CN111647281A - 一种一次性生物降解餐具及其制备方法 - Google Patents

一种一次性生物降解餐具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一次性生物降解餐具及其制备方法，一次性生物降解餐具包括植物秸秆、硫酸钙、淀粉、苹果酸酐、稳定剂、抗氧剂、纤维、甘油、脱模剂、促进剂、纯化水。一次性生物降解餐具制备方法包括粉碎植物秸秆；粉碎硫酸钙，并按比例添加促进剂和抗氧剂得到硫酸钙混合物；将秸秆粉和硫酸钙混合物与淀粉、苹果酸酐、纤维、甘油份按照比例混合后加入纯化水调成糊状；将糊状物中按照比例加入稳定剂和脱模剂，并再次加入纯化水调成膏状，放入成型模具中成型得到一次性生物降解餐具。本发明的一次性生物降解餐具及其制备方法所得到的一次性生物降解餐具对生态环境没有污染危害、对人安全无毒、成本低廉、又能充分降解。

Description

一种一次性生物降解餐具及其制备方法
技术领域
本发明涉及生活用品餐具、包装领域，特别涉及一种一次性生物降解餐具及其制备方法。
背景技术
传统的一次性餐具，主要指聚苯乙烯餐具，由于迎合了当代人追求生活快捷、方便、卫生的要求，加上成本低廉，一经问世，便在全世界范围内迅速得到应用和推广，但是由于聚苯乙烯的难降解，对环境造成极大的污染，随着经济的高速发展和对环境保护意识的增强，原来受欢迎的、快速便捷的、不可降解一次性聚苯乙烯餐具，被国家有关部门列为限期淘汰产品；另外，食品塑料包装材料以其轻便、价廉、防水、携带方便等优势被广泛应用，我国对食品塑料包装材料实行生产许可管理，可用于食品包装用塑料材质主要为聚乙烯(PE)、聚丙烯(P P)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等，但是由于聚合物的难降解，对环境造成极大的污染，而近年来食品用塑料包装的卫生安全状况越来越受到公众关注，在我国《食品用塑料包装、容器、工具等制品生产许可审查细则》规定食品用塑料包装产品产生时，必须使用食品用原辅材料，然而，一些企业为了降低成本，用工业级的材料进行生产，有的企业甚至使用的回收料作为食品包装原料，而上述《细则》中明确规定不得使用外购回收料及受污染的原料。回收料的来源广泛，成分复杂，有的可能是医药垃圾，有的可能接触过一些废弃物，在流通回收渠道过程中可能带来新的污染；在再生加工过程中，也会加入一些增塑剂、掩盖剂等危害人体健康的物质，加大了迁移到食品中的风险性。此外，有的食品包装企业为了降低生产成本，加入大量的碳酸钙及滑石粉等无机矿物填充料，容易导致产品蒸发残渣大大超标，在盛装酸性或脂肪性食物时，易析出粘到食物上，消费者食用后易形成胆石症等问题。
据统计，我国每年农作物秸秆产生量约9亿吨，然而目前我国大量可循环利用于农业的有机废物被大量的浪费掉，而且造成巨大的污染(侵占土地、污染土壤、污染水体、污染空气、影响环境卫生)，也是令不少农户、种植产业园、合作社及各级政府主管职能主管部门领导头痛不已的事。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于一次性餐具及各类包装制品上。通过各类塑料制品和农作物秸秆结合起来，制造一种既对生态环境没有污染危害、对人安全无毒、成本低廉、又能充分降解、使用性能好等综合优势的塑料餐具替代产品，既可提高种植业经济效益和社会效益，还能有效减少环境污染，减少对人类的危害，符合民众的消费需求和绿色生态文明建设的国策，利国利民的一次性餐具及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种一次性生物降解餐具，包括以下成分：
植物秸秆20～50份、硫酸钙10～20份、淀粉12～25份、苹果酸酐1～10份、稳定剂5～12份、抗氧剂10～25份、纤维10～18份、甘油2～3.5份、脱模剂2～8份、促进剂1～1.5份、纯化水20～50份。
