本發明涉及可降解包裝材料,尤其是指一種含種子模塊的可降解包裝材料及其制備方法。
背景技術:
1、為解決世界氣候存在的問題,確定由各國自主確定并實現節能減排目標,減少溫室氣體的排放。快遞垃圾,其中99%都是以原油等化石燃料作為原料。這些石油基塑料一旦被丟棄,在幾百年內也無法被降解。如果將其焚燒,則會向環境中釋放引起溫室效應的二氧化碳。因此近年來有大量從不同角度對環保包裝材料的開發研究,例如對包材保質減量、研發石化基生物降解塑料(pbat)、研發生物基生物降解塑料(pla)等。其中有一種利用真菌菌絲作為粘結劑扭結農作物秸稈的生物法制作的可降解材料,該材料生產過程無廢氣廢水廢氣顆粒產生,成品利用后也可在家庭堆肥條件下降解。
2、現有真菌基生物質包裝材料,雖然最終能降解,但從脫離包裝內容物到降解,尤其是在城市,需要經過垃圾分類和運輸等過程,處理起來需要一定成本,且并不便利。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題是:如何簡化可降解包裝材料的二次利用過程;在可降解包裝材料中封入種子后,如何保證種子正常發芽。
2、為了解決上述技術問題,本發明采用的技術方案為:
3、一種含種子模塊的可降解包裝材料,包括種子模塊、菌絲膜層和真菌基生物質包裝基體;所述真菌基生物質包裝基體內設置有腔體,所述腔體設置有開口,所述種子模塊置于所述腔體內,所述菌絲膜層用于封住所述開口;所述種子模塊由種子、基質和控釋肥組成,所述種子分布于所述基質內,所述控釋肥位于基質遠離所述種子的一側,所述控釋肥的添加量為所述基質重量的1%-3%;所述真菌基生物質包裝基體由第一絲狀真菌與第一木質纖維素扭結形成,所述第一木質纖維素摻雜有第一營養成分和水,所述第一木質纖維素與所述第一營養成分的添加比例為5-8:2-5,第一絲狀真菌的接種量為第一木質纖維素、第一營養成分和水三者的總重量的5%-15%;所述菌絲膜層由第二絲狀真菌與第二木質纖維素扭結形成,所述第二木質纖維素摻雜有第二營養成分和水,所述第二木質纖維素與所述第二營養成分的添加比例為5-8:2-5,第二絲狀真菌的接種量為第二木質纖維素、第二營養成分和水三者的總重量的5%-15%。
4、進一步地,所述種子為草本花種,所述基質由椰糠、泥炭土、珍珠巖、蛭石按照椰糠:泥炭土:珍珠巖:蛭石=7-8:4-5:1-2:1-2的比例混合組成;或所述種子為草本菜種,所述基質由草炭、珍珠巖、蛭石按照草炭:珍珠巖:蛭石=6-7:2-3:1-2的比例混合組成。
5、進一步地,所述草本花種為矮牽牛、長春花、三色堇、姬小菊、石竹、紫花地丁、委陵菜、太陽花、夏堇、小麗花、萬壽菊、百日草、波斯菊、美女櫻、矮生向日葵、硫華菊、香雪球、天竺葵、虞美人、藿香薊中的一種;所述草本菜種為矮生番茄、五彩椒、黃瓜、南瓜、絲瓜、苦瓜、茄子、豇豆、四季豆、空心菜、西瓜、西葫蘆、蘿卜、胡蘿卜、包菜、生菜、萵筍、西蘭花、花菜中的一種;所述控釋肥由氮、磷、鉀按照氮:磷:鉀=1-3:1:1-3的比例混合組成。
6、進一步地,所述第一木質纖維素來源于甘蔗渣、高粱秸稈、小麥秸稈、稻谷殼、玉米芯、水稻秸稈、棕櫚葉、棕櫚枝、桑枝、大豆秸稈、麻桿、煙梗、油菜秸稈、玉米秸稈、蘆葦秸稈、棉籽殼、菌渣、米糠、木屑中的一種或幾種,所述第一絲狀真菌為靈芝菌、朱紅密孔菌、羊肚菌、偏腫栓菌、黃木層孔菌、灰樹花、平菇菌、香菇菌中的一種,所述第一營養成分為麥麩、木薯粉、多糖粉、大豆粉、玉米粉、豆膠粉中的一種或幾種;所述第二木質纖維素來源于甘蔗渣、高粱秸稈、小麥秸稈、稻谷殼、玉米芯、水稻秸稈、棕櫚葉、棕櫚枝、桑枝、大豆秸稈、麻桿、煙梗、油菜秸稈、玉米秸稈、蘆葦秸稈、棉籽殼、菌渣、米糠、木屑中的一種或幾種,所述第二絲狀真菌為靈芝菌、朱紅密孔菌、羊肚菌、偏腫栓菌、黃木層孔菌、灰樹花、平菇菌、香菇菌中的一種,所述第二營養成分為麥麩、木薯粉、多糖粉、玉米粉、大豆粉、豆膠粉中的一種或幾種。
7、進一步地,所述第一木質纖維素的組成成分與所述第二木質纖維素的組成成分相同,所述第一絲狀真菌與所述第二絲狀真菌相同;所述第一營養成分的組成與所述第二營養成分的組成相同;所述第一木質纖維素與所述第一營養成分的投放比例為50-80:20-50,二者總的質量份數為100;所述第二木質纖維素與所述第二營養成分的投放比例為50-80:20-50,二者總的質量份數為100。
