CN112060454A - 一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线及工艺，其技术方案为：包括淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、浆料制备模块、餐盒制备模块、检测杀菌模块、堆垛存储模块，淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、餐盒制备模块分别通过输料管道与浆料制备模块相连；餐盒制备模块通过传送带依次连接检测杀菌模块、堆垛存储模块。本发明不仅实现了生产过程自动化，还改良了生产工艺，通过发泡工艺实现产品轻量化的同时解决了生产过程的环境污染问题。

Description

一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线及工艺

技术领域

本发明涉及一次性餐盒生产领域，尤其涉及一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线及工艺。

背景技术

淀粉/植物纤维多孔复合材料是指经过改性处理后的植物淀粉(玉米、小麦、马铃薯等)与植物纤维(剑麻、秸秆、稻草等)经过发泡工艺所制备的全降解的生物质材料。因为该材料环保、安全、易降解、性能好，如今已经被用到医疗、工业、农业及食品等领域。在食品包装领域，应用其安全、易降解的优势，可以有效的解决一次性石油基塑料餐盒所带来的环境污染问题。

据统计2019年我国塑料制品产量已达到8184万吨，然而当年生物降解塑料产量却仅为15万吨左右。以现有的生物降解材料去完全代替石油基塑料制品无疑是困难的。究其原因，高效化、低成本是大部分生物降解制品生产过程中还未妥善解决的问题。具体到淀粉/植物纤维生物质复合材料全降解一次性餐盒的生产，这种材料产品成本相比塑料制品要高上许多，主要原因有：

一是生产效率低、自动化水平低以及人工成本高；

二是现有生产工艺中碱化处理纤维会带来较长的时间处理成本以及后续环境处理成本。现有碱化纤维处理工艺每20千克植物纤维就需要1吨含有1％NaOH的碱液处理12h,当产量达到一定规模时，仅此一步工艺所带来的污水处理成本、时间成本以及环境成本就是十分巨大的；

三是产品密度大，轻量化程度低，单个产品所需原料较多，与塑料制品相比原料成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线及工艺，不仅实现了生产过程自动化，还改良了生产工艺，通过发泡工艺实现产品轻量化的同时解决了生产过程的环境污染问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，包括淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、浆料制备模块、餐盒制备模块、检测杀菌模块、堆垛存储模块，淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、餐盒制备模块分别通过输料管道与浆料制备模块相连；餐盒制备模块通过传送带依次连接检测杀菌模块、堆垛存储模块。

作为进一步的实现方式，所述淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、浆料制备模块、餐盒制备模块、检测杀菌模块、堆垛存储模块均连接控制模块。

作为进一步的实现方式，所述淀粉改性模块包括淀粉改性搅拌机和多个沿淀粉改性搅拌机周向设置的储料箱。

作为进一步的实现方式，所述纤维微细化处理模块包括依次连接的纤维剪切机、纤维磨碎机和蒸汽爆破机；所述纤维剪切机设置有纤维储料箱，所述蒸汽爆破机通过输料管道连接浆料制备模块。

作为进一步的实现方式，所述餐盒制备模块包括依次设置的注射挤出机、切料设备、模压成型机，切料设备通过传送带连接多个模压成型机，每个模压成型机通过传送带连接分离设备；模压成型机一侧设置机械臂。

作为进一步的实现方式，所述注射挤出机采用螺杆挤出机构。

作为进一步的实现方式，所述检测杀菌模块包括依次设置的成品检测仪、废品收集箱和杀菌消毒仪；所述堆垛存储模块包括装箱装置和VGA运输车，VGA运输车能够将装箱后的成品输送至设定位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产工艺，采用所述的生产线，包括：

淀粉的改性处理：在淀粉改性模块中，加入设定量的淀粉、水搅拌，之后加入水与甘油组成复合塑化剂对淀粉进行塑化改性；并加入发泡剂；

纤维的微细化处理：植物纤维进入纤维剪切机后，由纤维剪切机把原纤维剪切成设定长度的短纤维；短纤维通过输料管道进入纤维磨碎机，由纤维磨碎机进行进一步粗磨处理；完成粗磨的植物纤维被运输至蒸汽爆破机进行爆破得到破碎纤维；