优选地，更具体的组分如下：
植物秸秆25～50份、硫酸钙15～18份、淀粉20～22、苹果酸酐5～10份、稳定剂8～10份、抗氧剂18～20份、纤维15～18份、甘油2～2.5份、脱模剂5～6份、促进剂1.2～1.5份、纯化水28～32份。
优选地，更具体的组分如下：
植物秸秆50份、硫酸钙17份、淀粉20、苹果酸酐8份、稳定剂9份、抗氧剂19份、纤维16份、甘油2份、脱模剂5份、促进剂1.5份、纯化水30份。
优选地：所述植物秸秆是麦草、稻草杆、甘蔗、芦苇、玉米秆中的一种或多种组合而成。
优选地：所述纤维是红薯藤、瓜藤、杂草、枯枝落叶、锯末中的一种或多种组合而成。
优选地：所述淀粉是玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉中的一种或多种混合物。
优选地：所述脱模剂是由硬脂酸镁、硅油、甲基硅油按照1:1:1的混合而成。
一种一次性生物降解餐具的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将植物秸秆加水浸泡2-6小时，捞出滤干至不滴水为止，之后用粉碎机粉碎为30-60目，得到秸秆粉；
步骤二，将硫酸钙用粉碎机粉碎为80目，并置于烘箱中于90℃下干燥12小时，干燥后硫酸钙的含水量控制在5％以下，干燥后加入高速混合机中，并按比例添加促进剂和抗氧剂，在60℃下混合10分钟得到硫酸钙混合物；
步骤三，将步骤一中所得的秸秆粉和步骤二中所得的硫酸钙混合物与淀粉、苹果酸酐、纤维、甘油份按照比例混合后加入纯化水调成糊状；
步骤四，在步骤三中所得的糊状物中按照比例加入稳定剂和脱模剂，并再次加入纯化水调成膏状，放入成型模具中成型，并加热到160-300℃，稳定至少30秒后成型得成品。
优选地：所述步骤四中，加热到160-300℃，稳定至少30秒后要立即冷却到室温，这过程再次加入脱模剂。
优选地：所述步骤四中，加热所到的最高温度为到220℃，稳定时间为30秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1，本发明以废弃植物秸秆为原料，极大地降低生产成本，并辅以多种功能助剂制得发泡一次性用品，该一次性用品受热后不会产生任何有毒成分，并在自然条件下可转化成易被降解的物质，且降解后的物质还可以进行回收再利用，实现安全环保，废物利用的环境理念，有效保护环境。
2、安全、卫生、环保，可自然降解，在土壤中可以作为作物的肥料，还可以起到改良土壤的作用，降解后回收可做各类动物的饲料。
3、硬度好、厚实稳重、质轻、防震、保温、隔热、隔音性能好等，产品密织性好，耐水、耐油、防渗透，同时具有良的耐高温性能，无毒、无害、无污染，安全、卫生，快速分解，能作为塑料、纸制品、陶瓷、玻璃等的替代品。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一
一种一次性生物降解餐具，包括以下成分：
植物秸秆20～50份、硫酸钙10～20份、淀粉12～25份、苹果酸酐1～10份、稳定剂5～12份、抗氧剂10～25份、纤维10～18份、甘油2～3.5份、脱模剂2～8份、促进剂1～1.5份、纯化水20～50份。
一种一次性生物降解餐具的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将植物秸秆加水浸泡2-6小时，捞出滤干至不滴水为止，之后用粉碎机粉碎为30-60目，得到秸秆粉；
步骤二，将硫酸钙用粉碎机粉碎为80目，并置于烘箱中于90℃下干燥12小时，干燥后硫酸钙的含水量控制在5％以下，干燥后加入高速混合机中，并按比例添加促进剂和抗氧剂，在60℃下混合10分钟得到硫酸钙混合物；
步骤三，将步骤一中所得的秸秆粉和步骤二中所得的硫酸钙混合物与淀粉、苹果酸酐、纤维、甘油份按照比例混合后加入纯化水调成糊状；
步骤四，在步骤三中所得的糊状物中按照比例加入稳定剂和脱模剂，并再次加入纯化水调成膏状，放入成型模具中成型，并加热到160-300℃，稳定至少30秒后成型得成品。
