CN112761031A - 一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，属于造纸技术领域，餐盒原料由70％‑80％的蔗渣和20％‑30％的芦苇纤维组成，包括：1)原料清洗：采用蔗渣和芦苇纤维为原料，在水中进行清洗，除去砂石等杂物；2)浆料制备：将步骤1)中的原料浸入超纯水中，置于超速搅拌机中搅拌混匀，待原料搅拌均匀后，进行磨浆除渣；3)调浆：将步骤2)制备得到的浆并进行洗涤、过滤；4)打浆：将步骤3)得到的浆进行打浆，添加胶黏剂和湿强剂；5)压模成型。本发明生产的蔗渣本色环保餐盒不需要消耗木材，降低环境压力；密封性好、强度高、挺度好、热稳定好，不经过漂白脱色过程，避免了二噁英等有害物质的产生，是更加环境友好型食品包装。

Description

一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法。
背景技术
随着经济的发展，人们对生活条件的要求日益提高，但经济的发展也使人们生活节奏加快，因此方便食品和快餐外卖行业也在飞速发展。
泡沫塑料餐盒由于成本低，在快餐行业大量使用，但由于泡沫塑料长期不能降解，不能耐高温、防水防油性能差、密封性不好，且回收困难，回收成本很高，从而给人们生活的环境造成了严重的“白色污染“。同时在生产过程中需要添加各种防水防油剂，造成了废水污染，且餐盒热稳定性差。塑料泡沫盒不能长期作为食品包装盒应用，因为其主要成分是聚氯乙烯，其性质不稳定，当餐盒中盛有食物或液体温度达到65℃时，这些有毒物质就会被释放，渗透进入食物危害人体健康。塑料餐盒的常规处理方式是进行集中掩埋，然而塑料制品自然降解的周期长达几十年，塑料垃圾中的病毒细菌等有害物质会进入土壤中造成土地污染。目前该种类的垃圾也会采用焚烧的处理方式，其缺点是焚烧这些塑料餐盒等塑料制品时会产生二噁英这种有害气体进入到空气中，对空气造成污染，人体吸入对身体造成伤害。因此寻找一种能替代泡沫塑料餐具又质优价廉且环境友好型的餐具已成为社会发展的必然趋势。
蔗渣的成分以纤维素，半纤维素和木质纤维素为主，与其他纤维相比，蔗渣纤维具有较高含量的半纤维素(27％)和木质纤维素(21％)，更易被生物降解。纤维素含量高有助于提高餐盒的密封性、挺度、热稳定性。芦苇是多年水生或湿生的高大禾草植物，在全球分布广泛，其茎秆坚韧，纤维含量高，是造纸工业中不可多得的原材料，且价格低廉，质地细腻，便于加工，细胞壁厚，松厚度好，有助于提高模塑餐盒的密封性。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供了一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，不需要消耗木材制浆，不经过漂白脱色过程，避免了二噁英等有害物质的产生，且能够提高其密封性，是更加环境友好型食品包装。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，包括如下步骤：
1)原料清洗：采用蔗渣和芦苇纤维为原料，在水中进行清洗，除去砂石等杂物；
2)浆料制备：将步骤1)中的原料浸入超纯水中，置于超速搅拌机中搅拌混匀，待原料搅拌均匀后，进行磨浆除渣；
3)调浆：将步骤2)制备得到的浆进行洗涤、过滤；
4)打浆：将步骤3)得到的浆进行打浆，添加胶黏剂和湿强剂；
5)压模成型：将步骤4)得到的浆进行过滤后经脱水、挤压、塑性、干燥、分切、消毒后制得餐盒。
进一步地，步骤1)中，所述原料由70％-80％的蔗渣和20％-30％的芦苇纤维组成。
进一步地，步骤2)中，所述的浸渍的温度为80-95℃，浸渍时间70-90min。
进一步地，步骤2)中，所述的搅拌机速度为700-900r/min。
进一步地，步骤2)中，所述的磨浆是加入2.0-3.0IU/g的半纤维素酶磨浆，时间为1-2h。
进一步地，步骤4)中，所述的胶黏剂选自烷基乙烯酮二聚体、羧甲基纤维素、松香胶，添加量为蔗渣和芦苇的总质量的60-80％。
进一步地，步骤4)中，所述的湿强剂选自密胺树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇，添加量为蔗渣和芦苇的总质量的12-13％。
