一种基于苎麻骨制成的环保型餐具的制作方法

1.本发明涉及一次性餐具技术领域，具体为一种基于苎麻骨制成的环保型餐具。


背景技术：

2.当今社会，随着生活节奏的进一步加快，外卖已经成为了人们生活中的必需品，据统计，订餐平台每天产生的一次性废弃塑料餐盒面积达300万平方米，如此庞大的废弃物势必给环境带来了较大的压力。
3.目前市场上主流的一次性餐盒主要有以下几种材质，淀粉类餐具、纸质餐具、纸浆餐具，淀粉类餐具干净卫生，使用完之后还可以回收再生，废弃物容易处置，但是其成本高、消耗粮食量大、自然降解慢；纸质餐具防水放油性能好，但是其售价高，其次其表面施胶和淋膜会造成降解难的问题；纸浆类餐具防水防油性能好，但是其成本高，且在生产过程中，纸浆的生产会产生污染物，对环境不利。
4.基于此，我们提出一种以廉价的苎麻骨为主材的可降解餐具，具有成本低、工艺简单、降解快以及防水防油性能好的显著特点。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于苎麻骨制成的环保型餐具，解决了现有一次性餐具成本高、工艺复杂以及降解慢的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于苎麻骨制成的环保型餐具，该环保型餐具主要由以下重量百分比的各组分组成：
9.苎麻骨粉：30
‑
60％；
10.淀粉：20
‑
60％；
11.增塑剂：4
‑
10％；
12.水：2
‑
10％。
13.优选的，所述增塑剂包括粘合剂和填充剂。
14.优选的，所述增塑剂主要由氨基树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、山梨醇、聚乳酸、干酪素组成。
15.优选的，所述填充剂主要由碳酸钙、高岭土、滑石粉组成。
16.优选的，所述淀粉主要由天然高分子淀粉，可以为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉或水稻淀粉组成。
17.优选的，所述基于苎麻骨制成的环保型餐具的制备方法，其特征在于：先将从市场购买的玉米粒和经过挑拣的苎麻麻骨初步粉碎和精粉碎制成粒度为80
‑
100目的粉状物料，以此作为餐具的主要原料，然后将苎麻麻骨、玉米等原料粉碎成粉末后，与符合食品卫生标准的胶粘剂、防水防油剂(食品级液态石蜡)、填充剂直接搅拌混合均匀，通过注模机将混合
物注入模具中，再经热压模处理、干燥得半成品，最后通过机械磨边，自动化检测后，按照100个为一个规格包装入库。
18.(三)有益效果
19.本发明提供了一种基于苎麻骨制成的环保型餐具。具备以下有益效果：
20.该基于苎麻骨制成的环保型餐具，成本低、原料来源广泛，利用农作物废弃物，变废为宝；提高农产品附加值，有利于资源的再利用，保护环境，每个餐盒的成本在0.08元左右，降解周期短：28天的试验周期，苎麻骨餐盒的生物降解率达到60％以上。相对于纸类餐具，不消耗木材，减少对环境污染，且更易降解，使用过后的产品不会对环境造成污染。可埋进土壤中自行分解，具有良好的耐水耐油性、强度高，使用后能被环境消纳。且可设计不同模具制备产品，形式多元，颜色美观，生产工艺简单：用苎麻骨作为制造餐具的主要原料，苎麻骨纤维含量较高，质地疏松，易于粉碎，热压成型工艺简单，无需制浆和后续烘干，原料粉碎后可直接压制成型，与传统的生产方法相比，极大缩短生产时间。
附图说明
21.图1为本发明结构工艺图；
22.图2为本发明防水剂对耐水性的影响示意图；
23.图3为本发明防水剂对耐油性的影响示意图；
