术在金属塑性成形领域中应用，所采用的理论体系从小变形弹塑性有限元理论、刚-(粘)塑性有限元理论，到现在的大变形弹-(粘)塑性有限元理论，分析技术发展迅速，逐渐趋于成熟。采用大变形弹-(粘)塑性有限元法分析金属成形问题，不仅能按照变形路径得到塑性区的发展情况，工件中的应力、应变的分布规律，以及几何形状的变化，而且能有效地处理卸载，计算残余应力、残余应变，从而可以分析和防止产品的缺陷等问题，符合金属成形对于精密化模拟分析的要求。目前，二维大变形弹-(粘)塑性有限元法模拟技术已日趋成熟，并已在工程中得到成功的应用。但大变形弹-(粘)塑性有限元法是建立在有限变形理论基础上的，需要对变形梯度进行多次分解，从分析金属成形过程的角度出发，计算工作量大，而金属成形过程通常是在高温下进行的，工件在发生变形的同时伴随有温度的变化，因此，在分析金属成形过程模拟中，还必须考虑温度的影响，即进行温度场与变形场的耦合计算，特别是工程中可以简化为二维分析的问题并不多，三维模拟是必然趋势，三维问题分析在数学模型和图形处理上的复杂程度大大增加，由此引起的计算量猛增，比二维问题的计算量高出几十倍甚至上百倍，这对于计算机存储量的要求也随之增加。近年来，由于计算机软硬件技术的迅速发展和数值计算方法的不断完善，使三维问题的分析成为可能。一方面，人们在研究提高计算速度的方法，开发了大规模计算问题的并行计算方法(Parallel Computation)，利用并行处理机中多CPU 可同时工作的特点，配以软件编程中的并行处理方法，使计算速度大为加快，目前国际上许多商业软件都推出了并行版，如ANSYS、MARC、LS-DYNA3D 等;另一方面人们在研究改善计算方法，众所周知，金属成形过程中，坯料的变形特别大，若采用更新的拉格朗日法(Updated Lag rang ian Method)进行计算时[10]，初始划分的单元网格逐渐畸变，若将已经畸变的网格形状作为增量计算的参考构形，将导致计算精度降低，甚至引起不收敛，为克服上述问题，通常当网格畸变到一定程度后，必须停止计算，重新划分适合于计算的网格，通过新旧网格间信息场量的插值传递，再继续进行计算，要完成一个成形问题的模拟，通常需要多次重划网格，这将导致计算量的增加和由于多次插值带来的计算精度的降低，因此，许多研究开发人员正致力于改进三维网格重划的自适应能力和自动化程度，改进新旧网格间信息传递的插值方法，取得了可喜的进展。同时，开发了ALE法(Arbitrary Lagrangian Eulerian Method)和显式解法(Explicit Solution)[11]，而ALE 法不再象Lagrangian公式中将网格固定在材料上，而是不依赖于材料的运动而移动，因此可控制网格的几何形态，ALE 通过利用高阶的技术不断进行网格重划，从而避免上述问题，提高计算速度和精度，这对于为提高计算精度和效率而进行的网格细划十分有利，该方法已在MSC/ DYTRAN、Press Form 等软件中得到成功的应用，而显式解法主要是为解决非线性问题隐式求解时为保证求解精度需反复迭代，使计算量猛增的问题，目前该方法已成功地应用于LS-DYNA3D 中[12]。另外，随着计算机软硬件的迅速发展，计算速度问题也将逐步得到解决。