8、進一步地,在所述腔體的上表面中間部位處設置有澆水位置開孔指示標記。
9、一種上述所述的含種子模塊的可降解包裝材料的制備方法,包括依次執行的以下步驟:
10、s1:先將第二木質纖維素的原料和第二營養成分的原料混合,得到第二預混料;接著加水調節第二預混料含水量至60%-70%,堆碼發酵12-24h后調節ph值至5.0-8.0,高溫高壓蒸汽滅菌3-4h;冷卻后,得到第二預培料;
11、s2:在無菌條件下,按照第二絲狀真菌的接種量為第二預培料質量的5%-15%的比例,往第二預培料中接種第二絲狀真菌,混合均勻后裝入第二透氣菌袋,接著置于溫度為20℃-28℃、相對濕度大于等于65%、二氧化碳含量小于等于700ppm的環境下進行第二培養,第二培養時間為4-6天;再接著將第二透氣菌袋內的材料全部取出粉碎,混合均勻,得到第二菌絲顆粒料;
12、s3:取設有腔體的真菌基生物質包裝基體,依次往腔體內填入控釋肥、基質、種子和用于形成菌絲膜層的第二菌絲顆粒料;所述種子距離基質表層3-5mm,所述第二菌絲顆粒料厚度為3-5mm;接著置于溫度為20℃-28℃、相對濕度大于等于90%、二氧化碳含量為30000ppm-80000ppm的環境下進行第三培養,第三培養時間為2-4天,得到所述的含種子模塊的可降解包裝材料。
13、進一步地,所述設有腔體的真菌基生物質包裝基體的制備方法包括依次執行的以下步驟:
14、a1:先將第一木質纖維素的原料和第一營養成分的原料混合,得到第一預混料;接著加水調節第一預混料含水量至60%-70%,堆碼發酵12-24h后調節ph值至5.0-8.0,高溫高壓蒸汽滅菌3-4h;冷卻后,得到第一預培料;
15、a2:在無菌條件下,按照第一絲狀真菌的接種量為第一預培料質量的5%-15%的比例,往第一預培料中接種第一絲狀真菌,混合均勻后裝入第一透氣菌袋,接著置于溫度為20℃-28℃、相對濕度大于等于65%、二氧化碳含量小于等于700ppm的環境下進行第一培養,第一培養時間為4-6天;再接著將第一透氣菌袋內的材料全部取出粉碎,混合均勻,得到第一菌絲顆粒料;
16、a3:將所述第一菌絲顆粒料填入模具中,置于溫度為20℃-28℃、相對濕度大于等于65%、二氧化碳含量小于等于700ppm的環境下進行第四培養,接著脫模后置于溫度為20℃-28℃、相對濕度大于等于90%、二氧化碳含量為30000ppm-80000ppm的環境下進行第五培養,得到所述的真菌基生物質包裝基體;所述第四培養時間為1-2天,所述第五培養時間為1-2天;
17、所述模具中設置有用于形成腔體的凸起;或所述第五培養結束后,還經過裁切形成所述腔體。
18、進一步地,在所述步驟s3中,結束所述第三培養時,還經過25℃-30℃的循環干燥風的干燥處理,干燥至恒重后得到所述的含種子模塊的可降解包裝材料。
19、進一步地,結束所述第五培養后,還經過80℃-105℃的熱風循環干燥,干燥至恒重后得到所述的真菌基生物質包裝基體;所述第一木質纖維素的原料的水分含量為6%-10%,粒徑為5-10mm或過8目篩;所述第二木質纖維素的原料的水分含量為6%-10%,粒徑為5-10mm或過8目篩;所述控釋肥和所述基質分別干燥至恒重后再填入所述腔體。
20、本發明的有益效果在于:富含種子與基質的種子模塊封入可完全降解的包裝材料中,在不改變包裝材料所需的抗壓、抗彎曲、抗沖擊等性能的同時,簡化包裝材料二次利用過程,降低降解利用難度,顧客無需額外購買產品,在拆除包裝內容物后定期澆灌包裝材料,種子模塊中的種子就能正常發芽,進而能種植出賞心悅目的花卉或可食用的果蔬。本發明中的可降解包裝材料在完成包裝使命后,能夠直接在用戶家中被降解使用,無需用戶額外購買花盆、基質、肥料和種子,降低降解利用難度,且減少可降解包裝材料直接投入垃圾桶的投放量,進而簡化可降解包裝材料的二次利用過程,減輕城市垃圾處理壓力。由于真菌基生物質包裝基體和菌絲膜層具有疏水性,本發明的材料在存放過程中,種子模塊不會吸濕,種子只會在澆水后才發芽。