CN111560174A

CN111560174A - 可生物分解的植物纤维原料粒的组成物及其制造方法

Info

Publication number: CN111560174A
Application number: CN201910114474.1A
Authority: CN
Inventors: 王正雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2020-08-21

Abstract

本发明公开了一种可生物分解的植物纤维原料粒组成物及其制造方法，所述的植物纤维原料粒组成物包含以下重量百分含量的各成分：植物纤维粉40～60％、淀粉20～30％、淀粉发酵的植物胶粉末10～20％、水溶性高分子胶5～10％以及纤维素蛋白质3～5％。所述制造方法主要是将上述成分依制造方法的不同将比例作适当调整后，再分别将植物纤维粉、淀粉及植物胶粉末各自用一混炼机旋转混炼10～40分钟，再将全部成分利用一第四混炼机综合搅拌混炼为综合原料；之后将该综合原料置于一成型装置内成型若干料条，再利用一切削单元将所述料条切削呈颗粒状的原料粒，经过冷却后，即可将原料粒成品包装。

Description

可生物分解的植物纤维原料粒的组成物及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种加工成型机使用的原料粒组成物及其制造方法，特别涉及以天然植物的纤维、淀粉等为原料制成原料粒的制造方法。

背景技术

目前，随着人类科技文明的发展，现代人类的生活中充斥着越来越多的塑料制品，制造方法便宜、性质多变、轻巧又便利的塑料，无疑使人类的生活越来越方便，然而塑料制品无法自然分解，且常随胡乱丢弃而流进海洋，随着洋流漂流至世界各地，造成各式各样的海洋生物误食塑料而死亡，或是被塑料制品缠住，而造成运动受限或无法进食，不仅对海洋生态造成冲击，也随着食物链的累积而使人类受到伤害。而海洋垃圾除了对健康和自然生态造成伤害，也会影响政府和当地居民的生计以及经济损失，其中又以渔业、观光产业、及海上运输业受最大冲击，此外大部分的塑料在遇热时会产生毒素，对人体造成伤害，而最好的解决办法便是停止使用塑料制品，并且使用可自然分解的替代材料，因此目前已有纸制品或木质、纤维等天然材料制成的物品问世。包括以植物纤维制成的碗、杯子、吸管或瓶罐等，而为了方便将植物纤维制作为各种成品，有必要将其制作为纤维粒原料，方便成品的生产制造。而在上述的纤维材料制品的制造上，不同的产品是以不同的加工机制造，如射出成型、挤出成型，或吹制成型等，因为产品加工成型技术的不同，其配方及原料粒的制造方法亦有所不同，这对于刚起步的环保产业的推广说非常的不理想，故而如何能以相同的原料配方及制造方法制造出可同时适用不同加工机的原料粒，便成为业者思及的方向。

有鉴于此，本发明人针对前述现有技术存在的问题进行深入探讨，并借助多年从事相关产业的研发与制造经验，积极寻求解决之道，经过长期努力的研究与发展，终于成功的研发出本发明的『可生物分解的植物纤维原料粒组成物及其制造方法』，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种『可生物分解的植物纤维原料粒组成物及其制造方法』，其是将多种植物纤维原料加工制作为原料粒，而能方便生产机器的使用，利于纤维制品的制造生产以及原料的供给运送。

为了达到上述目的，本发明的一种可生物分解的植物纤维原料粒组成物，包含以下重量百分含量的各成分：植物纤维粉40～60％、淀粉20～30％、淀粉发酵的植物胶粉末10～20％、水溶性高分子胶5～10％以及纤维素蛋白质3～5％。

其制造方法包含以下步骤：A.取得原料，取得上述的植物纤维粉、淀粉、淀粉发酵的植物胶粉末、水溶性高分子胶，以及纤维素蛋白质等原料，而每一项原料的比例，是依照原料粒预计加工的成品及加工成型方法的不同而将作适当的调整，也就是原料粒的配方虽然相同，但比例是依照射出成型、挤出成型或吹制成型等加工使用的不同而有所差异，而其差异的多寡都在上述的原料百分比范围内。B.植物纤维粉混炼，将植物纤维粉置于一第一混炼机中10～30分钟，以40～60℃，以及600～1200RPM高速旋转混炼，使植物纤维粉软化。C.淀粉混炼，将淀粉及纤维素蛋白质置于一第二混炼机中10～20分钟，以600～1200RPM高速旋转混炼，以活化粉末颗粒的流动性。D.植物胶粉末混炼，将植物胶粉末置于一第三混炼机中10～40分钟，以100RPM以下的转速旋转混炼，使其达到黏稠状态。E.综合混炼，将混炼后的植物纤维粉、淀粉、植物胶粉末以及水溶性高分子胶置于一第四混炼机中搅拌10～40分钟，温度设定为40～80℃，将综合原料混炼均匀。F.成型料条，将综合原料置于一成型装置内，该成型装置一端设有一入料口，另端设有一出料口，并于该入料口与出料口之间设一输送单元，令该输送单元将综合原料由入料口一端往出料口一端旋转搅拌输送并同时加热，令其通过该出料口后挤压成型若干呈长条状的料条。G.切削造粒，将所述料条先利用一第一冷却系统冷却降温后，再利用一切削单元将所述料条切削呈颗粒状的原料粒。H.原料粒冷却，将切削完成的原料粒利用一第二冷却系统冷却，并输送至一储存桶后进行成品包装。藉此，利用上述的配方及制造方法，，便可生产植物纤维原料粒。

