一種以大豆皮為基質的包裝材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種以改性大豆蛋白為粘合劑，大豆皮為基質的可生物降解包裝材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]塑料包裝發明以來雖然方便了人們的生活，但其生物難降解性和對環境的破壞性決定了其在未來應用中的局限性。隨著社會經濟的發展和民眾對環保意識的增強，人們對替代塑料包裝材料的綠色材料研制引起廣泛重視，可完全生物降解性包裝材料已成為世界包裝工業科技發展的主要趨勢，也是未來包裝業發展的主要方向。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種以大豆皮為基質的可完全生物降解包裝材料及其制備方法，該方法制備的包裝材料具有阻隔性能好、機械性能優良、降解速度快、無污染、生產工藝簡單、容易大批量生產等特點。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種以大豆皮為基質的包裝材料，按照質量比由大豆皮100、改性大豆蛋白膠粘劑50?70制備而成，所述改性大豆蛋白膠粘劑由以下重量百分比的組分制成:濕大豆渣(含水90%) 50?70%、大豆分離蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量。
[0005]—種上述以大豆皮為基質的包裝材料的制備方法，包括如下步驟:
一、大?蛋白膠粘劑的制備
(1)制備改性大豆蛋白膠粘劑的原料包括以下重量百分比的各組分:濕大豆渣(含水90%) 50?70%，大豆分離蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量，所用水為蒸餾水。
[0006](2)將各種原料加入反應釜中，在溫度40?60°C的條件下反應4?6 h，得到改性大?蛋白粘合劑。
[0007]改性大豆蛋白膠粘劑中，尿素可以使蛋白分子展開，使整個蛋白質體和反應活性結構部分能夠與纖維材料相互作用增強，從而提高其膠粘強度。對于大豆分離蛋白，尿素濃度為20%時，它們的結構含量處于最適量狀態，膠粘強度值達到最大。
[0008]二、包裝用生物降解材料的制備
以大豆加工的廢棄物豆皮為原料，經研磨成粉體，與制備的改性大豆蛋白膠粘劑混合成顆粒，經擠壓成型、合成片材、吸塑機成型，最終生產出完全降解的包裝材料。
[0009]本發明具有如下優點:
1、本發明利用豆渣和豆皮為原料制備可完全生物降解性包裝材料。將豆渣和豆皮加工成包裝材料是大豆綜合利用的一條途徑，不僅可以提高大豆的綜合利用率，同時還可以制備出性能優良的可完全生物降解性包裝材料，而且可以解決塑料包裝材料的不可降解性而污染環境的問題。
[0010]2、本發明制備工藝不在成品中添加任何塑料成分，安全、環保、無公害，生產的主要原料取自大豆加工的廢棄資源，可以大大減輕對不可再生資源的需求，減少對環境的破壞，制成品可以完全生物降解。而且生產過程不會造成環境污染，產品使用后丟棄也不會造成二次污染問題，可以分解后與肥料混合使用，不會分解產生不利人身健康的物質。
[0011]3、本發明制備的材料厚度為1mm時，氧氣透過率為350cm3/m2.0.1MPa ;材料機械性能按國標 GB/T453-1989，GB/T455.1-1989，GB/T454-1989，GB/T457-1989 測定，抗漲指數為15/N.m2.g \耐破指數為1/KPa.m2.g \撕裂指數為15/mN.m2.g \耐折次數為6次；材料使用后經粉碎，在翻地時直接分撒到農田中，當年即可分解作為有機肥料。
【附圖說明】
[0012]圖1為以大豆皮為基質的包裝材料的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。
[0014]【具體實施方式】一:如圖1所示，本實施方式提供了一種以大豆皮為基質的包裝材料的制備方法，具體實施步驟如下:
(1)濕豆渣計量:選用新鮮無變質的濕豆渣，測定蛋白含量，并稱重。
[0015](2)濕豆渣粉碎:將計量后的豆渣用膠體磨粉碎，成品粒度達到250 μ m以下。
[0016](3)大豆蛋白變性反應:在反應釜中按照質量百分比加入濕大豆渣(含水90%)50?70%、大豆分離蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量，所用水為蒸饋水，控制反應溫度50°C，反應時間5 h，得到改性大豆蛋白膠粘劑。
[0017](4)改性大豆蛋白膠粘劑指標:制備的大豆蛋白膠粘劑按GB / T 14074-2006測得其固形物含量要大于15%，黏度為50 (Pa.s)。
[0018](5)豆皮預處理:將大豆皮清除雜質，稱重。
[0019](6)豆皮粉碎:采用高速研磨機將豆皮粉碎。
[0020](7)豆皮粉篩分:粉碎后的豆皮粉過100目篩子，得豆皮粉。
[0021](8)攪拌成型:將改性大豆蛋白膠粘劑和豆皮粉送入混合機混合成型，形成濕坯料。
[0022](9)定型:濕坯料放入熱壓定型機，進行熱壓定型。
[0023](10)片材機:將熱壓定型的制品壓成薄片形狀。
[0024](11)吸塑機:將片狀制成所需的包裝產品、塑料袋及日常餐具等各種形狀食品容器，產品防霉、有足夠防滲漏能力、易降解、無污染，完全可取代塑料包裝容器，還可回收作為飼料或有機肥料。