浆料的制备：将设定量的改性淀粉、破碎纤维、填料在反应釜中混合，强力搅拌设定时间后获得均质浆料；

餐盒的制备：浆料输送至注射挤出机，注射式挤出机的出料口挤出一个餐盒所需的浆料时，切料设备进行切料处理；切割好的浆料进入模压成型机，在模压成型机中发泡成型；

成组餐盒的分离：成型后的一组餐盒由机械臂吸取放置于分离设备，完成餐盒的分离及切边处理；

餐盒成品检验及杀菌消毒：餐盒传送至成品检测处，检测到残次品后分流至残次品传送带进行报废处理，检测合格的餐盒传送至杀菌消毒处由杀菌消毒仪进行杀菌消毒；

餐盒装箱存储：杀菌消毒的餐盒进行装箱后，由VGA运输车运输至仓库，堆垛装置进行卸货堆垛储存。

作为进一步的实现方式，在淀粉改性模块中，将50-100份淀粉与50-200份水在80-90℃下搅拌，1-3分钟后，依次加入50-100份水与10-30份甘油组成的复合塑化剂对淀粉进行塑化改性；加入后续发泡用的1-10份发泡剂，搅拌5-10分钟即可获得改性淀粉。

作为进一步的实现方式，浆料放入模压成型机后，模压成型机合模，上、下模温度设置为190-205℃，合模压力为6-8Mpa,保温保压60-90秒餐盒即可发泡成型。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式利用热压过程需要保压一定时间这个特点，使多台模压机充分利用这个时间差，浆料以一定时间间隔放入成型，并以一定时间间隔成型开模放置生产线，使得一台注射式挤出机、一条检测消毒传送带即可满足多台模压机生产的需求，避免了多条生产线及设备的搭建，降低了设备及场地成本；

(2)本发明的一个或多个实施方式的餐盒制备用浆料后切成片状后被放置于空腔，使其热压成型过程中各部分容易分布均匀，减少了因物料分布不均餐盒质量不达标情况的出现；

(3)本发明的一个或多个实施方式全部生产过程由控制模块自动控制完成，减小了人为的干涉，提升了生产质量的稳定性；装置大多可以采用现有的通用设备或者只需要小范围的改动，普适性好，建设成本相对较低；

(4)本发明的一个或多个实施方式与现有生产线及工艺相比，绿色化程度更高，不仅产品本身全降解，降解产物对环境基本无害，而且生产工艺的绿色化水平也显著提升；仅机械破碎法处理植物纤维代替碱化工艺法处理工艺，这一项就大大缩短时间成本与环境处理成本；

(5)本发明的一个或多个实施方式的整个生产过程中，物质的流变性能发生了多次变化，根据不同生产阶段材料流变特性，采用了相适宜的运输方式，这能够保证物料生产的连续性，为生产的连续性与高效性提供保证；

(6)本发明的一个或多个实施方式的生产线不仅提高一次性餐盒生产过程的精细化生产水平，而且生产线中的模块也能够十分容易的迁移应用到其他生产线；本产线如果生产工艺升级或者生产其他淀粉/植物纤维基复合材料时，可以在只更换某些模块的情况下即可投入生产；不仅对淀粉/植物纤维多孔复合材料一次性餐盒生产线的改善有良好的借鉴意义，而且对其他种类生物质基材料一次性餐盒自动化生产线的设计也有较大的借鉴意义。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的生产线结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的纤维微细化处理模块结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的餐盒制备模块结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的注射挤出机结构示意图；

其中，1、纤维微细化处理模块，1-1、纤维剪切机，1-2、纤维储料箱，1-3、纤维磨碎机，1-4、蒸汽爆破机，1-5、水循环系统；2、淀粉改性搅拌机，2-1、储料箱，3-1、第一输料管道，3-2、第二输料管道，3-3、第三输料管道，3-4、第四输料管道，3-5、第五输料管道，3-6、第六输料管道；4、强力搅拌机，4-1、填料储料箱；