有关本发明所采用的技术、手段及其功效，兹举一较佳实施例并配合图式详细说明于后，相信本发明上述的目的、构造及特征，当可由此得到深入而具体的了解。

附图说明

图1是本发明原料配方混炼并加工成料条的示意图；

图2是本发明第一冷却系统及切削单元的示意图；

图3是本发明第二冷却系统的组成架构及使用示意图。

符号说明：

第一混炼机(11) 第二混炼机(12)

第三混炼机中(13) 第四混炼机中(14)

成型装置(20) 入料口(21)

出料口(22) 挤料盘(23)

通孔(231) 输送单元(24)

动力螺杆(25) 第一输送杆(251)

第二输送杆(252) 第三输送杆(253)

第四输送杆(254) 叶片(255)

排气管(26) 真空机(27)

第一冷却系统(30) 输送平台(31)

滚筒(311) 动力组(32)

辊轮(321) 动力源(322)

风扇(33) 切削单元(40)

刀座(41) 马达(42)

刀片(43) 滑轨(44)

第二冷却系统(50) 集料桶(51)

第一鼓风机(52) 第一冷却桶(53)

第二冷却桶(54) 第二鼓风机(55)

储存桶(56) 落料口(561)

第一管路(57) 第二管路(58)

第三管路(59)

具体实施方式

请参阅图1-3所示，本发明的一种可生物分解的植物纤维原料粒组成物，包含以下重量百分含量的各成分：植物纤维粉40～60％、淀粉20～30％、淀粉发酵的植物胶粉末10～20％、水溶性高分子胶5～10％以及纤维素蛋白质3～5％。其制造设备包含：若干混炼机11，12，13，14、一成型装置20、第一冷却系统30、切削单元40以及第二冷却系统50，其制造方法包含以下步骤：

A.取得原料，分别取得制造植物纤维原料粒组成物的原料，包括植物纤维粉40～60％、淀粉20～30％、淀粉发酵的植物胶粉末10～20％、水溶性高分子胶5～10％以及纤维素蛋白质3～5％等。其中：该植物纤维粉是以天然植物的茎干、树皮、叶子或果皮、等作为纤维原料，经过碎化、干燥处理后，加工为含水率20％以下的粉末，其粒度大约100～200目左右。该淀粉是来自小麦、马铃薯、玉米、番薯、木薯、莲藕、米或藻类等植物；该植物胶粉末是将由水果或植物发酵制成的益生菌加入淀粉中发酵制成的植物胶粉末；而该水溶性高分子胶是一般高分子胶，用于调合植物胶的黏度，该纤维素蛋白质则用于增加黏度。上述每一项原料的比例，是依照原料粒预计制作加工的成品及加工成型方法的不同而将作适当的调整，也就是原料粒的配方虽然相同，但比例依照射出成型、挤出成型、压出成型、抽管成型、热压成型或吹制成型等加工使用的不同而有所差异，而其差异的多寡都在上述的原料百分比范围内。

B.纤维粉混炼，将纤维粉置于第一混炼机11中10～30分钟，以40～60℃，以及600～1200RPM高速旋转混炼，使纤维粉软化。必要时可加入竹醋液2～5％，用以分解植物纤维中残留的农药。

C.淀粉混炼，将淀粉及纤维素蛋白质置于第二混炼机12中10～20分钟，以600～1200RPM高速旋转混炼，以活化粉末颗粒的流动性。

D.植物胶粉末混炼，将植物胶粉末置于第三混炼机13中10～40分钟，以100RPM以下的转速旋转混炼，使其达到黏稠状态。

E.综合混炼，将步骤B、C、D分别混炼后的纤维粉、淀粉与植物胶粉末以及水溶性高分子胶置于第四混炼机14中搅拌10～40分钟，温度设定为40～80℃，将综合原料混炼均匀。