24.图4为本发明补强剂对耐水性的影响示意图；
25.图5为本发明补强剂对耐油性的影响示意图；
26.图6为本发明填充剂对耐水性的影响示意图；
27.图7为本发明填充剂对耐油性的影响示意图；
28.图8为本发明餐具吸油量效果图；
29.图9为不同试样降解对比图；
30.图10为本发明不同粒径苎麻骨餐具的降解率对比图；
31.图11为本发明第一天餐具降解对比图；
32.图12为本发明第九天餐具降解对比图；
33.图13为本发明第十七天餐具降解对比图；
34.图14为本发明第二十五天餐具降解对比图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例一
37.本发明提供一种技术方案：一种基于苎麻骨制成的环保型餐具，该环保型餐具主要由以下重量百分比的各组分组成：
38.苎麻骨粉33.3％，玉米粉26.7％，氨基树脂25％，液态石蜡1％，轻质碳酸钙4％，滑石粉2％，高岭土3％，水5％。
39.其步骤如下：
40.1.先把苎麻麻骨在粉碎机粉碎，制成过20目筛的原料。
41.2.将麻骨粉、玉米粉、增塑剂、水按上述比例于室温下直接搅拌混合20
‑
40分钟，直到混合物色泽均匀且具有弹性为止。
42.3.将上述混合物通过注模机注入模具内，采用油压机压力25mpa，模具温度180摄氏度，压制时间在70s。成型后的餐具经过机械磨边处理，杀菌消毒即可包装成品。
43.实施例二
44.本发明提供一种技术方案：一种基于苎麻骨制成的环保型餐具，该环保型餐具主要由以下重量百分比的各组分组成：
45.麻骨粉60％，小麦粉24％，海藻酸钠5％，硬脂酸3％，山梨醇2％，水2％。
46.其步骤如下：
47.1.先把苎麻麻骨在粉碎机粉碎，制成过100目筛的原料。
48.2.将麻骨粉、小麦粉、增塑剂、水按上述比例于室温下混合20
‑
40 分钟，直到混合物色泽均匀且具有弹性为止。
49.3.将上述混合物加入模具内，采用油压机压力15mpa，模具温度 105摄氏度，压制时间在150s。
50.4.成型后的餐具经过磨边处理，杀菌消毒即可包装成品。
51.实施例三
52.本发明提供一种技术方案：一种基于苎麻骨制成的环保型餐具，该环保型餐具主要由以下重量百分比的各组分组成：
53.麻骨粉60％，木薯淀粉20％，聚乳酸7％，干酪素胶2％，水10％。
54.其步骤如下：
55.1.先把苎麻麻骨在粉碎机粉碎，制成过40目筛的原料。
56.2.将麻骨粉、木薯粉、增塑剂、水按上述比例于室温下混合20
‑
40 分钟，直到混合物色泽均匀且具有弹性为止。
57.3.将上述混合物加入模具内，采用油压机压力20mpa，模具温度 115摄氏度，压制时间在140s。
58.4.成型后的餐具经过磨边处理，杀菌消毒即可包装成品。
59.实施例四
60.本发明提供一种技术方案：一种基于苎麻骨制成的环保型餐具，该环保型餐具主要由以下重量百分比的各组分组成：
61.麻骨粉30％，水稻米粉60％，干酪素胶4％，水6％。
62.其步骤如下：
63.1.先把苎麻麻骨在粉碎机粉碎，制成过60目筛的原料。
64.2.将麻骨粉、水稻米粉、增塑剂、水按上述比例于室温下混合 20
‑
40分钟，直到混合物色泽均匀且具有弹性为止。
65.3.将上述混合物加入模具内，采用油压机压力20mpa，模具温度 165摄氏度，压制时间在130s。
66.4.成型后的餐具经过磨边处理，杀菌消毒即可包装成品。
67.本方案涉及的主要仪器如下表：
[0068][0069]