步骤四中，加热到160-300℃，稳定至少30秒后要立即冷却到室温，这过程再次加入脱模剂。
步骤四中，加热所到的最高温度为到220℃，稳定时间为30秒。
实施例二
一种一次性生物降解餐具，包括以下成分：
植物秸秆25～50份、硫酸钙15～18份、淀粉20～22、苹果酸酐5～10份、稳定剂8～10份、抗氧剂18～20份、纤维15～18份、甘油2～2.5份、脱模剂5～6份、促进剂1.2～1.5份、纯化水28～32份。
一种一次性生物降解餐具的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将植物秸秆加水浸泡5小时，捞出滤干至不滴水为止，之后用粉碎机粉碎为50目，得到秸秆粉；
步骤二，将硫酸钙用粉碎机粉碎为80目，并置于烘箱中于90℃下干燥12小时，干燥后硫酸钙的含水量控制在5％以下，干燥后加入高速混合机中，并按比例添加促进剂和抗氧剂，在60℃下混合10分钟得到硫酸钙混合物；
步骤三，将步骤一中所得的秸秆粉和步骤二中所得的硫酸钙混合物与淀粉、苹果酸酐、纤维、甘油份按照比例混合后加入纯化水调成糊状；
步骤四，在步骤三中所得的糊状物中按照比例加入稳定剂和脱模剂，并再次加入纯化水调成膏状，放入成型模具中成型，并加热到210℃，稳定至少30秒后成型得成品。
加热到210℃，稳定至少30秒后要立即冷却到室温，这过程再次加入脱模剂。
实施例三
一种一次性生物降解餐具，包括以下成分：
植物秸秆50份、硫酸钙17份、淀粉20、苹果酸酐8份、稳定剂9份、抗氧剂19份、纤维16份、甘油2份、脱模剂5份、促进剂1.5份、纯化水30份。
一种一次性生物降解餐具的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将植物秸秆加水浸泡5小时，捞出滤干至不滴水为止，之后用粉碎机粉碎为50目，得到秸秆粉；
步骤二，将硫酸钙用粉碎机粉碎为80目，并置于烘箱中于90℃下干燥12小时，干燥后硫酸钙的含水量控制在4％以下，干燥后加入高速混合机中，并按比例添加促进剂和抗氧剂，在60℃下混合10分钟得到硫酸钙混合物；
步骤三，将步骤一中所得的秸秆粉和步骤二中所得的硫酸钙混合物与淀粉、苹果酸酐、纤维、甘油份按照比例混合后加入纯化水调成糊状；
步骤四，在步骤三中所得的糊状物中按照比例加入稳定剂和脱模剂，并再次加入纯化水调成膏状，放入成型模具中成型，并加热到220℃，稳定至少30秒后成型得成品。
加热到220℃，稳定至少30秒后要立即冷却到室温，这过程再次加入脱模剂。。
上述实施例一，二，三中
植物秸秆是麦草、稻草杆、甘蔗、芦苇、玉米秆中的一种或多种组合而成。
纤维是红薯藤、瓜藤、杂草、枯枝落叶、锯末中的一种或多种组合而成。
淀粉是玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉中的一种或多种混合物。
脱模剂是由硬脂酸镁、硅油、甲基硅油按照1:1:1的混合而成。
参照《塑料一次性餐饮具通用技术要求》(GB18006.1-2009)的标准，对所制备的一次性用品的物理性能、卫生性能、降解检测结果分别见表1、表2、表3所示：
项目 容积偏差％ 负重性能％ 跌落性能 耐热实验 漏水实验
标准 ≤5 ≤5 有轻微破损 有轻微变形 无漏水
实施例一 3.1 2.5 无破损 无变形 无漏水
实施例二 3.2 2.4 无破损 无变形 无漏水
实施例三 3.5 2.1 无破损 无变形 无漏水
表1：物理性能
Figure BDA0002474798360000061
表2：卫生性能
Figure BDA0002474798360000062
Figure BDA0002474798360000071
表3：降解检测