到目前为止，二维大体积金属成形过程有限元模拟技术已趋成熟，国内外先后开发了许多商品软件，这些软件多适用于二维问题、伪三维问题及简单三维问题的分析。通过使用弹-塑性-实时响应模型，可确定完整的应力、应变和挠曲变化状况，残余应力也容易被计算。近年来，金属成形工业对三维过程模拟提出了更高更精确的要求。对于处理复杂三维金属塑性成形问题，虽然存在模具型腔几何形状描述、动态边界条件及网格重划等技术难点[5]，随着计算方法的完善和计算机技术的进步，开发出使用便捷且适用范围广的三维有限元程序已成必然。一方面研究提高计算速度的方法，通过计算机技术中多个CPU 可同时运行的并行处理技术和软件编程中的并行处理方法，开发大规模计算问题的并行计算方法，从而大大提高计算效率;另一方面不断完善计算方法，对于影响三维模拟精度的若干技术问题，如初始速度场的生成、摩擦边界条件的处理、刚性区和塑性区的区分、缩减因子的确定、收敛准则的选择和热力耦合等问题，在保证求解精度和效率的前提下，均可采用二维有限元模拟中相关的算法和处理技术。而模具型腔几何形状描述、动态边界条件及网格生成和重划等技术难点与二维模拟相比有较大的区别，这些问题处理的正确与否将直接关系到模拟分析的可靠性和求解效率。因此，人们在不断地寻求解决的方法。Cho等[6]为了解决复杂三维问题，采用考虑热传导的三维热黏塑性有限元模型，将一个无法用解析式描述的任意复杂形状的模具表面，通过Ferguson分片，用一个分片连续的形式给出，将被网格重构的变形体分为表面自适应层和中心区两部分，提出一种基于体适应映射法的三维网格重构技术。所提出的网格重构方法是以产生线性八节点六面体单元为基础的。在表面自适应层上自动产生网格后，中心区通过体适应映射法自动生成网格，并对万向节的热锻过程进行了完整的模拟。此外，在计算机上处理三维金属成形，还需进一步提高模拟的可视化水平，拥有良好的用户界面是非常重要的。随着计算机装载了三维图形处理程序及计算速度和硬件水平的提高，可在前后处理中大量应用可视化技术，用户在二维屏幕上可直接观看物体的三维图形和数据。在金属成形过程模拟中，可通过采用切片技术和镜像显示技术观测物体某一横截面或整个结构的变化情况，点跟踪技术可使用户了解在成形过程中原始材料上任意点的流动情况，同时绘制这些点的过程参数变化曲线图。

2.3单目标优化设计到多目标优化设计渗透金属材料的成形通常在高温下进行，工件塑性成形是一个复杂的热力学过程，受到应力应变分布不均匀、硬化和再结晶等因素的影响，而工件的形状和尺寸精度及其内部质量和性能决定着产品质量。热处理过程作为材料加工中不可缺少的环节，是一个包含温度、相变、应力/应变相互作用的复杂过程，是一个多机制综合作用的过程。对其进行组织性能预测的数值模拟，首先必须通过大量实验，使模拟技术建立在可靠的试验数据基础上，建立准确的数学模型，将组织场-变形场-温度场三者进行耦合计算，将成形过程与热处理工艺的模拟与质量控制相结合，使模拟结果更准确。由此可作为参考对影响成形过程和热处理工艺的各种工艺参数进行综合优化设计，以适应先进制造技术的要求(高精度、高质量、高效率)。

2.4虚拟制造系统的开发

现代化制造加工业的目的应是适应全球市场需求，目标应是应用CAD/CAE/CAM技术来实现优质、高效、低费用产品生产。为适应现代化制造业中要求柔性化、快捷、低成本及高质量的要求，在生产设计中互相借助彼此硬件和软件技术，把最先进的技术集中起来不失为一种好的解决方法。但这种集成与常规的集成技术不同，它是虚拟的，是一种并行工程思想与先进制造技术的综合体现。它主要包括:

1、敏捷制造(AM):利用“竞争—合作/合同”机制，发挥局部特长;

2、并行工程(CE):实现同步设计、加工、核算和管理;

3、专家系统(ES):实现领域知识和复杂问题的评价和求解;

4、网络技术及先进的管理系统(NT-MS):实现先进集成技术的最快捷的手段。图1 为虚拟系统的结构图。基于虚拟系统的制造业，将是21 世纪市场上一种较好较快实现产品的运营方针，可大大减低新产品开发风险，提高经济效益，最终使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

