CN114456420A

CN114456420A - 一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜及其制备方法

Info

Publication number: CN114456420A
Application number: CN202210166160.8A
Authority: CN
Inventors: 李刚; 胡瑞宸; 卢佳君; 王楠; 龚珏; 曹秀芳; 张新悦; 沈丽坤; 邓乐怡
Original assignee: Beijing Zhixiang Jiachuang Technology Co ltd; Beijing Technology and Business University
Current assignee: Beijing Zhixiang Jiachuang Technology Co ltd; Beijing Technology and Business University
Priority date: 2022-02-23
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2042-02-23
Also published as: CN114456420B

Abstract

本发明公开了一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜及其制备方法，属于食品包装材料加工技术领域，包括如下步骤：S1、膜液的制备；S2、紫外光‑磁场耦合处理；S3、成品制备。本申请在合理选材的基础上结合电晕处理、微射流高压均质、紫外光‑磁场耦合等处理技术，打破各原料之间的界面效应，促进原料的之间的均质融合，并且膜液被充分细化，最终制得力学性能强，抗菌性优的环保可降解食品级抗菌塑料包装膜。

Description

一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜及其制备方法

技术领域

本发明属于食品包装材料加工技术领域，具体涉及一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜及其制备方法。

背景技术

目前我国的食品包装材料大多是不可降解的石油基塑料，由于其具有强度高、价格便宜、质量轻且方便储运、能够有效保护产品等性能，广泛应用于各种包装，给人们带来方便的同时也给自然环境带来了巨大的负担，由于其在自然环境及微生物条件下降解速度非常缓慢，造成了严重的白色污染，我国每年使用的塑料包装几千万吨，其中有1/3的废弃物难以得到有效处理，只能通过填埋、焚化、堆肥等方法来处理，造成对环境的二次污染。化石燃料作为不可再生资源，终有一天会面临枯竭。此外，传统的食品包装只是将食品简单的封装贮藏，细菌易繁殖生长，长时间保存会带来食品安全隐患。抑菌包装能杀死或抑制食品在加工、储运和处理过程中表面的微生物，延长食品的货架期和安全性。因此，利用天然可降解的高分子材料替代不可降解的材料，并加入抑菌剂，使其同时具备抑菌性和可降解性是未来食品包装膜的发展趋势。但是现今的可降解性包装膜还存在很多不足。

如申请号为CN202011582069.1公开了一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜及其制备工艺。本发明公开了一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜，按质量份数计，该环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的配方包括：聚丙烯200～300份、植物淀粉50～120份、草珊瑚纤维30～80份、聚硅油3～8份、重质碳酸钙3～6份、甘油3～7份、羟丙基甲基纤维素2～5份、石墨烯1～3份、竹粉5～12份、抗菌粉10～15份、光敏剂8～18份、新戊基多元醇多元酯1～7份、增韧剂3～8份、食品防腐剂2～4份、降解促进剂1～6份、植物油8～12份。本发明中的环保可降解食品级抗菌塑料包装膜可降解，并且通过在配方中添加竹粉、抗菌粉和食品防腐剂，使本塑料包装膜具有一定的抗菌防腐效果，从而一定程度上避免了由于塑料包装膜的抗菌效果较差，导致塑料包装膜封装的食品很容易变质。该申请通过添加竹粉、抗菌粉、食品防腐剂来赋予包装膜抗菌防腐效果，但是对其力学性能以及可降解性能并未提升，实际应用过程中还存在很多问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、膜液的制备：

S101、称取相应重量份的聚羟基烷酸酯40～50份、巴西棕榈蜡2～3份、丙二醇1～2份、抗菌剂2～4份、茶多酚棕榈酸酯3～6份、环己基氨基磺酸钙0.7～1.3份、醋酸丁酸纤维素10～12份、甘油14～20份、淀粉30～40份备用；

S102、将步骤S101中称取的醋酸丁酸纤维素、淀粉混匀后进行电晕处理，完成后得混合物A备用；

S103、将步骤S101中称取的聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇、抗菌剂、茶多酚棕榈酸酯、环己基氨基磺酸钙、甘油同步骤S102中所得的混合物A依次置于微射流高压均质均质机内进行高压均质处理，完成后得均质产物备用；

