CN105986511A - 一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其原纸采用植物纤维为原料,添加合适的湿强剂和干强剂抄造而成,原纸通过施涂由亲水保水的天然高分子聚合物及非水溶型安全环保防霉抗菌剂组成的混合胶液制得调湿保鲜膜,该制造方法环保简便,该特种用途调湿保鲜膜用于具有保鲜功能的果蔬盒及具有保鲜果蔬盒的冰箱。本发明的果蔬调湿保鲜膜,能够使果蔬盒中的果蔬在相对湿度较小时保水新鲜,在相对湿度较高时透湿显著增大而防止结露溃烂;该调湿保鲜膜能完全自然降解。
Description
技术领域
本发明涉及果蔬保鲜技术领域及特种纸技术领域,尤其是涉及一种冰箱冷藏室或果蔬盒内果蔬调湿保鲜纸质薄膜的生产技术领域。
背景技术
新鲜水果和蔬菜是含水量很高的鲜活食品,采摘以后仍然能继续进行呼吸和蒸腾等生命活动。果蔬在储存过程中,其水分和营养物质的消耗与果蔬的呼吸作用强度成正比,失水就相当于失鲜和失重,所以减少水分散失和抑制呼吸作用是果蔬贮藏的重要环节。
为延长冰箱内果蔬食品的保鲜期,关于减少水分散失的现有技术包括在果蔬盒上设置功能薄膜,如“感温透湿膜”、“硅滤膜“、“感湿透湿膜”。一般“感温透湿膜”以尼龙或聚酯作为基材,其透湿能力可以对温度做出响应,但对湿度变化没有反应,因此,当相对湿度在90%以上时,感温透湿膜自身会产生结露,尤其当其设置在冰箱的果蔬盒上时,被置于低温环境下,也很容易产生结露。Siemens硅滤膜虽然具有保湿性能,但是其透湿性无法随温度和湿度而改变。“感湿透湿膜”是在纸基基材上施涂黏胶溶液,通过硫酸酸析再生及后续一系列净化处理过程制得感湿透湿膜,虽然这种方法制成的感湿透湿膜具有随着湿度的增大透湿能力增加的特性,但是采用这种方法制备感湿透湿膜存在以下几个问题:一是生产工艺复杂、设备投资大。此工艺首先需要制备黏胶液,即将溶解浆(天然纤维素)碱化成碱纤维素,再与二硫化碳作用生成纤维素黄原酸酯,将其溶解于稀碱液内得到的粘稠溶液。黏胶液涂敷在纸基上后还需要经过酸析再生、水洗、脱硫、水洗等复杂工艺过程。二是生产过程对水质和设备要求高,全程均需使用去离子水,且用水量非常大,设备需要具有耐酸、碱、二硫化碳等的腐蚀。三是环保设施投资大,污染风险高。再生纤维素的再生过程存在大气污染、水污染、残氯等高污染风险。由于制备黏胶液过程中使用二硫化碳,一部分二硫化碳会以游离状态存在,黄原酸酯再生过程中的副反应会生成硫化氢,这些有毒物质对生产现场环境和大气污染防治提出严峻的考验;在生产过程中还会产生大量的酸析后的洗涤废液、碱脱硫后的洗涤废液及漂白后的洗涤废液,存在对一系列洗涤废液的处理问题;在漂白工序中使用的漂液一般为次氯酸钠,若后续水洗不彻底,存在氯离子含量超标的问题,这是食品用纸的一大禁忌。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法。
本发明采用如下技术方案:在干湿强度较高的原纸上施涂亲水保水及成膜性好的天然高分子聚合物。
干湿强度较高的原纸采用100%漂白针叶木浆抄造或漂白针叶木浆与漂白阔叶木浆配合抄造,打浆度为20-70°SR,原纸定量为20-100g/m2;浆内添加三聚氰胺甲醛树脂(简称MF)、脲甲醛树脂、聚酰胺环氧氯丙烷(简称PAE)、聚乙烯亚胺等湿强剂中的至少一种,用量相对绝干纤维量为0.3-1.5%;以及淀粉及其衍生物类、植物胶类、聚丙烯酰胺类高分子聚合物(简称PAM)等干强剂中的至少一种,用量相对绝干纤维量为0.2-2.0%;通过圆网纸机或长网纸机造纸设备抄造而成,所得的原纸具有较高的干、湿抗张强度,以保证最终的调湿保鲜膜具有较长的使用寿命。
原纸通过浸渍、涂布或喷涂1.0-8.0g/m2含有亲水保水及成膜性好的天然高分子多糖类聚合物或蛋白质聚合物、非水溶型安全环保型防霉抗菌剂或交联剂组成的混合胶液,经过干燥及压光后制成调湿保鲜膜。天然高分子多糖类聚合物为淀粉、纤维素衍生物、瓜尔胶、壳聚糖及其衍生物中的至少一种;天然高分子蛋白质聚合物为豆酪素、明胶中的至少一种;非水溶型安全环保防霉抗菌剂为喹啉铜、噻苯咪唑、氧化锌、甲壳素中的至少一种。