5、餐盒制备模块，5-1、注射挤出机，5-1-1、驱动装置，5-1-2、螺杆，5-1-3、浆料推进挡板，5-1-4、出料口，5-1-5、浆料储存箱，5-1-6、浆料入口；5-2、切料设备，5-3、机械臂，5-4、模压成型机，5-5、分离设备；6-1、第一传送带，6-2、第二传送带，6-3、第三传送带，6-4、第四传送带，6-5、第五传送带，7、成品检测仪，8、废品收集箱，9、杀菌消毒仪，10、装箱装置，11、VGA运输车，12、控制模块。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，如图1所示，包括淀粉改性模块、纤维微细化处理模块1、浆料制备模块、餐盒制备模块5、检测杀菌模块、堆垛存储模块和控制模块，淀粉改性模块、纤维微细化处理模块1、餐盒制备模块5分别通过输料管道与浆料制备模块相连；餐盒制备模块5、检测杀菌模块与堆垛存储模块通过传送带连接。整条生产线由控制模块控制运行，保证前一工序制备的物料能够满足后续工序的使用，且不会造成物料的堆积。

浆料制备模块包括强力搅拌机4和填料储料箱4-1，填料储料箱4-1设置于强力搅拌机4一侧。改性淀粉、小尺寸纤维分别由第二输料管道3-2、第一输料管道3-1运输至强力搅拌机4。

具体的，淀粉改性模块用于完成淀粉改性，其包括淀粉改性搅拌机2、储料箱2-1，所述淀粉改性搅拌机2通过第二输料管道3-2连接强力搅拌机4。储料箱2-1设置多个，且多个储料箱2-1沿淀粉改性搅拌机2周向分布。

在本实施例中，淀粉改性搅拌机2配有盛装玉米淀粉、水、AC发泡剂、甘油的四个储料箱2-1，具有搅拌加热功能。可以理解的，在其他实施中，储料箱2-1的个数可以根据盛装物料的种类设置。储料箱2-1安装闸门，闸门通过驱动机构连接控制模块12，控制模块12通过驱动机构控制储料箱2-1的闸门打开或关闭。

纤维微细化处理模块1用于完成小尺寸纤维的制备，如图2所示，纤维微细化处理模块1包括纤维剪切机1-1、纤维储料箱1-2、纤维磨碎机1-3、蒸汽爆破机1-4，纤维磨碎机1-3设置于纤维剪切机1-1与蒸汽爆破机1-4之间，且纤维磨碎机1-3通过第四输料管道3-4连接纤维剪切机1-1，纤维储料箱1-2设置于纤维剪切机1-1一侧。纤维磨碎机1-3通过第五输料管道3-5连接蒸汽爆破机1-4，所述蒸汽爆破机1-4通过第一输料管道3-1连接强力搅拌机4；所述蒸汽爆破机1-4安装有水循环系统1-5。

在控制模块12的作用下，植物纤维由纤维储料箱1-2进入纤维剪切机1-1，由纤维剪切机1-1把原纤维剪切成1-10mm的短纤维。短纤维通过第四输料管道3-4进入纤维磨碎机1-3，由纤维磨碎机1-3进行进一步粗磨处理，使粗磨后的纤维处于蓬松状态。完成粗磨的植物纤维通过第五输料管道3-5被运输至蒸汽爆破机1-4，爆破完成的纤维通过水循环运输系统1-5通过第一输料管道3-1被传送到下一工序。

如图3所示，餐盒制备模块5包括注射挤出机5-1、切料设备5-2、机械臂5-3、模压成型机5-4、分离设备5-5，切料设备5-2设置于注射挤出机5-1一侧，切料设备5-2通过传送带连接模压成型机5-4。为了保证长方形片状浆料供料速率、模压成型效率与前后工序的生产速度相匹配，出料口数量及模压成型机5-4数量可设置多个。每个模压成型机5-4一侧设置机械臂5-3,分离设备5-5设置于模压成型机5-4远离切料设备5-2一侧。注射挤出机5-1通过第三输料管道3-3连接强力搅拌机4。