[0025]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，根據最終產品應用領域，還可以添加防水防油劑等。作為一種改進，【具體實施方式】一的制備工藝對特殊用途還可以進行如下處理。
[0026]A、噴涂:
當產品用于包裝含水量高的商品時，將防水劑噴涂到制品表面。通過在制品表面噴涂防水劑，可以在大大減少防水劑用量的情況下保持相同甚至更好的防水性能，從而降低高成本原料的用量，減低成本。防水劑為陽離子型防水劑，該型防水劑經食品安全性毒理學檢驗為無毒產品，適用于餐飲具的施膠。施膠后的制品可達到餐飲具的防水要求，并可大幅度提尚制品的機械性能。
[0027]B、消毒
生產的豆皮基包裝材料成品采用紫外線消毒處理。當成品需要作為餐飲具使用時，需要進行消毒，達到餐飲具的衛生要求。
[0028]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一、二不同的是，制備改性大豆蛋白膠粘劑的原料包括以下重量百分比的各組分:濕大豆渣(含水90%) 55%，大豆分離蛋白6%、尿素12%、水余量。
[0029]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一、二不同的是，制備改性大豆蛋白膠粘劑的原料包括以下重量百分比的各組分:濕大豆渣(含水90%)60%，大豆分離蛋白7%、尿素15%、水余量。
[0030]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一、二不同的是，制備改性大豆蛋白膠粘劑的原料包括以下重量百分比的各組分:濕大豆渣(含水90%)65%，大豆分離蛋白8%、尿素18%、水余量。
[0031]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一?五不同的是，大豆皮與改性大豆蛋白膠粘劑的質量比為100:55o
[0032]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一?五不同的是，大豆皮與改性大豆蛋白膠粘劑的質量比為100:60ο
[0033]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一?五不同的是，大豆皮與改性大豆蛋白膠粘劑的質量比為100:65ο
【主權項】
1.一種以大豆皮為基質的包裝材料，其特在于所述包裝材料按照質量比由大豆皮100、改性大豆蛋白膠粘劑50?70制備而成。2.根據權利要求1所述的以大豆皮為基質的包裝材料，其特在于所述大豆皮與改性大豆蛋白膠粘劑的質量比為100:55o3.根據權利要求1所述的以大豆皮為基質的包裝材料，其特在于所述大豆皮與改性大豆蛋白膠粘劑的質量比為100:60ο4.根據權利要求1所述的以大豆皮為基質的包裝材料，其特在于所述大豆皮與改性大豆蛋白膠粘劑的質量比為100:65ο5.根據權利要求1、2、3或4所述的以大豆皮為基質的包裝材料，其特在于所述改性大豆蛋白膠粘劑由以下重量百分比的組分制成:濕大豆渣50?70%、大豆分離蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量。6.根據權利要求5所述的以大豆皮為基質的包裝材料，其特在于所述濕大豆渣的含水率為90%。7.根據權利要求5所述的以大豆皮為基質的包裝材料，其特在于所述水為蒸餾水。8.一種權利要求1-7任一所述的以大豆皮為基質的包裝材料的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟: 一、大?蛋白膠粘劑的制備 在反應釜中按照質量百分比加入濕大豆渣50?70%、大豆分離蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量，在溫度40?60°C的條件下反應4?6 h，得到改性大豆蛋白粘合劑； 二、包裝用生物降解材料的制備 以大豆加工的廢棄物豆皮為原料，經研磨成粉體，與制備的改性大豆蛋白膠粘劑混合成顆粒，經擠壓成型、合成片材、吸塑機成型，最終生產出完全降解的包裝材料。9.根據權利要求8所述的以大豆皮為基質的包裝材料的制備方法，其特征在于所述大豆蛋白膠粘劑固形物含量要大于15%，黏度為50 (Pa.s)。
【專利摘要】本發明公開了一種以大豆皮為基質的包裝材料及其制備方法，所述包裝材料按照質量比由大豆皮100、改性大豆蛋白膠粘劑50～70制備而成。具體制備方法如下：一、大豆蛋白膠粘劑的制備：將濕大豆渣、大豆分離蛋白、尿素、水加入反應釜中，在溫度40～60℃的條件下反應4～6h，得到改性大豆蛋白粘合劑；二、包裝用生物降解材料的制備：以大豆加工的廢棄物豆皮為原料，經研磨成粉體，與制備的改性大豆蛋白膠粘劑混合成顆粒，經擠壓成型、合成片材、吸塑機成型，最終生產出完全降解的包裝材料。該方法制備的包裝材料具有阻隔性能好、機械性能優良、降解速度快、無污染、生產工藝簡單、容易大批量生產等特點。
【IPC分類】C08K5/21, C08L89/00
【公開號】CN105385171
【申請號】CN201510947465
【發明人】馬鶯, 李琳, 何勝華, 王榮春
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月17日