天然高分子材料施涂层具有吸湿调湿性能的机理为:水蒸汽分子在高分子膜中的传递行为遵循“溶解-扩散”机理。本发明选取的天然高分子材料为多糖类和蛋白质类聚合物,这些聚合物属于极性强的高分子材料,含有大量的亲水基团(如羟基、氨基),对水蒸汽分子具有很强的亲和作用,这些亲水基团与水蒸汽分子以形成氢键的形式相互作用,从而达到吸湿保湿的作用。另一方面,选取的天然高分子材料属于部分结晶高分子材料,其分子结构上既具有强极性基团相互作用形成的结晶区,同时还具有一定的非结晶区。当果蔬盒中的湿度较低时,亲水基团以氢键形式部分“捕获”水蒸汽分子,起到保湿的作用;当湿度较高时,高分子的非结晶链段可通过热运动的方式在分子链之间形成瞬间的空隙,加上施涂层内外两侧水蒸汽压差的推动,“捕获”的水蒸汽分子将沿着分子链的空隙从蒸汽压高的一侧扩散到另一侧,达到透湿的目的,防止结露。
本发明的优点为:原纸浸渍或涂布所用溶解天然高分子聚合物的溶剂为水,用量少,且过程中不产生有毒有害的废水废气,也不存在氯离子残留风险;此外,浸渍或涂布后只需干燥和压光过程,生产操作简单,设备投入少,生产成本相对较低。根据本发明制成的调湿保鲜膜,用于具有保鲜功能的果蔬盒及具有保鲜果蔬盒的冰箱中,能够根据湿度变化而自动调节其透湿能力,当冰箱果蔬盒中相对湿度低于80%时,能够因吸湿和保湿性能留存果蔬蒸发的水分使果蔬盒内保持高湿度,以保持果蔬保水新鲜;同时由于该天然高分子聚合物具有较强的透湿能力,能防止果蔬在相对湿度高达95%时结露而加速溃烂。
具体实施方式
本发明的果蔬调湿保鲜膜,包括原纸层,施涂层。
原纸层采用的原料为造纸常用的漂白针叶木浆、漂白阔叶木浆,这两类浆料中的多糖类的半纤维素含量少,能减少调湿保鲜膜在潮湿的环境中长期使用的长霉现象,而且原料来源充足,成纸强度性能及匀度较好。原纸用圆网或长网纸机抄造,原纸定量20~100g/m2。
施涂层的主要物质为具有亲水保水和成膜性好的天然高分子聚合物以及非水溶型安全环保型防霉抗菌剂或交联剂组成的混合胶液。具有成膜性较好的天然高分子聚合物一般有多糖类聚合物,如淀粉、纤维素衍生物、瓜尔胶、壳聚糖及其衍生物,以及蛋白质聚合物,如豆酪素、明胶。
施涂方法采用浸渍、单面涂布、双面涂布、喷涂中的一种。
实施例一:原纸:100%针叶木浆,打浆度50°SR,PAE 1.0%,聚丙烯酰胺0.5%;施涂层:原纸采用表面施胶的方式浸渍7%羧甲基纤维素钠和0.3%喹啉铜的混合胶液。羧甲基纤维素钠的溶解方法:在50-60℃水中溶解约3小时而成均一的胶体分散液。表面施胶方法:采用两辊表胶机进行表胶,浸胶量5-7g/m2;干燥后压光。成纸的检测结果见表1。
实施例二:原纸:100%针叶木浆,打浆度35°SR,PAE 1.0%,阳离子淀粉1.5%;施涂层:原纸采用双面涂布的方式涂布5%羧甲基纤维素钠和0.3%噻苯咪唑的混合胶液。羧甲基纤维素钠的溶解方法:在50-60℃水中溶解约3小时而成均一的胶体分散液。涂布方法:采用刮棒涂布,双面总涂布量5-7g/m2;干燥后压光。成纸的检测结果见表1。
实施例三:原纸:100%针叶木浆,打浆度35°SR,PAE 1.0%,聚丙烯酰胺0.5%;施涂层:原纸采用双面涂布的方式涂布高分子混合物,该高分子混合物的配方为:5%明胶溶液,1.5%戊二醛交联剂(对明胶绝干量),0.5%甲壳素。明胶溶液的溶解方法:称取一定量的明胶固体加水配成10%(质量分数)的浓度,在室温下浸泡2h,待其溶胀后在约70℃的恒温水浴中加热,并缓慢地搅拌,直至得到均一的胶体分散液为止,然后稀释为5%的胶液;将配好的明胶液,添加戊二醛溶液,添加量为3%(对绝干明胶量),再添加少量防霉抗菌剂,搅拌均匀备用。涂布方法:采用刮棒涂布,双面总涂布量为5-7g/m2;干燥后压光。成纸的检测结果见表1。