其中当苎麻骨和玉米粉的比例为5∶4，含水率5％、成型压力 20mpa、上模温度155℃、定型时间80s、粘胶剂含量25％时，根据gb18006.1
‑
2009《一次性可降解餐具通用技术条件》对其相关项目进行检测，结果如表3
‑
4；其微生物检测结果，结果符合国家标准。
[0070]
表3
‑
4测验结果
[0071][0072][0073]
添加剂对苎麻骨植物纤维餐具使用性能的影响测试
[0074]
表3
‑
5苎麻骨主要成分表
[0075][0076]
本实验所有试剂的用量如表3
‑
7、表3
‑
8和表3
‑
9所示：
[0077]
表3
‑
7不同种类防水剂加入量
[0078][0079]
表3
‑
8不同种类的补强剂加入量
[0080][0081]
表3
‑
9不同种类的填充剂加入量
[0082][0083]
防水剂对苎麻骨纤维餐具使用性能的影响
[0084]
图2是防水剂添加量相同的情况下，硬脂酸和液态石蜡对餐具耐水性能影响的比较。由图可知，硬脂酸和液态石蜡都能够使苎麻骨植物纤维餐具耐水性能增强。当添加量为1％
‑
3％时，随着防水剂质量的增加，液态石蜡和硬脂酸吸水量越来越小，即防水性能呈增强趋势。当硬脂酸和液态石蜡添加量为3％时，防水性能达到最强，吸水量分别是1.32g和1.21g，且液态石蜡比硬脂酸更能提高苎麻骨植物纤维餐具的防水性能。随着防水剂含量的提高，两种餐具吸水量都逐渐增大，当添加量达到5％时，硬脂酸和液态石蜡餐具吸水量分别为1.49g 和1.42g，从整个趋势图中可以看出，当加入同等质量的防水剂时，液态石蜡的耐水性能比硬脂酸的耐水性能更好，且在加入量为3％时达到最佳。
[0085]
防水剂对苎麻骨植物纤维餐具耐油性能的影响
[0086]
图3是防水剂添加量相同的情况下，硬脂酸和液态石蜡对餐具耐油性能影响的比较。由图可知，随着液态石蜡加入量越大，餐具吸油量先减小后增大，在3％时耐油性能最差，吸油量达到1.23g；当硬脂酸加入量为1％
‑
4％时，随着添加量越来越大，吸油量越来越小，餐具的耐油性能增强，当添加量为4％时，耐油性能最强，吸油量为1.21g。当添加量为5％时，吸油量升高到1.5g。由图比较得，当防水剂质量相同的情况下，液态石蜡比硬脂酸耐油性能要好。
[0087]
补强剂对苎麻骨植物纤维餐具耐水性能的影响
[0088]
图4是补强剂添加量相同的情况下，羧甲基纤维素钠和海藻酸钠对餐具耐水性能影响的比较。由图可知，随着添加量的增大，海藻酸钠的吸水量越来越大，即防水性能越来越弱。当添加量为5％时，防水性能最差，吸水量为2.65g。当补强剂含量为1％
‑
5％时，随着羧甲基纤维素钠含量的增大，吸水量先变大后减小，在4％时达到最大值2.56g，此时耐水性能最差。
[0089]
图5是补强剂添加量相同的情况下，羧甲基纤维素钠和海藻酸钠对餐具耐油性能影响的比较。由图可知，随着海藻酸钠添加量的增大，吸油量先变大后减小，当添加量为4％时吸油量达到最大(1.23g)，此时耐油性能最差。与海藻酸钠相反，随着补强剂添加量越来越大，羧甲基纤维素钠的吸油量先减小后增大，当添加量为4％时达到最小值(1.11g)，此时餐具耐油性能最强。
[0090]
填充剂低苎麻骨植物纤维餐具耐水性能的影响
[0091]
图6是填充剂添加量相同的情况下，碳酸钙、滑石粉和高岭土对餐具耐水性能影响的比较。由图可知，碳酸钙、滑石粉和高岭土三种填充剂都可以增强苎麻。植物纤维餐具的
耐水性能。当添加量从1％增大到5％时，碳酸钙、滑石粉和高岭土吸水量都是先减小后增大，且当填充剂添加量为3％时，防水性能最强，吸水量分别为 1.32g，1.24g和1.21g比较这三种餐具吸水量趋势。由图可得，高岭土耐水性能最好，其次是滑石粉，碳酸钙最差。