F.成型料条，将综合原料置于该成型装置20内，该成型装置20一端设有一入料口21，另端设有一出料口22，该入料口21可供该综合原料倒入，而该出料口22处设有一成型用的挤料盘23，该挤料盘23上形成有若干通孔231。又该入料口21与出料口22)之间设一输送单元24，该输送单元24可将综合原料由入料口21一端往出料口22一端旋转搅拌输送并同时加热，令其通过该挤料盘23后，向外挤压成型若干呈长条状的料条。

其次，该输送单元24可由二动力螺杆25组成，各该动力螺杆25可由四支输送杆251，252，253，254分段组成，每一输送杆251，252，253，254外缘设有叶片255，且位于该入料口21的第一输送杆251的叶片255尺寸，大于其他输送杆252，253，254的叶片255，而位于该出料口22的第四输送杆254的叶片255尺寸，小于其他输送杆251，252，253的叶片255，也就是所述输送杆251，252，253，254外缘的叶片255，是由该入料口21一端往该出料口22方向呈逐渐缩小的变化；又每一输送杆251，252，253，254所在的温度利用不同的温控器(图中未显示)控制在140～190℃之间。再者该成型装置20对应该第一、第二输送杆251，252的位置设若干排气管26，所述排气管26连接一真空机27，令该第一、第二输送杆251、252搅拌、输送综合原料时，其所含的湿气、水蒸气能经由所述排气管26向外排出；藉此，当该输送单元24输送该综合原料时，先利用第一、第二输送杆251、252将综合原料均匀搅拌后，再通过该第三、第四输送杆253、254逐步将综合原料向外挤压，以成型长条状的料条。

G.切削造粒，将所述料条先利用该第一冷却系统30冷却降温后，再利用切削单元40将所述料条切削呈颗粒状的原料粒。该第一冷却系统30包括一输送平台31、一设于该输送平台31末端的动力组32，以及若干设于该输送平台31上方的风扇33；该输送平台31上设有若干滚筒311，可供所述料条设置于上后移动，也可以输送带方式输送料条，而该动力组32是用以带动所述料条移动的动力来源，可由二上下相对的辊轮321组成，该二辊轮321相隔一预定距离，可通过一动力源322带动旋转。输送时，所述料条挤出成型后是置于该输送平台31上，并令料条的外端被该二辊轮321夹持，当所述料条持续挤出成型，该动力源322亦同时启动，而带动该动料条在输送平台31上位移，在料条移动过程中，利用所述风扇33吹风进行降温冷却。

其次，该切削单元40是设于相邻该二辊轮321外侧，其是一刀座41上设一马达42，该马达42可带动一刀片43转动，该刀片43的半径长度大于该输送平台31的台面宽度，当所述料条通过该二辊轮321后，就会被旋转的刀片43切削成原料粒。又该马达42底部与刀座41之间设一滑轨44，可供移动该马达42而调整该刀片43切削的位置。

H.原料粒冷却，原料粒切削完成后，再利用一第二冷却系统50一边输送一边冷却，该第二冷却系统50包括一集料桶51、第一鼓风机52、第一冷却桶53、第二冷却桶54、第二鼓风机55以及一储存桶56，该集料桶51与第一冷却桶53间设有一第一管路57，该第一冷却桶53与第二冷却桶54间第一第二管路58，而该第二冷却桶54与储存桶56间设有一第三管路59，又该第一鼓风机52设于该第一管路57适当处，而该第二鼓风机55设于该第三管路59适当处；当所述原料粒经切削成型后，落入或倒入该集料桶51内，先利用该第一鼓风机52将原料粒抽送至该第一冷却桶53，再利用该第二鼓风机55将位于该第一冷却桶53内的原料粒抽送至该储存桶56内，该储存桶56底部设有一落料口561，可将包装袋置于落料口561下方进行包装作业。藉此，利用上述的配方及制造方法，便生产植物纤维原料粒，增进植物原料粒生产制造的效率，并有助提升产业的发展。

本发明成型后的植物纤维原料粒，可适用如下的设定条件：缩水率千分之二以下、融点110～120℃、机器加工温度140～160℃，可适用于射出成型机或挤制成型等机器。

上述实施例，仅用以举例说明本发明，据以在不离本发明精神的范围，本领域技术人员凭此而作的各种变形、修饰与应用，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可生物分解的植物纤维原料粒组成物，其特征在于，包含以下重量百分含量的各成分：植物纤维粉40～60％、淀粉20～30％、淀粉发酵的植物胶粉末10～20％、水溶性高分子胶5～10％以及纤维素蛋白质3～5％。

2.依据权利要求1所述的可生物分解的植物纤维原料粒组成物，其特征在于，该植物纤维粉是以天然植物的茎干、树皮、叶子或果皮等作为纤维原料，经过碎化、干燥处理后，加工为含水率20％以下的粉末。