图 1 虚拟系统的结构图

2.5反向设计技术与专家系统

在某一给定的成形工艺中，最终产品的材料状态和几何形状取决于诸多工艺参数(加载条件、模腔形状、模具润滑条件、初始坯料几何尺寸等)，若考虑某些工艺参数固定不变，则通过对另一些工艺参数的反复模拟和修改，以得到所希望得到的最终产品的材料状态和几何尺寸，成形工艺的设计可认为是对于初始坯料和随后的各预成形坯及模具的设计，但这种反复迭代的方法需要花费大量的计算时间是极不经济的。八十年代中，S.Kobayashi 等系统研究了这一问题，提出了反向模拟技术(Backward Tracing Technique)，即从一给定的最终形态，沿着相反的加载路径，反向模拟实际的工艺过程，该方法为工艺设计开辟了新途径。近十年来，反向模拟技术得到了一定的进展和应用，但始终没取得突破性进展，其主要原因是从最终形态反向模拟时，无法给定初始场量，因此获得的初始毛坯设计在理论上存在缺陷，无法估计设计所带来的误差。近年来，工艺设计与优化的技术取得了新的进展，提出了敏感性分析(Sensitivity Analysis)的反向设计方法(Inverse Method)，该方法将预成形设计和模具设计问题处理为优化问题，用严密的数学公式进行描述，将优化问题的目标函数定义为一组给定设计变量中所希望的最终状态和数值计算状态之间的误差的某种度量，敏感性分析是一种广泛用于计算目标函数梯度的方法，由于所求解的问题高度非线性并具有历史依赖性，因此，最适合应用直接差分法(Direct Differentiation Method)，控制方程直接由敏感性场的场量公式差分得到。该方法已成功地应用于坯料和模具形状的优化设计中。另外，在材料加工领域中，许多设备和工艺问题主要还是利用已经总结出来的经验公式和参数，加上仍存在于专家头脑中的经验知识来解决。在实际生产中，经验知识的运用往往多于数学分析运算，且很有效，因此，如何充分发挥这些知识的作用，充分利用这一资源，具有非常重要的意义。专家系统就是很好的解决方法，它利用知识的显式表示、事实和推理技术，以解决通常需要专家才能解决的问题。一个典型的专家系统包括: 知识获取的装置，收集专家们在该领域的规则和知识，这一装置也包括规则编辑器，允许用户改进现有规则和增加新的规则;存储事实和规则的数据库，该数据库通常可与其它数据库系统结合；一个推理机，以确定如何应用知识规则来解决问题：一个用户界面，以允许非专家的用户使用该系统来解决特殊问题。该方法正广泛应用于材料加工的工艺设计中。

2.6新模拟技术开发

数值分析的巨大成果是有限元方法。但是，当网格高度畸变时，这种以单元作为基本概念的方法却有许多难以处理的问题，主要原因是网格的存在妨碍了处理与原始网格线不一致的不连续性和大变形。在处理这类问题时，有限元法通常采用网格重构，但这样不仅计算费用昂贵，而且会使计算精度受损[13]。为解决上述问题，近年来，一种新的无网格数值方法正在迅速发展。无网格方法将连续体离散为有限数目的质点，位移场函数在没有明显网格的情况下通过这些质点的插值得到，该方法仅采用基于点的近似，而不需要节点的连续信息，不仅避免了繁琐的单元网格生成，而且提供了连续性好、形式灵活的场函数，具有前后处理简单、精度高等方面的优点。在处理弹塑性、裂纹扩展、移动界面、高速碰撞以及具有大变形特征的工业成形问题时具有重要的研究价值和广阔的应用前景。无网格方法以其在场函数近似、局部特征描述等方面特有的优点，越来越受到国内外学者的关注，呈现出强劲的发展势头，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。

