CN108755267A - 一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法 - Google Patents

一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法,属于造纸行业中食品包装纸制备技术领域。本发明首先将石榴皮和茶叶混合粉碎打浆,高温蒸煮结束后混入甘油、壳聚糖、鸡蛋清搅拌得到预制浆液,最后将预制浆液抄取干燥即得抑菌防潮包装纸材料,本发明先对石榴皮和茶叶进行处理,使高压热蒸汽进入纤维内部的空隙,能够高效的破坏纤维素之间的粘接,石榴皮具有的酶可以抑制细菌病菌的代谢,从茶叶与石榴皮中提取的成分可以吸收包装袋内部食品中的水分,石榴皮与鸡蛋清中的蛋白质结合形成不溶于水的沉淀,糠醛会在纤维上发生原位缩合或缩聚(树脂化),从而促使纤维高温高压蒸煮过程中形成更加致密的结构,具有广阔的应用前景。

Description

一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法
技术领域
本发明涉及一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法,属于造纸行业中食品包装纸制备技术领域。
背景技术
包装材料广泛运用于包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等领域,其对于工业生产、人们日常生活具有重要作用。随着我国工业化的不断发展,工业产品的种类和生产量的逐年提高,包装材料的年消耗量也越来越大,因而,我国社会对包装材料的需求量急剧上升。
传统的包装材料通常以聚乙烯、聚丙烯为主要原料,这些包装材料的价格便宜,制备比较方便,但是由于这些包装材料很难降解,丢弃以后会导致严重的环境污染问题。近年来,随着包装技术的飞速发展,人们环保意识的不断增强,绿色环保型包装材料越来越受到青睐。随着植物纤维包装材料制备技术的发展,将大大减少不可降解的塑料类包装材料的使用数量,缓解白色污染严重的现实状况。
但是,目前植物纤维包装材料在生产过程中还存在一些问题:很多植物不太容易加工,而且颗粒较大,做成包装材料之后材料容易不均匀,因此会产生各种凸起,造成包装材料外表不美观;有些包装材料由于没有抑菌抗菌的效果,导致盛放食品等很容易发霉变质;耐高温性能普遍较差。另外,现有包装材料的抗压性能一般都较差,在受到撞击时容易被损坏,从而难以实现对包装产品的良好保护。
因此,亟待出现一种环保、材质均匀、抗菌抑菌而且可以降解的包装材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前纸基包装材料防水性能差容易滋生细菌,而且本身没有抑菌抗菌效果使食品容易发霉的缺陷,提供了一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)称取石榴皮和茶叶放入组织粉碎机中粉碎,得到粉碎物,将粉碎物放入烘干机中干燥得到干燥果皮混合物,将干燥果皮混合物转入蒸汽爆破装置的汽爆罐中,先将蒸汽预热并通入汽爆罐中,直至压力达到3.2~3.6MPa停止通入蒸汽,保压30~50s后,打开汽爆罐出料阀门,使汽爆罐中物料瞬间喷射进入接收罐中,收集接收罐中物料,得汽爆湿料;
(2)按重量份数计,称取10~15份上述汽爆湿料,10~15份松木浆与70~75份去离子水放入打浆机中打浆,并滴加0.1mol/L的氢氧化钠调节pH为7.5~8.0,配制成自制木浆;
(3)将上述自制木浆放入高温高压反应釜中进行高温高压蒸煮,蒸煮结束后出料,得到改性浆液;
(4)按重量份数计,将5~8份甘油、2~4份壳聚糖、75~80份上述改性浆液以及20~25份鸡蛋清混合后投入烧杯中,将烧杯放入水浴锅中搅拌,滴加质量分数为10~15%的碳酸钠溶液调节pH值至8.0~8.5,得到预制纸浆;
(5)将上述得到的预制纸浆倒入抄取容器中,用盐酸调节浆料pH至6.0~6.5,抄制正方形纸张,干燥即可得到抑菌防潮的包装纸材料;
步骤(1)中所述的石榴皮质量为200~300g,茶叶质量为70~80g,粉碎机粉碎时间为10~20min,干燥温度为100~105℃,干燥时间为70~90min,蒸汽预热温度至220~260℃。
步骤(2)中所述的松木浆含水率为15~20%,打浆机打浆时间为50~70min。