进一步地，步骤5)中，所述干燥的温度为70-100℃，时间为20-30s。
进一步地，步骤5)中，所述成型的压强设为0.5-0.7MPa，干压温度设为230-250℃。
本发明用过以蔗渣纤维和芦苇为原料制备纸浆，不经过脱色漂白处理，压模成型，整饰等步骤制备蔗渣本色环保餐盒。由于蔗渣纤维和芦苇的优异的密封性和易生物降解性，降低对木材的需求，有效减少白色污染，可以满足新时代可持续发展的要求，并且可以应用于食品包装的其他行业，极具研究价值。
本发明公开的蔗渣本色环保餐盒不经过漂白处理，可以减少二噁英的产生。本发明是以蔗渣和芦苇纤维为原料制备纸浆，不经过脱色漂白处理，压模成型，再经过整饰等步骤便可得。由于蔗渣和芦苇纤维的优异的挺度效应和易生物降解性，可以满足新时代可持续发展的要求，并且可以应用于食品包装的其他行业，极具研究价值。
有益效果：与现有技术相比，本发明的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，为食品包装材料提供了一种新的原料选择，相比于塑料餐盒的制备，蔗渣和芦苇纤维具有来源丰富，安全无害、易回收利用和易生物降解的等优点，并且不需要消耗木材制浆；本发明的蔗渣本色环保餐盒密封性好、强度高、挺度高，防水防油性能好，热稳定性好，用途广，价格低廉，而且能完全回收降解，无白色污染；本发明公开的蔗渣本色环保餐盒不经过漂白脱色过程，避免了二噁英等有害物质的产生，是更加环境友好型食品包装。
附图说明
图1蔗渣本色环保餐盒的制浆工艺流程图；
图2蔗渣本色环保餐盒的制备工艺流程图；
图3施加压力-餐盒密封性关系图；
图4加热温度-餐盒密封性关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
本发明中使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。实验所用的蔗渣、芦苇均由浙江金晟环保公司购得，所用试剂均由阿拉丁公司购得。
如图1和图2所示，一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，包括如下步骤：
1)原料清洗：采用蔗渣和芦苇纤维为原料，在水中进行清洗，除去砂石等杂物；
2)浆料制备：将步骤1)中的原料浸入超纯水中，置于超速搅拌机中搅拌混匀，待原料搅拌均匀后，进行磨浆除渣；
3)调浆：将步骤2)制备得到的浆进行洗涤、过滤；
4)打浆：将步骤3)得到的浆进行打浆，添加胶黏剂和湿强剂；
5)压模成型：将步骤4)得到的浆进行过滤后经脱水、挤压、塑性、干燥、分切、消毒后制得餐盒。
步骤1)中，原料由质量百分比为70％-80％的蔗渣和20％-30％的芦苇纤维组成。
步骤2)中，浸渍的温度为80-95℃，浸渍时间70-90min，搅拌机速度为700-900r/min。
步骤2)中，所述的磨浆是加入2.0-3.0IU/g的半纤维素酶磨浆，时间为1-2h。
步骤4)中，胶黏剂选自烷基乙烯酮二聚体、羧甲基纤维素、松香胶，添加量为蔗渣和芦苇的总质量的60-80％。
步骤4)中，湿强剂选自密胺树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇，添加量为蔗渣和芦苇的总质量的12-13％。
步骤5)中，干燥的温度为70-100℃，时间为20-30s。
步骤5)中，成型的压强设为0.5-0.7MPa，温度设为250-270℃。
实施例1-3分别为不同条件下的制备方法。
实施例1
一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，包括如下步骤：
1)将质量百分比为70％蔗渣和30％芦苇浸入浸渍液中，温度为90℃，浸渍时间70min，置于超速搅拌机(700r/min)中搅拌混匀，加入2.0IU/g的半纤维素酶磨浆1h，最后进行除渣。
2)将步骤1)制备得到的浆进行洗涤、过滤；
3)将步骤2)得到的浆进行打浆，添加胶黏剂烷基乙烯酮二聚体和湿强剂密胺树脂，其中烷基乙烯酮二聚体的含量为蔗渣和芦苇的总质量的60％，密胺树脂的含量为蔗渣和芦苇的总质量的12％；
4)将步骤3)得到的浆进行过滤后经脱水、挤压、塑性、干燥、分切、消毒后制得餐盒。