S104、将步骤S103中所得的均质产物置于高压罐内，边升温边搅拌，直到所有物质熔化得胶液备用；

S2、紫外光-磁场耦合处理：

将步骤S1中的膜液置于紫外光照射的环境中进行紫外光照射处理，同时进行磁场处理；

S3、成品制备：

将步骤S2中处理后的膜液投入双螺杆挤出机中，进行塑炼，吹膜即可。

进一步地，步骤S102中所述的电晕处理时工作电压为10～13kV/m²，电晕处理的时间为10～12s。

进一步地，步骤103中所述的微射流高压均质处理时的工作压力为80～90MPa，均质处理的时间为3～5min。

进一步地，步骤S104中所述的搅拌速度为100～140rpm。

进一步地，步骤S2中所述的紫外光照射时膜液距离紫外光的距离为30～40cm。

进一步地，步骤S2中所述的磁场处理时的磁场强度为80～100mT。

通过采用上述技术方案，本申请首先将醋酸丁酸纤维素、淀粉混匀后进行电晕处理，通过控制电晕处理的电压以及时间，使醋酸丁酸纤维素以及淀粉表面的活性基团暴露，提高混合物的表面活性，同时电晕处理还能在混合物的表面形成微凹的密集孔穴，有助于与基体成粉、功能成分以及其他辅助成分之间的均质融合，避免界面效应的阻碍，然后将所得的混合物同聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇等按照合适的比例依次加入到微射流高压均质机内，启动均质机，通过高速碰撞、急速撞击，各原料充分接触，在此基础上进行高温搅拌混合制成胶液，再对胶液进行紫外光-磁场耦合处理，利用紫外光的氧化机杀菌作用与磁场作用进行相互协同，在细化胶液的同时改善胶液的加工特性，同时还能杀死胶液中可能携带的细菌，最后通过挤出、塑炼、吹膜之后形成高力学性能的食品级抗菌塑料包装膜。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本申请在合理选材的基础上结合电晕处理、微射流高压均质、紫外光-磁场耦合等处理技术，打破各原料之间的界面效应，促进原料的之间的均质融合，并且膜液被充分细化，最终制得力学性能强，抗菌性优的环保可降解食品级抗菌塑料包装膜。

具体实施方式

实施例1：

S1、膜液的制备：

S101、称取相应重量份的聚羟基烷酸酯40份、巴西棕榈蜡2份、丙二醇1份、抗菌剂2份、茶多酚棕榈酸酯3份、环己基氨基磺酸钙0.7份、醋酸丁酸纤维素10份、甘油14份、淀粉30份备用；

S102、将步骤S101中称取的醋酸丁酸纤维素、淀粉混匀后进行电晕处理，电晕处理时工作电压为10kV/m²，电晕处理10s后得混合物A备用；

S103、将步骤S101中称取的聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇、抗菌剂、茶多酚棕榈酸酯、环己基氨基磺酸钙、甘油同步骤S102中所得的混合物A依次置于微射流高压均质均质机内进行高压均质处理，微射流高压均质处理时的工作压力为80MPa，均质处理3min后得均质产物备用；

S104、将步骤S103中所得的均质产物置于高压罐内，边升温边搅拌，搅拌速度为100rpm，直到所有物质熔化得胶液备用；

S2、紫外光-磁场耦合处理：

将步骤S1中的膜液置于紫外光照射的环境中进行紫外光照射处理，紫外光照射时膜液距离紫外光的距离为30cm，同时进行磁场处理，磁场强度为80mT；

S3、成品制备：

实施例2：

S1、膜液的制备：

S101、称取相应重量份的聚羟基烷酸酯45份、巴西棕榈蜡2.5份、丙二醇1.5份、抗菌剂3份、茶多酚棕榈酸酯4.5份、环己基氨基磺酸钙1份、醋酸丁酸纤维素11份、甘油17份、淀粉35份备用；

S102、将步骤S101中称取的醋酸丁酸纤维素、淀粉混匀后进行电晕处理，电晕处理时工作电压为11.5kV/m²，电晕处理11s后得混合物A备用；

S103、将步骤S101中称取的聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇、抗菌剂、茶多酚棕榈酸酯、环己基氨基磺酸钙、甘油同步骤S102中所得的混合物A依次置于微射流高压均质均质机内进行高压均质处理，微射流高压均质处理时的工作压力为85MPa，均质处理4min后得均质产物备用；

S104、将步骤S103中所得的均质产物置于高压罐内，边升温边搅拌，搅拌速度为120rpm，直到所有物质熔化得胶液备用；

S2、紫外光-磁场耦合处理：

将步骤S1中的膜液置于紫外光照射的环境中进行紫外光照射处理，紫外光照射时膜液距离紫外光的距离为35cm，同时进行磁场处理，磁场强度为90mT；

S3、成品制备：

实施例3：

S1、膜液的制备：

S101、称取相应重量份的聚羟基烷酸酯50份、巴西棕榈蜡3份、丙二醇2份、抗菌剂4份、茶多酚棕榈酸酯6份、环己基氨基磺酸钙1.3份、醋酸丁酸纤维素12份、甘油20份、淀粉40份备用；