实施例四:针叶木浆∶阔叶木浆=8∶2,打浆度40°SR,PAE 1.0%,聚丙烯酰胺0.5%,在线浸渍0.3%喹啉铜;施涂层:原纸采用单面涂布的方式涂布高分子混合物,该高分子混合物的配方为:7%豆酪素溶液,0.3%喹啉铜。涂布方法:采用刮棒单面涂布,涂布量为3-5g/m2;干燥后压光。成纸的检测结果见表1。
结露量测试方法:将制成的调湿保鲜膜安装在具有密封性能的冰箱果蔬盒上,果蔬盒中放置400g菠菜,在5℃的冰箱中放置96小时后称量果蔬盒四周塑料壁上的结露重量。
表1、实施方案的检测结果与目标值的比较
由表1可见,上述施涂吸湿保湿及成膜性好的天然高分子聚合物的调湿保鲜膜的性能指标都满足目标值要求,而且在湿度高达95%时,透湿能力明显;四种方案的测试结果中的结露量少,说明具有良好吸湿和保湿功能的天然高分子聚合物能有效降低果蔬盒的结露量。
Claims (10)
1.一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:其原纸采用植物纤维为原料,添加相对绝干纤维量为0.3-1.5%的湿强剂和相对绝干纤维量为0.2-2.0%的干强剂抄造而成;原纸通过施涂1.0-8.0g/m2的亲水保水及成膜性较好的天然高分子聚合物与非水溶型安全环保防霉抗菌剂的混合胶液制得调湿保鲜膜,该特种用途调湿保鲜膜用于制备具有保鲜功能的果蔬盒及具有保鲜果蔬盒的冰箱。
2.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:其原纸采用的植物纤维原料为针叶木浆或针叶木浆与阔叶木浆的混合浆料,打浆度为20-70°SR,原纸定量为20-100g/m2。
3.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:添加的湿强剂为三聚氰胺甲醛树脂、脲甲醛树脂、聚酰胺环氧氯丙烷树脂和聚乙烯亚胺中的至少一种,用量相对绝干纤维量为0.3-1.5%,该调湿保鲜膜的纵向湿抗张力≥10N。
4.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:添加的干强剂为淀粉及其衍生物类、植物胶类、聚丙烯酰胺类高分子聚合物中的至少一种,用量相对绝干纤维量为0.2-2.0%,该调湿保鲜膜的纵向干抗张力≥50N。
5.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:该原纸采用圆网或长网纸机造纸设备抄造。
6.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:所述的亲水保水及成膜性好的天然高分子聚合物选自多糖类聚合物以及蛋白质聚合物,且施涂量为1.0-8.0g/m2。
7.如权利要求6所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:所述的多糖类聚合物为淀粉、纤维素衍生物、瓜尔胶、壳聚糖及其衍生物中的至少一种,所述的蛋白质聚合物为豆酪素、明胶中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:所述的非水溶型安全环保防霉抗菌剂为喹啉铜、噻苯咪唑、氧化锌、甲壳素中的至少一种。
9.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:原纸上施涂天然高分子聚合物的方式采用浸渍、单面涂布、双面涂布、喷涂中的一种。
10.如权利要求1所述的一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法,其特征是:当冰箱果蔬盒中相对湿度低于80%时,该果蔬调湿保鲜膜的透湿度≤330g/m2·24h,以保持果蔬的保水新鲜;相对湿度高达95%时,该果蔬调湿保鲜膜的透湿度≥400g/m2·24h,果蔬盒结露量≤4克,以排除多余的水汽,防止果蔬因结露而加速溃烂。
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