实施例2
一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，包括如下步骤：
1)将质量百分比为75％蔗渣和25％芦苇浸入浸渍液中，温度为80℃，浸渍时间80min，置于超速搅拌机(800r/min)中搅拌混匀，加入2.5IU/g的半纤维素酶磨浆1.5h，最后进行除渣。
2)将步骤1)制备得到的浆进行洗涤、过滤；
3)将步骤2)得到的浆进行打浆，添加胶黏剂羧甲基纤维素和湿强剂聚丙烯酰胺，其中羧甲基纤维素的含量为蔗渣和芦苇的总质量的70％，聚丙烯酰胺的含量为蔗渣和芦苇的总质量的12.5％；
4)将步骤3)得到的浆进行过滤后经脱水、挤压、塑性、干燥、分切、消毒后制得餐盒。
实施例3
一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，包括如下步骤：
1)将质量百分比为80％蔗渣和20％芦苇浸入浸渍液中，温度为95℃，浸渍时间90min，置于超速搅拌机(900r/min)中搅拌混匀，加入3.0IU/g的半纤维素酶磨浆2h，最后进行除渣。
2)将步骤1)制备得到的浆进行洗涤、过滤；
3)将步骤2)得到的浆进行打浆，添加胶黏剂松香胶和湿强剂聚乙烯醇，其中松香胶的含量为蔗渣和芦苇的总质量的80％，聚乙烯醇的含量为蔗渣和芦苇的总质量的13％；
4)将步骤3)得到的浆进行过滤后经脱水、挤压、塑性、干燥、分切、消毒后制得餐盒。
实施例4蔗渣本色环保餐盒在负重方面的测试
根据国家标准GB/T 27589-2011《纸餐盒》对餐盒进行负重测试，随机取纸餐具两只，将盖打开倒扣排放在平滑桌面上，再将平板玻璃放在盒底上。先使用直尺测量平板玻璃下表面到桌面的高度。然后将祛码放在平板玻璃中央处，负重后立刻精确测量上述高度。用下面公式分别计算每只纸餐具的负重性能值，取两只纸餐具负重性能值的算术平均值为该类一次性餐具的负重性能值。
W＝(H0-H)/H0*100％
式中:W—试样餐盒的负重性，H0—试样餐盒高度，mm，
H一试样餐盒负重1min时的高度，mm
表1-1.餐盒1的负重测试
次数 H<sub>0</sub>(mm) H(mm) H<sub>0</sub>-H(mm) W(％)
1 59 56.6 2.4 4.07
2 58 55.7 2.3 3.97
3 58 55.5 2.5 4.31
平均 4.12
表1-2.餐盒2的负重测试
Figure BDA0002895983180000051
Figure BDA0002895983180000061
餐盒负重性＝(4.12+3.78)/2*100％＝3.95％
负重性能值越大，表示负重性能越差，所以二者相比，餐盒2的负重性能比餐盒1好。2只餐盒分别三次测试负重性计算平均值，最后再将两餐盒的负重性算平均值，排除实验偶然性，最终测试结果为3.95％，符合国家标准(≤5％)。
实施例4蔗渣本色环保餐盒在防水方面的测试
参照国家标准GB/T 1540-2002《纸和纸板吸水性的测定》，对餐盒表面的吸水性进行测试，选择测试时间为60秒。从餐盒的不同部位采取试样，每个样品准备5张试样，共10个试样。在电子天平上称取纸张的质量，计为G1，然后将纸张放在Cobb装置上，往纸张上加100mL去离子水，保留60s，然后用滤纸吸去多余的水。再称一次纸张的质量，计为G2。Cobb纸张吸水性测试法公式如下:C(g/m2)＝(G2-G1)*100。
表2-1.餐盒1的吸水测试
次数 G<sub>1</sub>(g) G<sub>2</sub>(g) G<sub>2</sub>-G<sub>1</sub> C(g/m<sup>2</sup>)
1 3.85 4.01 0.16 16
2 3.69 3.90 0.21 21
3 3.73 3.96 0.23 23
4 3.65 3.90 0.25 25
5 3.71 3.89 0.18 18
平均 20.6
表2-2.餐盒2的吸水测试
次数 G<sub>1</sub>(g) G<sub>2</sub>(g) G<sub>2</sub>-G<sub>1</sub> C(g/m<sup>2</sup>)
1 3.85 4.01 0.16 16
2 3.69 3.90 0.21 21