3结语

先进制造技术是制造业赖以生存、国民经济得以发展的主体技术，以制造技术为焦点的技术竞争已在全球展开。计算机模拟技术使制造技术走出从前主要依赖于经验的狭小天地，进入全方位预测，力争一次成功的新阶段，从而实现有效的现代工程设计和迅速的新产品开发。随着计算机模拟技术的不断完善发展，它将继网络技术和数据库技术后成为21 世纪材料加工技术的又一技术支撑环境。

参考文献: [1]Aliheimer W E，Shahinpoor M，Stanton S L.Virtual Manufacturing [R].Al bupuerpue，New Mexico.USA，1995.[2]Hatamura Y，Nagao TMitsuishi.A fundamental structure for IM.[J].Procision Engin.，1993，15(4):26662.[4]董湘怀.金属塑性变形中织构演化的计算机模拟[J].塑性工程学报，1998，5(3):8dimensional finite element simulation of a spider hot forging process using a new remeshing scheme [J].Jounal of Materials Processing Technology，2000(99):21919.[7] Shen Shan-fu，Dawason Paul R.(Eds.)Simulation of Materials Processing: Theory，Methods and Applications.Proceedings of the Fifth International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes.New York，1995 [8]胡忠.塑性有限元模拟技术的最新进展.塑性工程学报，1994，1(3): 3～13 [9]胡忠，王志诚，陈国学等.塑性有限元数值模拟的二维及三维网格重划技术.清华大学学报，1996，36(3): 78～83 [10]Dutt weller R E，Griffith W M and Jain S C.Process Modeling-It's History，Current Status，and Future.SAE Technical Paper Series.1991(No : 911138): 357～369 [11]Benedict D K.The Computer Integrated Manufacturing(CIM)of Net Shape Forged Bev el Gears，Journal.of Material Shaping Technology，1989，7: 7～11 [12]Suzuki T.Recent Development of Forging in Japan.International Journal of Machine and Tools Manufacturing，1989，29(1): 5～27 [13]Ar senault R J，Beeler J R Jr.and Ester ling D M.Computer Simulation in Materials Science.ASM International，USA，1988 [14]王建国.基于快速原型技术的快速反馈设计系统研究(博士学位论文)北京.清华大学.1996

第四篇：浅谈我县文化资源在旅游中的开发利用

浅谈我县文化资源在旅游中的开发利用

“文以地生辉，山以文益秀”。

自古以来，文化和旅游就有着密不可分的关系。旅游，从本质上说，是一种认识文化活动。从某种程度上讲，离开了文化，旅游就失去了灵魂。为充分发挥文化在旅游业发展中的积极作用，提升旅游业核心竞争力,推进我县旅游业又好又快发展，笔者针对我县文化资源现状，结合我县旅游产业实际，对如何进一步开发利用好我县宝贵的文化资源谈一下个人的看法，不妥之处敬请批评指正。

一、我县文化资源基本情况

天全地处四川盆地西缘，二郎山东麓，邛崃山脉南段，康巴文化线东端。古为斯榆地，早在新石器时代即为人类聚居之所。汉元鼎六年（公元前111年）置徙县，是昔日“三十六番朝贡出入之地”和“汉番茶马互市的重要通道”，素有“康藏门户”、“民族走廊”之称。

1935年，红军北上进入天全，抒写了一首不朽的史诗。上个世纪五十年代，为打通进藏道路，中国人民解放军修筑二郎山公路，一首雄壮激越的《歌唱二郎山》把天全唱遍了大江南北，二郎山精神永载史册。厚重的历史和独特的地理位置造就了独具特色的、绚丽多姿的以徙族文化、茶马文化、土司文化、汉藏佛教文化和红军文化为主体的二郎山文化。留下了城西苦蒿山新石器时期遗址，碉门茶马互市、甘溪坡茶马古道、紫石关古关隘、长河坝茶马驿站等茶马古道文化遗址，破磷石头寨、老场乡杨家祠堂等土司文化遗址，红四方面军总部、总政治部、红军大学、红军总医院以及大岗山战役、老船头战役等红色文化遗址，全县现有省重点文物保护单位4处，县重点文物保护单位22处,非物质文化遗产2个。

