CN113692913A - 一种利用平菇菌丝制备生物纤维缓冲包装材料的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用平菇菌丝制备生物纤维缓冲材料的方法，该方法的步骤是：使用木屑、秸秆、豆饼为主要原料调配出碳氮比为22：1的基料，将其粉碎后加入纯净水、生石灰及无机盐，混合均匀后高温消杀灭菌；加热软化PVC膜，真空吸附成型；将固体菌种与养料按比例混合，装填进入模具并压实；在完全避光的条件下，温度24℃‑26℃，相对湿度60％，培养7‑15天材料表面覆盖菌丝，建立起优势菌群；将材料取出模具继续培养3‑5天；高温灭活，烘干或风干至质量减少三分之一。本发明的产物具有良好的力学性能和缓冲性能，能够在自然界中自发降解，也可以回收后粉碎制成畜牧业饲料，是一种可以代替塑料泡沫充当填充物的可降解菌丝生物纤维缓冲包装材料。

Description

一种利用平菇菌丝制备生物纤维缓冲包装材料的方法

技术领域

本发明主要应用于包装领域，具体地，起到支撑固定，缓冲防震作用的菌丝包装填充结构。

背景技术

由于网购和电商的崛起，快递业高速增长，也产生了大量的快递包装废弃物，这不仅造成资源的浪费，而且会产生较大的环境影响。根据相关部门统计，到全国的快递总量将达到500亿件，大约包含200亿的塑料袋以及70亿的气泡袋，即其填充物占了极大一部分，而其中的大部分包装材料是不可降解的。我国快递商品包装废弃物大部分因回收困难而被焚烧或掩埋，从而造成浪费和污染。

社会生活所使用的包装填充物主要为塑料泡沫(主要为EPS泡沫)或气囊(PP/PVDC/PE种类塑料为主)等。但由于塑料本身分子结构极其稳定，自然环境中降解通常会持续300-500年，自然降解这一过程不仅造成土壤污染，同时还会污染空气和水体，造成巨大的环境安全隐患，因此治理白色污染已经成为全球关注的热点。

按照《中华人民共和国循环经济促进法》规定，塑料缓冲制品即将面临淘汰。然而EPS泡沫塑料质轻、有弹性，作为缓冲材料，至今无理想替代品。而解决白色污染的问题上，我们最熟悉的就是可降解塑料。但目前的可降解塑料成本高，且强度较低，如果使用可降解塑料制作塑料泡沫填充物，那么高昂的成本不能被快递行业所接受；如果制作成填充气囊，其强度不易承受运输过程中的冲撞，容易破裂，不能起到缓冲防震的作用。另外一种则是以纸浆为主要原材料的缓冲包装材料，经过制浆、真空吸附成型，干燥成型，制品过于致密，缓冲性能较差，且生产过程污染水源，耗费大量木材。故目前的包装填充物需要新型的环保材料逐步代替塑料制品。

平菇是侧耳科侧耳属真菌，是一种食用菌，在世界各地均有广泛分布。平菇菌种具有价格低廉，生长条件要求较低，栽培简单易行等优良特点，适宜工厂大批量生产，但使用平菇菌种制作缓冲包装材料的尚未可见。

平菇菌丝体呈白色，粗壮有力，气生菌丝发达，爬壁力强，菌丝密集，生长速度快，制作生物纤维缓冲包装材料成品外观呈乳白色，具有极佳的表面质量与外观。

目前发明专利(CN106633990A)以玉米秸秤为主料的真菌基生物质包装材料及其制备方法、发明专利(CN106633989A)以甘蔗渣为主料的真菌基生物质包装材料及其制备方法、发明专利(CN106633990A)以玉米秸秤为主料的真菌基生物质包装材料及其制备方法系列专利皆独以一种材料为主料,基料要求较为繁琐,且只有优良的力学性能不涉及抗火耐水性；发明专利(CN104025909A)一种接种食用菌菌种培养可降解包装材料的方法,其有较好的防火性,但是没有重量上的优势；发明专利(CN109897394A)一种利用裂褶菌菌丝体制备可降解包装材料的方法，未考虑对菌丝体脱模后的后置处理，难以保证其表面质量；且以上系列专利均未考虑基料粉碎颗粒度、装填施加预紧力大小等重要因素对材料性能的影响，并且未计算材料脱水风干后的尺寸缩水率问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种利用平菇菌丝制备生物纤维缓冲包装材料的方法，既能省去回收的成本，缓解快递行业包装难以回收的问题，又能改善白色污染的问题。并且响应国家禁烧秸秆的倡议，使用秸秆、木屑、豆饼为主要原料制备菌丝，使用后的废料可直接丢弃填埋或回收粉碎作为畜牧业肥料饲料等进行使用，不会对环境产生负担。

一种利用平菇菌丝制备生物纤维缓冲材料的方法，包括以下步骤：

S1.制作培养基：

使用木屑、秸秆、豆饼为原料调配出碳氮比为22：1的基料，其具体质量比为木屑：秸秆：豆饼＝1：2：1.1，粉碎颗粒大小为5目-10目；粉碎后的基料加入纯净水、生石灰及无机盐，所述的无机盐为KH2PO4和MgSO4；混合质量比为基料：纯净水：生石灰：KH₂PO₄：MgSO₄＝32：65：3：0.01：0.0025，混合均匀后装入密封袋内，在125℃高温灭菌锅内灭菌45分钟；