步骤(3)中所述的高温高压反应釜压力为2.0~2.5MPa,加热升温温度至200~220℃,高温高压蒸煮时间为2~4h。
步骤(4)中所述的水浴锅温度为40~50℃,搅拌转速为600~650r/min,搅拌时间为30~50min。
步骤(5)中所述的盐酸浓度为0.3mol/L,抄取纸张定量为110~120g/m2,边长为30cm,厚度为80μm,真空干燥器的温度为60~70℃,干燥时间为15~20min。
本发明的有益技术效果是:
(1)本发明首先将石榴皮和茶叶混合粉碎进行蒸汽爆破,随后进行打浆,再将打浆后的自制木浆放入反应釜中进行高温蒸煮,高温蒸煮结束后混入甘油、壳聚糖、鸡蛋清搅拌得到预制浆液,最后将预制浆液抄取干燥即得抑菌防潮包装纸材料,本发明采用蒸汽爆破和高温蒸煮的方法对石榴皮和茶叶进行处理,使高压热蒸汽进入纤维原料中,渗入纤维内部的空隙,利用水蒸气和热的联合作用产生纤维原料的类酸性降解以及热降解,促使低分子物质溶出,纤维聚合度下降,使茶叶和石榴皮中的纤维丝互相分离,同时在汽爆过程中,水蒸气渗入纤维各空隙中并入纤维素分子链子上的部分羟基形成氢键,利用高温高压的条件加剧对纤维素内部氢键的破坏,从而能够高效的破坏纤维素之间的粘接,进行高温蒸煮处理,可使纤维中某些成分受到一定程度的破坏或溶解,使纤维间的结合力受到削弱,并可以提高纤维原料的塑性,使纤维易于分离,石榴皮中具有多种抑菌成分,而茶叶中具有丰富的儿茶素、咖啡碱和茶氨酸等物质,它们本身具有的酶可以抑制细菌病菌的代谢,阻碍细菌吸收还原糖,还能使细菌内的蛋白质和糖类物质渗透,紊乱细菌正常代谢,从茶叶与石榴皮中提取的成分中具有氨基、羟基等亲水性官能团,可以吸收包装袋内部食品中的水分,维持内部食品的干燥,从而影响微生物的正常新陈代谢,再次起到抑菌抗菌作用;
(2)本发明采用石榴皮为原料,石榴皮中具有的大量的鞣质物质能与鸡蛋清中的蛋白质结合形成不溶于水的沉淀,使得本发明最终制得的包装纸成为致密、柔韧、难于透水且不易腐败的类革质结构,从而达到防潮效果,同时鞣质本身具有杀菌抑菌效果,同时防水性能优异,使纸基有效隔离水分,而蒸馏爆破过程中,纤维素分子内氢键受到一定程度的破坏,使纤维素链的可动性增加,有利于纤维素向有序结构变化,再经过高温蒸煮的水解作用,促使平行的、后继的,甚至交叉的化学作用的发生,并可促使高聚糖降解为低聚糖,甚而为单糖、聚木糖等,水解导致糠醛产生,在此过程中,糠醛还会在纤维上发生原位缩合或缩聚(树脂化),从而促使纤维高温高压蒸煮过程中形成更加致密的结构,从而再次提高包装纸的防潮性能,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取200~300g石榴皮和70~80g茶叶放入组织粉碎机中粉碎10~20min,得到粉碎物,将粉碎物放入烘干机中在100~105℃下干燥70~90min,得到干燥果皮混合物,将干燥果皮混合物转入蒸汽爆破装置的汽爆罐中,先将蒸汽预热至220~260℃,并通入汽爆罐中,直至压力达到3.2~3.6MPa停止通入蒸汽,保压30~50s后,打开汽爆罐出料阀门,使汽爆罐中物料瞬间喷射进入接收罐中,收集接收罐中物料,得汽爆湿料;按重量份数计,称取10~15份上述汽爆湿料,10~15份含水率为15%~20%的松木浆与70~75份去离子水放入打浆机中打浆50~70min,并滴加0.1mol/L的氢氧化钠调节pH为7.5~8.0,配制成自制木浆;将上述自制木浆放入高温高压反应釜中,在压力为2.0~2.5MPa的条件下加热升温至200~220℃,高温高压蒸煮2~4h,蒸煮结束后出料,得到改性浆液;按重量份数计,将5~8份甘油、2~4份壳聚糖、75~80份上述改性浆液以及20~25份鸡蛋清混合后投入烧杯中,将烧杯放入温度为40~50℃的水浴锅中,以600~650r/min的转速搅拌30~50min,滴加质量分数为10~15%的碳酸钠溶液调节pH值至8.0~8.5,得到预制纸浆;将上述得到的预制纸浆倒入抄取容器中,用浓度为0.3mol/L盐酸调节浆料pH至6.0~6.5,按抄取定量为110~120g/m2抄制成边长为30cm,厚度为80μm的正方形纸张,用真空干燥器在60~70℃下干燥15~20min后即可得到抑菌防潮的包装纸材料。
实例1