[0092]
图7是填充剂添加量相同的情况下，碳酸钙、滑石粉和高岭士对餐具耐油性能影响的比较。由图可知，当填充剂添加量从1％增大到 5％时，碳酸钙、滑石粉和高岭土三种餐具吸油量都是先减小后增大，且当填充剂添加量为3％时，防油性能最强，吸油量分别为0.96g， 0.94g和1.02g。当碳酸钙、滑石粉和高岭土质量增加到5％时，吸油量分别为1.19g、1.34g和1.5g，此时耐油性能最差。
[0093]
复合填充剂最佳条件的确定
[0094]
由添加单一填充剂试验可知，碳酸钙、滑石粉和高岭土三种填充剂单独分别加入物料之后，苎麻骨植物纤维餐具耐水性能均有增强趋势，比不添加任何添加剂的餐具吸水量都要小。而其耐油性能则不能保证，所以本课题将进
‑
步研究同时加入这三种填充剂对餐具耐油性能的影响，探讨复合填充剂最佳配比。设计正交试验。
[0095]
如表4
‑
10，试验结果如表4
‑
11。
[0096]
表3
‑
10l9(33)因素水平值
[0097]
[0098][0099]
表3
‑
12方差分析表
[0100][0101]
由以上图表分析结果可知，影响复合填充剂不同配比的苎麻骨植物纤维餐具耐油性能的因素从强到弱一次是：滑石粉、高岭土、碳酸钙。从表3
‑
12可得，三种填充剂对餐具耐油性能影响皆不显著。
[0102]
从影响因子直观图可得，对于碳酸钙来说，4％与2％，3％差别显著， 2％与3％，4％差别不显著；对于滑石粉来说，2％与3％，4％差别不显著，3％与2％.4％差别显著；对于高岭土来说，3％与2％，4％差别不显著，2％， 4％与5％差异显著。
[0103]
综合表3
‑
10和表3
‑
12和图3
‑
8得，碳酸钙、滑石粉和高岭土分别添加4％，2％和3％时，餐具耐油性能最强，即最佳配比为4∶2∶3。
[0104]
结论：
[0105]
硬脂酸和液态石蜡都能够使苎麻骨植物纤维餐具耐水性能增强。当添加量为1％
‑
3％时，随着防水剂质量的增加，即防水性能呈增强趋势。随着防水剂含量的提高，两种餐具吸水量都逐渐增大。且当加入同等质量的防水剂时，液态石蜡的耐水性能比硬脂酸的耐水性能更好，且在加入量为3％时达到最佳(121g)，随着液态石蜡添加量越大，餐具吸油量先增大后减小，在3％时耐油性能最差。随着硬脂酸添加量越来越大，吸油量越来越小，餐具的耐油性能增强当添加量为4％时，耐油性能最强。当防水剂质量相同的情况下，液态石蜡比硬脂酸耐油性能要好。综合分析可知液态石蜡比硬脂酸更适合作为苎麻骨植物纤维餐具的防水剂，且最佳添加量为1％左右。
[0106]
补强剂对餐具使用性能改善并不明显，随着添加量的增大，海蒸酸钠的吸水量越来越大，即防水性能越来越弱。随着段甲基纤维素钠含量的增大，吸水量先变大后减小，在4％6时耐水性能最差。随着海藻酸钠添加量的增大，吸油量先变大后减小，当添加量为4％时吸油量达到最大。与淘藻酸钠相反，随着补强剂添加量越来越大，羧甲基纤维索钠的吸油量先减小后增大，当添加量为4％时达到最小值。两者对餐具奶油性能有一定改善，但并没有达到明显效果。所以选择更为合适的补强剂有待研究。
[0107]
单独加入碳酸钙、滑石粉和高岭土三种填充剂都可以在一定程度上增强苎麻骨植物纤维餐具的使用性能。当添加量从1％增大到5％％时，碳酸钙、滑石粉和高岭土吸水量都是先减小后增大，且当填充剂添加量为3％时，且高岭土耐水性能最好，其次是滑石粉，碳酸钙最差。随着添加量增大，碳酸钙、滑石粉和高岭土三种餐具吸油量先减小后增大，且当填充剂添加量为3％时，防油性能最强，质量增加到 5％时，耐油性能最差。当添加复合填充剂时，碳酸钙、滑石粉和高岭土添加量分别是4％，2％和3％，此时餐具耐油性能最强，即最佳配比为 4∶2∶3。