本实施例设置五个模压成型机5-4，以保证模压成型机5-4生产效率与前后工序匹配。五个模压成型机5-4间隔布置，经切料设备5-2处理的物料分别通过传送带输送至每个模压成型机5-4，再经模压成型机5-4处理后通过传送带输送至分离设备5-5。进一步的，切料设备5-2远离注射挤出机5-1的一侧设置第四传送带6-4，第四传送带6-4通过第五传送带5将物料分别输送至不同的模压成型机5-4。分离设备5-5远离模压成型机5-4的一侧设置第一传送带6-1，第一传送带6-1用于将餐盒制备模块5处理后的物料输出。

当然，在其他实施例中，模压成型机5-4也可以为其他个数，具体根据实际加工需求而定。

进一步的，如图4所示，注射挤出机5-1包括挤出仓、驱动装置5-1-1、螺杆5-1-2、浆料推进挡板5-1-3，螺杆5-1-2安装于挤出仓内部。所述螺杆5-1-2一端连接驱动装置5-1-1，驱动装置5-1-1和螺杆5-1-2组成螺杆挤出机构。浆料推进挡板5-1-3与螺杆5-1-2相连，螺杆5-1-2在驱动装置5-1-1的作用下旋转，浆料推进挡板5-1-3能够沿螺杆5-1-2移动，从而使驱动装置5-1-1通过控制螺杆5-1-2的旋转进程来控制浆料用量。

挤出仓设置出料口5-1-4，出料口5-1-4与螺杆5-1-2位置对应。在本实施例中，出料口5-1-4的截面为长方形。挤出仓还设置有浆料入口5-1-6和浆料储存箱5-1-5，浆料入口5-1-6与浆料储存箱5-1-5连通。浆料通过出料口5-1-4挤出，当出料口5-1-4出料满足设定值时，切料设备5-2进行切料处理。被切割的浆料在控制模块12的控制下被第四传送带6-4和第五传送带6-5传输至特定的模压成型机5-4。

机械臂5-3抓取相应数量的浆料放置于模压成型机5-4的餐盒空腔。每个餐盒模具空腔放置一定浆料后，模压成型机5-4合模，设置压力、温度值，并经过设定时间即可发泡成型。浆料在经过一定时间后依次挤入模具空腔成型，而成品也会以设定间隔被机械臂5-3末端真空吸盘(此处机械臂末端有两种装置，一个用来抓取浆料，一个用来吸取成型餐盒，可自由转换)吸取放置到分离装置5-5上完成餐盒分离。分离设备5-5具有可上下往复运动的切割刀具，刀具呈网格状分布，每个网格与餐盒形状大小相同，利用设定的刀具垂直压力此设备即可完成餐盒的分离及切边处理。完成分离后的餐盒被由第一传送带6-1运输到第二传送带6-2，这样在不增加传送带数量的同时，保证了产品能够连续生产，而且不会产生产品的堆积。

检测杀菌模块包括成品检测仪7、废品收集箱8和杀菌消毒仪9，第二传送带6-2与成品检测仪7连接，成品检测仪7通过第三传送带6-3与废品收集箱8、杀菌消毒仪9连接。堆垛存储模块包括装箱装置10和VGA运输车11，装箱装置10采用现有技术，对其结构不再赘述。分离后的餐盒依次经过成品检测仪7的检测，合格品继续由杀菌消毒仪9杀菌消毒，残次品则由第三传送带6-3分流至废品收集箱8。最终成品由装箱装置10进行装箱，由VGA运输车11运输至仓库堆垛存储。

实施例二：

本实施例提供了一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产工艺，采用实施例一所述的生产线，包括以下步骤：