称取200g石榴皮和70g茶叶放入组织粉碎机中粉碎10min,得到粉碎物,将粉碎物放入烘干机中在100℃下干燥70min,得到干燥果皮混合物,将干燥果皮混合物转入蒸汽爆破装置的汽爆罐中,先将蒸汽预热至220℃,并通入汽爆罐中,直至压力达到3.2MPa停止通入蒸汽,保压30s后,打开汽爆罐出料阀门,使汽爆罐中物料瞬间喷射进入接收罐中,收集接收罐中物料,得汽爆湿料;按重量份数计,称取10份上述汽爆湿料,10份含水率为15%的松木浆与70份去离子水放入打浆机中打浆50min,并滴加0.1mol/L的氢氧化钠调节pH为7.5,配制成自制木浆;将上述自制木浆放入高温高压反应釜中,在压力为2.0MPa的条件下加热升温至200℃,高温高压蒸煮2h,蒸煮结束后出料,得到改性浆液;按重量份数计,将5份甘油、2份壳聚糖、75份上述改性浆液以及20份鸡蛋清混合后投入烧杯中,将烧杯放入温度为40℃的水浴锅中,以600r/min的转速搅拌30min,滴加质量分数为10%的碳酸钠溶液调节pH值至8.0,得到预制纸浆;将上述得到的预制纸浆倒入抄取容器中,用浓度为0.3mol/L盐酸调节浆料pH至6.0,按抄取定量为110g/m2抄制成边长为30cm,厚度为80μm的正方形纸张,用真空干燥器在60℃下干燥15min后即可得到抑菌防潮的包装纸材料。
实例2
称取250g石榴皮和75g茶叶放入组织粉碎机中粉碎15min,得到粉碎物,将粉碎物放入烘干机中在103℃下干燥80min,得到干燥果皮混合物,将干燥果皮混合物转入蒸汽爆破装置的汽爆罐中,先将蒸汽预热至240℃,并通入汽爆罐中,直至压力达到3.4MPa停止通入蒸汽,保压40s后,打开汽爆罐出料阀门,使汽爆罐中物料瞬间喷射进入接收罐中,收集接收罐中物料,得汽爆湿料;按重量份数计,称取13份上述汽爆湿料,13份含水率为17%的松木浆与73份去离子水放入打浆机中打浆60min,并滴加0.1mol/L的氢氧化钠调节pH为7.8,配制成自制木浆;将上述自制木浆放入高温高压反应釜中,在压力为2.3MPa的条件下加热升温至210℃,高温高压蒸煮3h,蒸煮结束后出料,得到改性浆液;按重量份数计,将7份甘油、3份壳聚糖、78份上述改性浆液以及23份鸡蛋清混合后投入烧杯中,将烧杯放入温度为45℃的水浴锅中,以625r/min的转速搅拌4min,滴加质量分数为10~15%的碳酸钠溶液调节pH值至8.3,得到预制纸浆;将上述得到的预制纸浆倒入抄取容器中,用浓度为0.3mol/L盐酸调节浆料pH至6.3,按抄取定量为115g/m2抄制成边长为30cm,厚度为80μm的正方形纸张,用真空干燥器在65℃下干燥17min后即可得到抑菌防潮的包装纸材料。
实例3
称取300g石榴皮和80g茶叶放入组织粉碎机中粉碎20min,得到粉碎物,将粉碎物放入烘干机中在105℃下干燥90min,得到干燥果皮混合物,将干燥果皮混合物转入蒸汽爆破装置的汽爆罐中,先将蒸汽预热至260℃,并通入汽爆罐中,直至压力达到3.6MPa停止通入蒸汽,保压50s后,打开汽爆罐出料阀门,使汽爆罐中物料瞬间喷射进入接收罐中,收集接收罐中物料,得汽爆湿料;按重量份数计,称取15份上述汽爆湿料,15份含水率为20%的松木浆与75份去离子水放入打浆机中打浆70min,并滴加0.1mol/L的氢氧化钠调节pH为8.0,配制成自制木浆;将上述自制木浆放入高温高压反应釜中,在压力为2.5MPa的条件下加热升温至220℃,高温高压蒸煮4h,蒸煮结束后出料,得到改性浆液;按重量份数计,将8份甘油、4份壳聚糖、80份上述改性浆液以及25份鸡蛋清混合后投入烧杯中,将烧杯放入温度为50℃的水浴锅中,以650r/min的转速搅拌50min,滴加质量分数为15%的碳酸钠溶液调节pH值至8.5,得到预制纸浆;将上述得到的预制纸浆倒入抄取容器中,用浓度为0.3mol/L盐酸调节浆料pH至6.5,按抄取定量为120g/m2抄制成边长为30cm,厚度为80μm的正方形纸张,用真空干燥器在70℃下干燥20min后即可得到抑菌防潮的包装纸材料。
对比例
以南京市某公司生产的包装纸材料作为对比例
对本发明制得的抑菌防潮的包装纸材料和对比例中的包装纸材料进行检测,检测结果如表1所示:
防水性测试
将本发明制备的实例1~3和对比例产品放置在60℃的蒸馏水中,恒温浸泡24h后,计算其吸水率。
抑菌性测试