二、我县文化资源开发利用现状

地方历史文化是特色旅游之魂，为推进文化资源的开发利用，充分发挥文化在旅游产业中的重要作用，促进文化旅游产业的大发展。近几年来，我县充分利用独具特色的文化旅游资源，锁定“文化兴旅”战略，成立专门的领导班子和工作机构，深入实际，挖掘、整理地方历史文化，着力打造历史文化景观，强力推进文化资源的开发利用。

1、打造茶马文化景观

天全是古氐羌地，是历史上汉番茶马互市的重要通道，作为茶马古道的发源地和茶马重镇，境内茶马古道——二郎山茶马古道全长约100余公里。有碉门茶马互市、甘溪坡茶马古道、紫石关古关隘、长河坝茶马驿站等遗址，为把天全打造成茶马文化发祥地。投资130余万元，对紫石关茶马古驿、文笔山茶马古道和甘溪坡茶马古道等茶马文化景点进行深度开发和包装，推出了破磷石头寨至两路乡长河坝茶马古道文化之旅。

2、打造土司文化景观

天全是土司文化之乡，唐末，江南临江府人高卜锡和太原人杨端先后率部西征进入天全，便开始了高、杨土司统治天全790多年的历史。现有大坪乡破磷村石头寨、老场乡土司等土司文化遗址，为把天全包装成土司文化的故乡。我县对破磷村石头寨土司文化遗址进行了包装、宣传和恢复，启动了石头寨建设的相关前期工作，深入挖掘土司文化，提出了建设方案，设置了景点指示牌，恢复了破磷至文笔山的茶马古道。同时加强对石头寨的保护，“西湖胜景”石牌坊、白君庙被列为省级文物保护单位，石头寨土司文化遗址被列为县级文物保护单位。

3、打造红色文化景观

天全是长征路上的红色故里，是红军曾经浴血奋战的红土地，1935年红一方面军和红四方面军途经天全，有红军总部、红军总医院、红军大学以及大岗山战役、伏龙桥战役、三谷庄战役和老船头战役等红军战斗遗址，为使红军精神永垂不朽，不断激励着一代代天全人民，我县深入推进红色旅游景点的建设，投资3200万元，新建红军广场、红军纪念馆、仁义乡红军村、爱雪图书馆，扩建红军烈士陵园等红军爱国主义教育基地。

4、打造城市文化景观

天全是雅安、成都的后花园，为把天全打造成休闲度假的重要驿站，我县坚持“开发新城、改造旧城、还原老城”的思路，着力建设“城景合一、山水相依、功能齐全”的现代城市，加快城市基础设施建设，不断完善城市功能，相继建成文笔山公园、托普生态广场、音乐广场、天漏园等城市文化休闲景观，扩建了慈朗寺，启动滨河公园建设，以河、沟、路、桥为骨架，以街、楼、场、景为重点，山、水、园、林浑然一体的城市休闲旅游区初具规模。

5、打造国道318线历史文化景观

天全是西环线上的重要驿站，国道318线天全段是进入藏区通往西环线的重要通道，为把国道318线天全段打造成西环线上的一道靓丽风景，我县先后投入资金2300余万元，对沿线乡镇民房进行改造，突出川西民居人文特色，着力打造318沿线的历史文化景观，建成张大千咏二郎山、红军桥、仙人桥、老虎嘴隧道、红灵山、安乐宫、象鼻秋岚、龙尾峡、惠我民田、烈羊背等历史文化景观。

三、存在的主要问题

随着大量历史文化景观的相继建成，提升了我县文化品位，推进了特色文化旅游的发展。但是，由于我县历史文化资源点多、面广、规模小，严重制约了我县文化旅游产业的发展，归纳起来，主要存在以下几个方面的问题。