(1)淀粉的改性处理、纤维的微细化处理：

在淀粉改性模块中，将50-100份淀粉与50-200份水在80-90℃下搅拌，1-3分钟后，依次加入50-100份水与10-30份甘油组成的复合塑化剂对淀粉进行塑化改性；以及后续发泡用的1-10份发泡剂，搅拌5-10分钟即可获得改性淀粉。

本实施例采用的水/甘油复合塑化剂，与原有的单纯用水塑化效果相比，对淀粉的防老化效果更明显，而且这种改性淀粉与植物纤维结合效果更好。改性淀粉的黏度比较小，流动性比较好，在有一定高度差的情况下可直接依靠自重通过保温运输管道流动至下一工序。

植物纤维由纤维储料箱1-2进入纤维剪切机1-1后，由纤维剪切机1-1把原纤维剪切成的1-10mm短纤维。短纤维通过第四输料管道3-4进入纤维磨碎机1-3，由纤维磨碎机1-3进行进一步粗磨处理。纤维磨碎机1-3的核心装置为一组间距可调的高强度磨盘，磨盘间距调为1-5mm,通过磨盘的破碎，使相互缠绕的纤维进一步细小分散，该过程减小相互缠绕纤维的结合强度。

完成粗磨的植物纤维通过第五输料管道3-5被运输至蒸汽爆破机1-4。设置蒸汽爆破机1-4的温度为115℃-130℃、气压0.2-0.3MPa、瞬间爆破时间为0.05-0.2秒。在蒸汽爆破的作用下，瞬间冲击力可直接作用于植物纤维中纤维素、木质素以及半木质素之间的分子键，使其分散的更均匀，有更大的比表面积，与后续淀粉结合的界面更大。

破碎后的纤维由水流通过管道运输至下一工序，进入下一工序之前，用滤网进行过滤分离即可，分离后的水返回蒸汽爆破机1-4可进入水循环系统1-5。水循环运输纤维既解决了固体粉末运输比较困难的问题，而且经过此过程的纤维是具有一定水分的，更容易与淀粉结合。

此工艺以纤维机械破碎法替代原有的强碱处理法，极大缩短处理时间，还避免了后续的污水处理问题与对环境的破坏问题。而且不同于单一的纤维剪切破碎手段，该工艺经过粗剪、粗磨、爆破三个过程，采用相适宜的处理设备，在达到相同处理效果时，这种处理方式反而耗能低、时间短、效率高。纤维的微细化处理，使得纤维与淀粉接触面积更大，有利于纤维更多羟基的裸漏，从而与淀粉形成更多的氢键以提升材料的力学性能。

(2)浆料的制备：

强力搅拌机4维持80-90℃，之前工序制备的200-300份改性淀粉、50-100份破碎纤维与30-50份填料在反应釜中混合，强力搅拌5-15分钟后获得均质浆料。浆料黏度比较大，流动性差，在依靠自重或者小动力作用下难以被运输，因此在此过程在对浆料进行运输时需要借助压力泵，使其能够被运输至下一工序。

(3)餐盒的制备：

在餐盒制备模块5中，浆料通过具有保温作用的输料管道流入注射挤出机5-1，注射挤出机5-1采用螺杆式推进，控制模块12控制注射挤出机5-1的螺杆5-1-2的旋转进程来实现出料口5-1-4的出料量。当出料口5-1-4挤出一个餐盒所需的50-100份浆料时，切料设备5-2进行切料处理，把浆料切割为长方形的薄片状。此时切割好的浆料由传送带按照控制模块指令运输到指定的模压成型机5-4。传送带的传送速度恰与挤出出料及切料速度相匹配。

当浆料到达指定模压成型机5-4后，机械臂5-3抓取一定数量长方形薄片浆料，依次放入模压成型机5-4的餐盒模具空腔。浆料放入后，模压成型机5-4合模，上、下模温度设置为190-205℃，合模压力为6-8Mpa,保温保压60-90秒餐盒即可发泡成型。采用热压发泡成型工艺的餐盒，内部有许多细小的泡孔结构，这些泡孔结构的存在不仅能提升材料的缓冲性能，使材料塑性、韧性大幅度改善，还能够减小材料用量达30％，减小了餐盒的材料成本。