综上所述，本发明以废弃植物秸秆为原料，极大地降低生产成本，并辅以多种功能助剂制得发泡一次性用品，该一次性用品受热后不会产生任何有毒成分，并在自然条件下可转化成易被降解的物质，且降解后的物质还可以进行回收再利用，实现安全环保，废物利用的环境理念，有效保护环境。
安全、卫生、环保，可自然降解，在土壤中可以作为作物的肥料，还可以起到改良土壤的作用，降解后回收可做各类动物的饲料。
硬度好、厚实稳重、质轻、防震、保温、隔热、隔音性能好等，产品密织性好，耐水、耐油、防渗透，同时具有良的耐高温性能，无毒、无害、无污染，安全、卫生，快速分解，能作为塑料、纸制品、陶瓷、玻璃等的替代品。。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种一次性生物降解餐具，其特征在于，包括以下成分：
植物秸秆20～50份、硫酸钙10～20份、淀粉12～25份、苹果酸酐1～10份、稳定剂5～12份、抗氧剂10～25份、纤维10～18份、甘油2～3.5份、脱模剂2～8份、促进剂1～1.5份、纯化水20～50份。
2.根据权利要求1所述的一次性生物降解餐具，其特征在于：包括以下成分：
植物秸秆25～50份、硫酸钙15～18份、淀粉20～22、苹果酸酐5～10份、稳定剂8～10份、抗氧剂18～20份、纤维15～18份、甘油2～2.5份、脱模剂5～6份、促进剂1.2～1.5份、纯化水28～32份。
3.根据权利要求2所述的一次性生物降解餐具，其特征在于：包括以下成分：
植物秸秆50份、硫酸钙17份、淀粉20、苹果酸酐8份、稳定剂9份、抗氧剂19份、纤维16份、甘油2份、脱模剂5份、促进剂1.5份、纯化水30份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一次性生物降解餐具，其特征在于：所述植物秸秆是麦草、稻草杆、甘蔗、芦苇、玉米秆中的一种或多种组合而成。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一次性生物降解餐具，其特征在于：所述纤维是红薯藤、瓜藤、杂草、枯枝落叶、锯末中的一种或多种组合而成。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一次性生物降解餐具，其特征在于：所述淀粉是玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一次性生物降解餐具，其特征在于：所述脱模剂是由硬脂酸镁、硅油、甲基硅油按照1:1:1的混合而成。
8.一种一次性生物降解餐具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将植物秸秆加水浸泡2-6小时，捞出滤干至不滴水为止，之后用粉碎机粉碎为30-60目，得到秸秆粉；
步骤二，将硫酸钙用粉碎机粉碎为80目，并置于烘箱中于90℃下干燥12小时，干燥后硫酸钙的含水量控制在5％以下，干燥后加入高速混合机中，并按比例添加促进剂和抗氧剂，在60℃下混合10分钟得到硫酸钙混合物；
步骤三，将步骤一中所得的秸秆粉和步骤二中所得的硫酸钙混合物与淀粉、苹果酸酐、纤维、甘油份按照比例混合后加入纯化水调成糊状；
步骤四，在步骤三中所得的糊状物中按照比例加入稳定剂和脱模剂，并再次加入纯化水调成膏状，放入成型模具中成型，并加热到160-300℃，稳定至少30秒后成型得成品。
9.根据权利要求8所述的一次性生物降解餐具的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，加热到160-300℃，稳定至少30秒后要立即冷却到室温，这过程再次加入脱模剂。
10.根据权利要求8所述的一次性生物降解餐具的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，加热所到的最高温度为到220℃，稳定时间为30秒。
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