[0108]
下图从左至右，从上至下依次为苎麻骨餐具样品，玉米淀粉餐具，纸板餐具在第一天，第九天，第十七天，第二十五天的降解图。
[0109]
通过活性污泥降解实验研究了苎麻骨纤维餐具和其他两种材料餐具的降解程度。实验结果表明苎麻骨餐具降解速度最快，生物降解率达到60.59％。
[0110]
实验结果表明苎麻骨纤维餐盒讲解速度快，在活性污泥中降解程度高，为规模化生产提供依据。苎麻骨纤维的径粒越大，其生物降解的诱导期越长，降解就越慢。苎麻骨纤维径粒越大，餐盒的生物降解率越小。
[0111]
实验说明提高降解物与活性污泥培养液的接触面积，可以增加苎麻骨纤维餐具的降解程度，提高降解速率，为规模化生产提供依据。
[0112]
结论：
[0113]
(1)通过活性污泥降解实验研究了苎麻骨纤维餐具和其他4种材料餐具的降解程度。实验结果表明：滤纸、纸浆模塑餐具、苎麻骨纤维餐具降解速度快，苎麻骨纤维餐具生物降解率达到60.59％。
[0114]
(2)研究不同粒径苎麻骨纤维餐具的生物降解率，发现提高降解物与活性污泥培养液的接触面积，可以增加苎麻骨纤维餐具的降解程度，而且能提高降解速度。
[0115]
需要说明的是，该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v 市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，其控制原理、内部结构以及控制开关方式等均为现有技术的常规手段，此处直接引用，不做
[0116]
图3
‑
13第二十五天餐具降解对比图
[0117]
通过活性污泥降解实验研究了苎麻骨纤维餐具和其他两种材料餐具的降解程度。实验结果表明苎麻骨餐具降解速度最快，生物降解率达到60.59％。
[0118]
实验结果表明苎麻骨纤维餐盒讲解速度快，在活性污泥中降解程度高，为规模化生产提供依据。苎麻骨纤维的径粒越大，其生物降解的诱导期越长，降解就越慢。苎麻骨纤维径粒越大，餐盒的生物降解率越小。
[0119]
实验说明提高降解物与活性污泥培养液的接触面积，可以增加苎麻骨纤维餐具的降解程度，提高降解速率，为规模化生产提供依据。
[0120]
结论：
[0121]
(1)通过活性污泥降解实验研究了苎麻骨纤维餐具和其他4种材料餐具的降解程度。实验结果表明：滤纸、纸浆模塑餐具、苎麻骨纤维餐具降解速度快，苎麻骨纤维餐具生物降解率达到60.59％。
[0122]
(2)研究不同粒径苎麻骨纤维餐具的生物降解率，发现提高降解物与活性污泥培养液的接触面积，可以增加苎麻骨纤维餐具的降解程度，而且能提高降解速度。
[0123]
需要说明的是，该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v 市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，其控制原理、内部结构以及控制开关方式等均为现有技术的常规手段，此处直接引用，不做赘述，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0124]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。