(4)成组餐盒的分离

成型后的一组餐盒由机械臂5-3末端的真空吸盘吸取放置于分离设备5-5，分离设备5-5有可上下往复运动的切割刀具，刀具呈网格状分布，每个网格与餐盒形状大小相同，利用设定的刀具垂直压力此设备即可完成餐盒的分离及切边处理。浆料以一定时间间隔依次挤入模压成型机5-4空腔，餐盒也会以一定的时间间隔成型后被放置于传送带上，成型的餐盒最终汇入一条传送带。这种生产方式既能保证产品的连续生产，又不会造成产品的堆积碰撞，还能节省生产线数量及配套设备，减少设备成本。

(5)餐盒成品检验及杀菌消毒：

餐盒传送至成品检测处，检测到残次品后分流至残次品传送带进行报废处理，检测合格的餐盒传送至杀菌消毒处由杀菌消毒仪进行杀菌消毒。

(6)餐盒装箱存储：

杀菌消毒的餐盒进行装箱后，由VGA运输车11自动循迹运输至仓库，堆垛装置进行卸货堆垛储存。

实施例三：

本实施例提供了一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产工艺，包括淀粉的改性处理、纤维的微细化处理、浆料的制备、餐盒的制备、成组餐盒的分离、餐盒成品检验及杀菌消毒和餐盒装箱存储。

具体的，盛装有淀粉的储料箱2-1在控制模块12的作用下打开，加入50份玉米淀粉后，加入100份水，在85℃的条件下经淀粉改性搅拌机2搅拌1分钟。此时加入100份水/5份甘油组成的复合塑化剂对淀粉进行塑化改性，5分钟后加入1份发泡剂，再搅拌4分钟即可获得改性淀粉。改性淀粉依靠高度差依靠自重通过第二输料管道3-2流入下一工序。

植物纤维由纤维储料箱1-2进入纤维剪切机1-1后，由纤维剪切机1-1把原纤维剪切成0.5cm左右的短纤维。短纤维通过第四输料管道3-4进入纤维磨碎机1-3，纤维磨碎机1-3的磨盘间距为3mm,由纤维磨碎机1-3进行进一步粗磨处理，使粗磨后纤维处于蓬松状态。完成粗磨的植物纤维通过第五输料管道3-5被运输至蒸汽爆破机1-4，蒸汽爆破机1-4温度设定为120℃，气压为0.25MPa,瞬间爆破时间为0.1秒，爆破完成的纤维通过水循环系统1-5通过第一输料管道3-1被传送到下一工序。

改性淀粉、小尺寸纤维分别由第二输料管道3-2、第一输料管道3-1运输至强力搅拌机4。在控制模块12的作用下，强力搅拌机4维持80℃温度，之前工序制备的200份改性淀粉、50份破碎纤维与30份填料蛋壳粉在反应釜中混合，强力搅拌10分钟后获得均质浆料。均质浆料在压力泵的作用下通过第三输料管道3-3输送至注射挤出机5-1中。

浆料通过出料口5-1-4挤出，当出料口5-1-4出料为75份时，切料设备5-2进行切料处理。被切割的浆料在控制模块12的控制下被传输至特定模压成型机5-4。机械臂5-3抓取相应数量浆料放置于模压成型机5-4的餐盒空腔。每个餐盒模具空腔放置75份浆料。

浆料放入后，模压成型机5-4合模，保持压力为7MPa,上模温度195℃，下模温度200℃，保温保压1分钟餐盒即可发泡成型。浆料在经过30秒后依次挤入模具空腔成型，而成品也会以30秒间隔被机械臂5-3末端真空吸盘吸取放置到分离设备5-5上完成餐盒分离。分离后的餐盒由第一传送带6-1运输到主传送带。