3.依据权利要求1所述的可生物分解的植物纤维原料粒组成物，其特征在于，该淀粉是来自小麦、马铃薯、玉米、番薯、木薯、莲藕、米或藻类等植物。

4.依据权利要求1所述的可生物分解的植物纤维原料粒组成物，其特征在于，更可包含竹醋液2～5％。

5.一种可生物分解的植物纤维原料粒的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：

A.取得原料，取得如权利要求1所述的组成物原料，且每一种原料的百分比，可依原料粒预计加工的成品及加工成型方法的不同而将比例作适当的调整；

B.植物纤维粉混炼，将植物纤维粉置于一第一混炼机中10～30分钟，以40～60℃以及600～1200RPM高速旋转混炼，使植物纤维粉软化；

C.淀粉混炼，将淀粉及纤维素蛋白质置于一第二混炼机中10～20分钟，以600～1200RPM高速旋转混炼，以活化粉末颗粒的流动性；

D.植物胶粉末混炼，将植物胶粉末置于一第三混炼机中10～40分钟，以100RPM以下的转速旋转混炼，使其达到黏稠状态；

E.综合混炼，将混炼后的植物纤维粉、淀粉、植物胶粉末以及水溶性高分子胶置于一第四混炼机中搅拌10～40分钟，温度设定为40～80℃，将综合原料混炼均匀；

F.成型料条，将综合原料置于一成型装置内，该成型装置一端设有一入料口，另端设有一出料口，并于该入料口与出料口之间设一输送单元，令该输送单元将综合原料由入料口一端往出料口一端旋转搅拌输送并同时加热，令其通过该出料口后挤压成型若干呈长条状的料条；

G.切削造粒，将所述料条先利用一第一冷却系统冷却降温后，再利用一切削单元将所述料条切削呈颗粒状的原料粒；

H.原料粒冷却，将切削完成的原料粒利用一第二冷却系统冷却，并输送至一储存桶后进行成品包装。

6.依据权利要求5所述的可生物分解的植物纤维原料粒的制造方法，其特征在于，该成型装置的输送单元可由二动力螺杆组成，各该动力螺杆由四支输送杆分段组成，每一输送杆外缘设有叶片，且位于该入料口的第一输送杆的叶片尺寸，大于其他输送杆的叶片，而位于该出料口的第四输送杆的叶片尺寸，小于其他输送杆的叶片，令该输送单元输送该综合原料时，先利用第一、第二输送杆将综合原料均匀搅拌后，再通过该第三、第四输送杆逐步压挤综合原料；其次每一输送杆所在的温度利用温控器控制在140～190℃之间，并于该成型装置对应该第一、第二输送杆的位置设若干排气管，所述排气管连接一真空机，令该第一、第二输送杆搅拌、输送综合原料时，其所含的湿气、水蒸气能经由所述排气管向外排出；又该出料口设一成型用的挤料盘，该挤料盘上形成有若干通孔，当该综合原料被挤压通过所述通孔后，便成型为长条状的料条。

7.依据权利要求1项所述的可生物分解的植物纤维原料粒的制造方法，其特征在于，该第一冷却系统包括一输送平台、一设于该输送平台末端的动力组，以及若干设于该输送平台上方的风扇，所述料条挤出成型后是置于该输送平台上，外端设于该动力组上，当所述料条持续挤出成型，并同步被该动力组拉动位移时，是利用所述风扇吹风将料条冷却，而该切削单元设于相邻该动力组外侧，当所述料条通过动力组后，被该切削单元切削成原料粒。

8.依据权利要求5或7所述的可生物分解的植物纤维原料粒的制造方法，其特征在于，该切削单元是一刀座上设一马达，该马达可带动一刀片转动，该刀片的半径长度大于该输送平台的台面宽度，当所述料条通过动力组后，可被该刀片切削成原料粒。

9.依据权利要求1项所述的可生物分解的植物纤维原料粒的制造方法，其特征在于，该第二冷却系统包括一集料桶、第一鼓风机、第一冷却桶、第二冷却桶、第二鼓风机以及一储存桶，该集料桶与第一冷却桶间设有一第一管路，该第一冷却桶与第二冷却桶间第一第二管路，而该第二冷却桶与储存桶间设有一第三管路，该第一鼓风机设于该第一管路上，而该第二鼓风机设于该第三管路上；当所述原料粒经切削成型后，落入该集料桶内，先利用该第一鼓风机将原料粒抽送至该第一冷却桶，再利用该第二鼓风机将位于该第一冷却桶内的原料粒抽送至该储存桶内。