S2.制作模具：

由于成品脱水后体积会缩小30％，故模具的设计尺寸应为所需实际尺寸的1.43倍；加热软化PVC膜，按照设计尺寸真空吸附成型，将成型后的模具使用酒精擦拭消毒或紫外线照射10分钟；

S3.接种：

将固体菌种与养料按比例混合，使用固体菌种一级种时，菌种与养料按体积比1：3混合；使用二级种或三级种则按照体积比1：1混合；装填进入模具并施加50-100N作用力压实材料，以确保成品材料强度；

S4.培养菌丝：

在完全避光的条件下，温度24℃-26℃，相对湿度60％，培养7-15天材料表面覆盖菌丝，建立起优势菌群；

S5.将材料取出模具继续在完全避光、温度24℃-26℃、相对湿度60％、通风的条件下培养3-5天，直至材料表面完全被白色菌丝覆盖；

S6.灭活干燥成型：

生长周期结束的材料在200℃条件下灭活30分钟，灭活后的材料放置在模具内进行烘干或风干至质量减少三分之一，避免扭曲变形。

本发明的有益效果：

该发明使用秸秆、木屑、豆饼为主要原料，以平菇菌丝作为粘结剂的环保包装材料，其原料来源广泛、制作工艺简单易行、成本低廉，生长完成的菌丝材料整体呈白色；由于平菇菌丝在生长过程中会互相胶连缠绕，会将材料吸附粘合在一起形成整体，组织致密，强度、弹性、表面质量等性能经过测试都能满足作为缓冲包装物的要求。

具体实施方式

一种利用平菇菌丝制备生物纤维缓冲材料的方法，包括以下步骤：

S1.制作培养基：

使用木屑、秸秆、豆饼为主要原料调配出碳氮比为22：1的基料，其具体质量比为木屑：秸秆：豆饼＝1：2：1.1，粉碎颗粒大小为5目-10目；粉碎后的基料加入纯净水、生石灰及无机盐，所述的无机盐为KH2PO4和MgSO4；混合质量比为基料：纯净水：生石灰：KH₂PO₄：MgSO₄＝32：65：3：0.01：0.0025，混合均匀后装入密封袋内，在125℃高温灭菌锅内灭菌45分钟；

S2.制作模具：

由于成品脱水后体积会缩小30％，故模具的设计尺寸应为所需实际尺寸的1.43倍；加热软化PVC膜，按照设计尺寸真空吸附成型，将成型后的模具使用酒精擦拭消毒或紫外线照射10分钟；

S3.接种：

将固体菌种与养料按比例混合，使用固体菌种一级种时，菌种与养料按体积比1：3混合；使用二级种或三级种则按照体积比1：1混合；装填进入模具并施加50-100N作用力压实材料，以确保成品材料强度；

S4.培养菌丝：

在完全避光的条件下，温度24℃-26℃，相对湿度60％，培养7-15天材料表面覆盖菌丝，建立起优势菌群；

S5.将材料取出模具继续在完全避光、温度24℃-26℃、相对湿度60％、通风的条件下培养3-5天，直至材料表面完全被白色菌丝覆盖；

S6.灭活干燥成型：

生长周期结束的材料在200℃条件下灭活30分钟，灭活后的材料放置在模具内进行烘干或风干至质量减少三分之一，避免扭曲变形。

上述的菌丝生物纤维缓冲包装材料的制作方法，仅以平菇菌种举例，实际制作包括但不限制于平菇菌种；鉴于目前我国菌菇培养方法趋于完善也已形成完整的工业生产体系，菌菇出菇前菌丝生长最适宜的养料、温度、湿度等均已有清晰的介绍，故不对菌包的具体配料比及严格的生长环境进行具体阐述。

Claims (1)

1.一种利用平菇菌丝制备生物纤维缓冲材料的方法，包括以下步骤：

S1.制作培养基：

使用木屑、秸秆、豆饼为原料调配出碳氮比为22：1的基料，其具体质量比为木屑：秸秆：豆饼＝1：2：1.1，粉碎颗粒大小为5目-10目；粉碎后的基料加入纯净水、生石灰及无机盐，所述的无机盐为KH2PO4和MgSO4；混合质量比为基料：纯净水：生石灰：KH₂PO₄：MgSO₄＝32：65：3：0.01：0.0025，混合均匀后装入密封袋内，在125℃高温灭菌锅内灭菌45分钟；

S2.制作模具：

由于成品脱水后体积会缩小30％，故模具的设计尺寸应为所需实际尺寸的1.43倍；加热软化PVC膜，按照设计尺寸真空吸附成型，将成型后的模具使用酒精擦拭消毒或紫外线照射10分钟；

S3.接种：

将固体菌种与养料按比例混合，使用固体菌种一级种时，菌种与养料按体积比1：3混合；使用二级种或三级种则按照体积比1：1混合；装填进入模具并施加50-100N作用力压实材料，以确保成品材料强度；

S4.培养菌丝：

在完全避光的条件下，温度24℃-26℃，相对湿度60％，培养7-15天材料表面覆盖菌丝，建立起优势菌群；

S5.将材料取出模具继续在完全避光、温度24℃-26℃、相对湿度60％、通风的条件下培养3-5天，直至材料表面完全被白色菌丝覆盖；

S6.灭活干燥成型：

生长周期结束的材料在200℃条件下灭活30分钟，灭活后的材料放置在模具内进行烘干或风干至质量减少三分之一，避免扭曲变形。