分离后的餐盒依次经过成品检测仪7的检测，合格品继续由杀菌消毒仪9杀菌消毒，残次品则由传送带6-3分流至废品收集箱8。最终成品由装箱装置10进行装箱，由VGA运输车11运输至仓库堆垛存储。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，其特征在于，包括淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、浆料制备模块、餐盒制备模块、检测杀菌模块、堆垛存储模块，淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、餐盒制备模块分别通过输料管道与浆料制备模块相连；餐盒制备模块通过传送带依次连接检测杀菌模块、堆垛存储模块。

2.根据权利要求1所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，其特征在于，所述淀粉改性模块、纤维微细化处理模块、浆料制备模块、餐盒制备模块、检测杀菌模块、堆垛存储模块均连接控制模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，其特征在于，所述淀粉改性模块包括淀粉改性搅拌机和多个沿淀粉改性搅拌机周向设置的储料箱。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，其特征在于，所述纤维微细化处理模块包括依次连接的纤维剪切机、纤维磨碎机和蒸汽爆破机；所述纤维剪切机设置有纤维储料箱，所述蒸汽爆破机通过输料管道连接浆料制备模块。

5.根据权利要求1所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，其特征在于，所述餐盒制备模块包括依次设置的注射挤出机、切料设备、模压成型机，切料设备通过传送带连接多个模压成型机，每个模压成型机通过传送带连接分离设备；模压成型机一侧设置机械臂。

6.根据权利要求5所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，其特征在于，所述注射挤出机采用螺杆挤出机构。

7.根据权利要求1所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产线，其特征在于，所述检测杀菌模块包括依次设置的成品检测仪、废品收集箱和杀菌消毒仪；所述堆垛存储模块包括装箱装置和VGA运输车，VGA运输车能够将装箱后的成品输送至设定位置。

8.一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产工艺，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的生产线，包括：

淀粉的改性处理：在淀粉改性模块中，加入设定量的淀粉、水搅拌，之后加入水与甘油组成复合塑化剂对淀粉进行塑化改性；并加入发泡剂；

纤维的微细化处理：植物纤维进入纤维剪切机后，由纤维剪切机把原纤维剪切成设定长度的短纤维；短纤维通过输料管道进入纤维磨碎机，由纤维磨碎机进行进一步粗磨处理；完成粗磨的植物纤维被运输至蒸汽爆破机进行爆破得到破碎纤维；

浆料的制备：将设定量的改性淀粉、破碎纤维、填料在反应釜中混合，强力搅拌设定时间后获得均质浆料；

餐盒的制备：浆料输送至注射挤出机，注射式挤出机的出料口挤出一个餐盒所需的浆料时，切料设备进行切料处理；切割好的浆料进入模压成型机，在模压成型机中发泡成型；

成组餐盒的分离：成型后的一组餐盒由机器人的机械臂吸取放置于分离设备，完成餐盒的分离及切边处理；

餐盒成品检验及杀菌消毒：餐盒传送至成品检测处，检测到残次品后分流至残次品传送带进行报废处理，检测合格的餐盒传送至杀菌消毒处由杀菌消毒仪进行杀菌消毒；

餐盒装箱存储：杀菌消毒的餐盒进行装箱后，由VGA运输车运输至仓库，堆垛装置进行卸货堆垛储存。

9.根据权利要求8所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产工艺，其特征在于，在淀粉改性模块中，将50-100份淀粉与50-200份水在80-90℃下搅拌，1-3分钟后，依次加入50-100份水与10-30份甘油组成的复合塑化剂对淀粉进行塑化改性；加入后续发泡用的1-10份发泡剂，搅拌5-10分钟即可获得改性淀粉。

10.根据权利要求8所述的一种用于生物质全降解一次性餐盒的生产工艺，其特征在于，浆料放入模压成型机后，模压成型机合模，上、下模温度设置为190-205℃，合模压力为6-8Mpa,保温保压60-90秒餐盒即可发泡成型。

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