纸张的抑菌效果采用振荡烧瓶法进行试验。取4张本发明制备的实例1~3和对比例样品(纸张质量为0.75g,大小为10mm×10mm),放入250mL的三角烧瓶中,分别加入70mLPBS和5mL菌悬液。将三角烧瓶固定在振荡摇床上,在作用温度为20~25℃条件下,以300r/min振荡2min。吸取1.0mLPBS,作为试验组振荡前样液。继续振摇1h后吸取1.0mL样液。分别吸取振荡前和震荡后样液各1.0mL,以琼脂倾注法接近平皿,每个液样接种两个平皿,翻转平皿,置37℃培养箱内40h。按照规定的方法进行活菌培养计数,算出抑菌率。
抑菌率=(样品振荡前平均菌落数-样品振荡后平均菌落数)/样品振荡前平均菌落数
物理力学性能测试
采用万能材料测试仪进行测试。
阻燃性测试
V-0:垂直试样在10秒内停止燃烧;不允许有液滴;
V-1:垂直试样在30秒内停止燃烧;不允许有液滴;
V-2:垂直试样在30秒内停止燃烧;允许有燃烧物滴下。
耐湿热性测试
将本发明制备的实例1~3和对比例产品,在温度为75℃、湿度为85%的环境下放置24h,观察样品的变化。
表1性能测定结果
由表1数据可知,本发明制得的抑菌防潮的包装纸材料,具有透气性高、强度高、抑菌性强、阻燃性好、不易吸水、回收利用率高,对环境无污染等特点,具有重要的市场价值和社会价值。

Claims (6)

1.一种抑菌防潮的包装纸材料的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)称取石榴皮和茶叶放入组织粉碎机中粉碎,得到粉碎物,将粉碎物放入烘干机中干燥得到干燥果皮混合物,将干燥果皮混合物转入蒸汽爆破装置的汽爆罐中,先将蒸汽预热并通入汽爆罐中,直至压力达到3.2~3.6MPa停止通入蒸汽,保压30~50s后,打开汽爆罐出料阀门,使汽爆罐中物料瞬间喷射进入接收罐中,收集接收罐中物料,得汽爆湿料;
(2)按重量份数计,称取10~15份上述汽爆湿料,10~15份松木浆与70~75份去离子水放入打浆机中打浆,并滴加0.1mol/L的氢氧化钠调节pH为7.5~8.0,配制成自制木浆;
(3)将上述自制木浆放入高温高压反应釜中进行高温高压蒸煮,蒸煮结束后出料,得到改性浆液;
(4)按重量份数计,将5~8份甘油、2~4份壳聚糖、75~80份上述改性浆液以及20~25份鸡蛋清混合后投入烧杯中,将烧杯放入水浴锅中搅拌,滴加质量分数为10~15%的碳酸钠溶液调节pH值至8.0~8.5,得到预制纸浆;
(5)将上述得到的预制纸浆倒入抄取容器中,用盐酸调节浆料pH至6.0~6.5,抄制正方形纸张,干燥即可得到抑菌防潮的包装纸材料。
2.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮的包装纸材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的石榴皮质量为200~300g,茶叶质量为70~80g,粉碎机粉碎时间为10~20min,干燥温度为100~105℃,干燥时间为70~90min,蒸汽预热温度至220~260℃。
3.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮的包装纸材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的松木浆含水率为15~20%,打浆机打浆时间为50~70min。
4.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮的包装纸材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述的高温高压反应釜压力为2.0~2.5MPa,加热升温温度至200~220℃,高温高压蒸煮时间为2~4h。
5.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮的包装纸材料制备方法,其特征在于:步骤(4)中所述的水浴锅温度为40~50℃,搅拌转速为600~650r/min,搅拌时间为30~50min。
6.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮的包装纸材料的制备方法,其特征在于:步骤(5)中所述的盐酸浓度为0.3mol/L,抄取纸张定量为110~120g/m2,边长为30cm,厚度为80μm,真空干燥器的温度为60~70℃,干燥时间为15~20min。
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