3 3.73 3.96 0.23 23
4 3.61 3.78 0.17 17
5 3.59 3.81 0.22 22
平均 19.8
餐盒吸水性＝(20.6+19.8)/2＝20.2(g/m2)
吸水性能值越大，表示吸水性能越好，所以二者相比，餐盒1的吸水性能比餐盒2好。吸水性能好说明餐具的密封性差，容易塌陷。2只餐盒分别三次测试吸水性计算平均值，最后再将两餐盒的吸水性算平均值，排除实验偶然性，最终测试结果为20.2g/m2，符合国家标准。
实施例5蔗渣本色环保餐盒压强与密封性的关系测试
对餐盒模型以施加不同压力为测试样，测定其密封性。
取压模成型后的餐盒(25cm*20cm*3cm)2个，在试样中各加入150mL纯净水，一起放入可以调节压榨压力的真空压榨器中，选取0.4MPa到0.9MPa，间隔0.1MPa的压力梯度，正面压7min，反面压3min，取出后风干，测出对应泄露量。由图3可知，当压强为0.6MPa时，泄漏量最大，最大为60mL。
表3.施加压力-餐盒密封性关系
次数 压强(MPa) 泄漏量(mL)
1 0.4 25
2 0.5 40
3 0.6 60
4 0.7 55
5 0.8 51
6 0.9 48
实施例6蔗渣本色环保餐盒温度与密封性的关系测试
取压模成型后的餐盒(25cm*20cm*3cm)2个，在试样中各加入150mL纯净水，将试样放入烤箱中加热，测试对应温度下试样的泄漏量。加热温度为150℃至300℃，以30℃为间隔的温度梯度。由图4可知，当温度为240℃时，泄漏量最大，最大为89mL。
表4.加热温度-餐盒密封性关系
次数 温度(℃) 泄漏量(mL)
1 150 50
2 180 75
3 210 85
4 240 89
5 270 80
6 300 79
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)原料清洗：采用蔗渣和芦苇纤维为原料，在水中进行清洗；
2)浆料制备：将步骤1)中的原料浸入超纯水中，置于超速搅拌机中搅拌混匀后，进行磨浆除渣；
3)调浆：将步骤2)制备得到的浆进行洗涤、过滤；
4)打浆：将步骤3)得到的浆进行打浆，添加胶黏剂和湿强剂；
5)压模成型：将步骤4)得到的浆进行过滤后经脱水、挤压、塑性、干燥、分切、消毒后制得餐盒。
2.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的原料由70％-80％的蔗渣和20％-30％的芦苇纤维组成。
3.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的浸渍的温度为80-95℃，浸渍时间70-90min。
4.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的搅拌机速度为700-900r/min。
5.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的磨浆是加入2.0-3.0IU/g的半纤维素酶磨浆，时间为1-2h。
6.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述的胶黏剂选自烷基乙烯酮二聚体、羧甲基纤维素、松香胶中任意一种或者几种的组合，所述的胶黏剂添加量为蔗渣和芦苇的总质量的60-80％。
7.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述的湿强剂选自密胺树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中任意一种或者几种的组合，所述的湿强剂添加量为蔗渣和芦苇的总质量的12-13％。
8.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤5)中，所述的干燥温度为70-100℃，时间为20-30s。
9.根据权利要求1所述的一种蔗渣本色环保餐盒的制备方法，其特征在于：步骤5)中，所述成型的压强设为0.5-0.7MPa，温度设为230-250℃。
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