S102、将步骤S101中称取的醋酸丁酸纤维素、淀粉混匀后进行电晕处理，电晕处理时工作电压为13kV/m²，电晕处理12s后得混合物A备用；

S103、将步骤S101中称取的聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇、抗菌剂、茶多酚棕榈酸酯、环己基氨基磺酸钙、甘油同步骤S102中所得的混合物A依次置于微射流高压均质均质机内进行高压均质处理，微射流高压均质处理时的工作压力为90MPa，均质处理5min后得均质产物备用；

S104、将步骤S103中所得的均质产物置于高压罐内，边升温边搅拌，搅拌速度为140rpm，直到所有物质熔化得胶液备用；

S2、紫外光-磁场耦合处理：

将步骤S1中的膜液置于紫外光照射的环境中进行紫外光照射处理，紫外光照射时膜液距离紫外光的距离为40cm，同时进行磁场处理，磁场强度为100mT；

S3、成品制备：

为了对本发明做更进一步的解释，下面结合下述具体实施例进行阐述。

对比例1：

S1、膜液的制备：

S103、将步骤S101中称取的聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇、抗菌剂、茶多酚棕榈酸酯、环己基氨基磺酸钙、甘油、一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、膜液的制备：

S102、将步骤S101中称取的聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇、抗菌剂、茶多酚棕榈酸酯、环己基氨基磺酸钙、甘油同步骤S102中所得的混合物A依次置于微射流高压均质均质机内进行高压均质处理，微射流高压均质处理时的工作压力为85MPa，均质处理4min后得均质产物备用；

S103、将步骤S102中所得的均质产物置于高压罐内，边升温边搅拌，搅拌速度为120rpm，直到所有物质熔化得胶液备用；

S2、紫外光-磁场耦合处理：

S3、成品制备：

将步骤S2中处理后的膜液投入双螺杆挤出机中，进行塑炼，吹膜即可。依次置于微射流高压均质均质机内进行高压均质处理，微射流高压均质处理时的工作压力为85MPa，均质处理4min后得均质产物备用；

S2、紫外光-磁场耦合处理：

S3、成品制备：

对比例2：

S1、膜液的制备：

S103、将步骤S101中称取的聚羟基烷酸酯、巴西棕榈蜡、丙二醇、抗菌剂、茶多酚棕榈酸酯、环己基氨基磺酸钙、甘油同步骤S102中所得的混合物A混匀后得混合物B备用；

S104、将步骤S103中所得的混合物B置于高压罐内，边升温边搅拌，搅拌速度为120rpm，直到所有物质熔化得胶液备用；

S2、紫外光-磁场耦合处理：

S3、成品制备：

对比例3：

S1、膜液的制备：

S2、磁场处理：

将步骤S1中的膜液置于磁场环境中进行磁场处理，磁场强度为90mT；

S3、成品制备：

对比例4：

S1、膜液的制备：

S2、紫外光处理：

将步骤S1中的膜液置于紫外光照射的环境中进行紫外光照射处理，紫外光照射时膜液距离紫外光的距离为35cm；

S3、成品制备：

对比例5：

S1、膜液的制备：

S2、成品制备：

将步骤S1中所得的膜液投入双螺杆挤出机中，进行塑炼，吹膜即可。

对照组

申请号为：CN202011582069.1公开的一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜及其制备工艺。

为了对比本申请技术效果，分别用上述实施例2、对比例1～5以及对照组的方法制备包装膜，然后采用同样的方式对各组方法对应制备的包装膜进行性能测试。试验对比数据如下表1所示：

表1

由上表1可以看出，本申请子合理选材的基础上结合电晕处理、微射流高压均质、紫外光-磁场耦合等处理技术，打破各原料之间的界面效应，促进原料的之间的均质融合，并且膜液被充分细化，最终制得力学性能强，抗菌性优的环保可降解食品级抗菌塑料包装膜。

Claims

1.一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、膜液的制备：

S2、紫外光-磁场耦合处理：

S3、成品制备：

2.根据权利要求1所述一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，其特征在于，步骤S102中所述的电晕处理时工作电压为10～13kV/m²，电晕处理的时间为10～12s。

3.根据权利要求1所述一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，其特征在于，步骤103中所述的微射流高压均质处理时的工作压力为80～90MPa，均质处理的时间为3～5min。

4.根据权利要求1所述一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，其特征在于，步骤S104中所述的搅拌速度为100～140rpm。

5.根据权利要求1所述一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的紫外光照射时膜液距离紫外光的距离为30～40cm。

6.根据权利要求1所述一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的磁场处理时的磁场强度为80～100mT。

7.一种环保可降解食品级抗菌塑料包装膜，其特征在于，按照权利要求1～6任意一项方法制备而成。