1、缺乏科学规划

我县历史文化资源的特点是，地域上分布较广、规模不大、布点分散，由于没有制订统一的规划，对历史文化资源的布局和发展没有明确的定位，导致历史文化资源的利用率不高，与传统旅游景点之间缺乏有机联系，共生性差。同时，各文化旅游景观的建设也缺乏统一的规划，修建的一些人文景观与周围环境不协调，严重破坏了山林秀色的自然美与和谐美。

2、缺乏精品景观

我县虽然打造很不少的文化旅游景观，但是，具有一定规模、较高品位和档次的文化旅游景观不多见，部份文化旅游景观在建设过程中，缺乏精品意识，全凭个人经验、能力和水平，盲目性和随意性大，导致无序开发、低层次和重复建设，不仅严重浪费了大量的人力、物力和财力，而且破坏了当地的文化旅游资源，造成档次较低、品位不高，降低了对游客的吸引力，留下遗憾和败笔。

3、缺乏特色旅游纪念品

旅游纪念品的开发具有巨大的潜力，对带动一方经济发展具有很大的益处。但是，我县在文化旅游纪念品的开发上还没有跟上市场的步伐，根雕产品缺乏文化底蕴和内涵，而且大多笨重不便携带，开发的茶马古道旅游纪念品没有形成规模效应，因而缺乏市场竞争力。

4、缺乏资金投入

目前，资金“瓶颈”仍然制约着我县文化旅游产业的发展，初步建成的文笔山公园、甘溪坡茶马古道、石头寨、红军村等文化遗址，由于缺乏资金的注入，导致这些景点的建设着力不多，浅辄即止，同时，由于建设的点多、面广，导致资金分散，大多数景点处于初级和单项开发阶段，缺乏深度开发和综合开发。

四、对策建议

为充分整合文化旅游资源，加快文化资源的开发利用，做大做强文化旅游产业。针对我县文化旅游产业发展现状，提出如下对策建议。

1、强化领导

加快历史文化遗产的转化和利用必须坚持地方政府的主导，才能够收到良好的经济效益和社会效益，为此，应成立以县委、政府相关领导为组长，文化、旅游、城建、交通、国土、环保等相关部门为成员的县历史文化遗产转化利用工作领导小组，明确各成员的工作职责，落实工作任务，明确工作时间，强力推进历史文化遗产的转化利用。

2、科学规划

要科学、合理、有效开发我县文化资源，避免重复建设和资源浪费，必须充分考虑历史渊源、文化特色、客源市场、发展潜力等因素，坚持自然景观与人文景观并重，高起点、高标准制订我县历史文化遗产转化利用的总体规划和详细规划，在建设过程中严格按规划组织实施，以规划引领全县文化旅游产业有序发展。

3、加大投入

为有效推进文化遗产的转化利用，政府每年应拨付一定的建设资金，不断拓宽投融资渠道，积极争取国家各种专项资金扶持，制定有效的招商引资政策，鼓励优势行业、优势企业、民间资金和外资参与文化旅游开发。并借助现代资本市场，盘活有形和无形资产，通过依法转让历史文化资源的经营权等方式，多渠道筹集开发建设资金。

4、打造精品

文化资源的转化利用必须坚持精品原则，高起点、大手笔进行历史文化景观的打造。我县历史文化资源主要有红军文化、土司文化、茶马古道文化、佛教文化等历史文化遗址，从特色和规模上来说，茶马古道文化和土司文化最有潜力，也最能够做大。为此，应确立以建设茶马古道和土司文化旅游区为主，以建设红军文化、佛教文化景观为辅，以城市景观建设和乡村旅游发展互为补充的发展格局，高起点、大手笔建设茶马古道和土司文化景区，近期内，应集中人力、物力和有限的财力重点打造茶马重镇——碉门茶马互市以及土司文化遗址——破磷石头寨两个景点，同时，要加大茶马古道文化、土司文化等旅游纪念品的开发力度，大力开发便于携带、具有纪念价值的根雕、石雕产品，力争把天全打造成茶马古道的重镇，土司文化的故乡，建成西部一流的特色文化旅游品牌。