專利名稱：基于柑橘皮渣的可降解包裝材料及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種包裝材料及其制備方法和應用，尤其涉及一種可降解包裝材料及 其制備方法和應用。
背景技術：
近年來，由廢棄塑料帶來的環境污染越來越引起人們的重視。一次性餐具、一次性 塑料制品以及農用營養缽、拋秧盤等難以回收利用，其處理方法多以焚燒和掩埋為主。焚燒 塑料制品會產生大量的有害氣體，從而污染環境；而掩埋塑料制品則因其中的聚合物在短 時間內不能被微生物分解，同樣會污染環境。廢棄的塑料制品存在于土壤中，會阻礙農作物 根系的發育和對水分、養分的吸收，而且會使土壤的透氣性降低，從而導致農作物減產；動 物食用廢棄的塑料膜后會造成腸梗阻而死亡。在提倡綠色消費與加強環境保護的理念推 動下，避免使用難降解的高分子塑料制品，研究開發生物質的可降解包裝(模塑)材料(如蛋 托、果托、拋秧盤、營養缽等塑料替代品)就顯得勢在必行。柑橘是世界第一大水果，2008年產量已達1. 21億噸，是僅次于小麥和玉米的第三 大國際貿易農產品。我國柑橘2009年種植面積216萬公頃，產量2521萬噸，均居世界首位。 我國柑橘用于加工的約占10%，而世界平均水平已達40%，美國和巴西的柑橘加工量分別占 總產量的80%和70%。柑橘罐頭是中國柑橘加工的主導產品，占國際市場的60%，是我國柑 橘產業在國際市場上最有競爭力的產品。柑橘汁因其優美的色澤、豐富的營養、宜人的口味 與芳香，成為世界上最受歡迎、貿易量最大的果汁產品之一，大約占據了世界2/3的果汁市 場。然而，加工后的柑橘皮渣如何實現無公害利用是柑橘加工面臨的一大問題，無論是從皮 渣中提取果膠、香精油.還是制備膳食纖維，都不能將皮渣完全利用，國際上比較通行的無 公害處理方法是將皮渣做成烘干飼料，這樣既能得到合理利用，又能解決污染問題；但因烘 干的能源消耗量大，我國能源的價格又偏高，因此在我國的生產實踐中難于推行。結合上述的環境污染及資源利用現狀，如果能將柑橘皮渣的無公害利用與可降解 包裝材料的研發生產結合起來，那對于現今大力倡導的建設資源節約、環境友好的兩型社 會，將具有重要的現實意義。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種產品質量好、強度高、 外形美觀、成本低、環保無污染的基于柑橘皮渣的可降解包裝材料，還提供一種操作簡單、 原料來源廣泛、成本及投入較小、產品質量較好的可降解包裝材料的制備方法，并提供了前 述基于柑橘皮渣的可降解包裝材料的具體應用。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種基于柑橘皮渣的可降解包裝 材料，所述可降解包裝材料主要是由柑橘皮渣顆粒和膠粘劑混合加熱成型得到，所述柑橘 皮渣顆粒和膠粘劑的質量比為1 (0.15 5)。上述的基于柑橘皮渣的可降解包裝材料中，所述柑橘皮渣顆粒的粒度優選控制在能過20目以上的標準篩(更優選40目篩)。不同的膠粘劑與柑橘皮渣顆粒混合后，其物料的流動性會表現出較大差異；不同 的膠粘劑對擠壓成型試樣的機械性能和耐水性能也會產生較大影響；通過我們反復的比較 試驗后，在上述的可降解包裝材料中，所述膠粘劑優選為聚乳酸。更優選的，所述膠粘劑還 可為聚乳酸與淀粉的混合物，所述聚乳酸與淀粉的質量比為(1 5) 1。作為一個總的技術構思，本發明還提供一種上述的可降解包裝材料的制備方法 (干式)，包括以下步驟
(1)預處理取柑橘皮渣進行烘干得柑橘干皮渣；
(2)粉碎將所述柑橘干皮渣進行粉碎，得柑橘皮渣顆粒(所述柑橘皮渣顆粒的粒度優 選控制在能過40目篩)；
(3)拌料取膠粘劑，將所述柑橘皮渣顆粒與該膠粘劑按1 (0.15 5)的質量比混 合，并攪拌均勻得混合料；
(4)成型將所述混合料注入成型模具中，在120°C 180°C的成型溫度、1MI^a 3 MPa 的成型壓力下進行熱壓成型處理，熱壓成型時間為50 s 70 s ；熱壓成型完成后即得到可 降解包裝材料。上述干式的可降解包裝材料的制備方法中，所述預處理時的烘干溫度優選控制在 60°C 80°C，烘干后所得柑橘干皮渣的含水量優選控制在15%以下。作為一個總的技術構思，本發明還提供一種上述的可降解包裝材料的制備方法 (濕式)，包括以下步驟
(1)粉碎取柑橘皮渣直接進行粉碎，得柑橘皮渣顆粒(所述柑橘皮渣顆粒的粒度優選 控制在能過20目篩)；
(2)拌料取膠粘劑，將所述柑橘皮渣顆粒與該膠粘劑按1 (0.15 5)的質量比混 合(質量比的確定可根據不同的產品及降解時間要求進行確定)，并攪拌均勻得混合料；
(3)成型將所述混合料注入成型模具中，在110°C 180°C的成型溫度、2MI3a 5 MPa 的成型壓力下進行熱壓成型處理，熱壓成型時間為90 s 300 s;熱壓成型完成后即得到 可降解包裝材料。作為一個總的技術構思，本發明還提供一種上述的可降解包裝材料在制造營養 缽、拋秧盤、果托或蛋托中的應用。由于本發明提供的上述可降解包裝材料主要是由柑橘皮 渣制備而成，且柑橘皮渣中含有較為豐富的礦質營養元素、有機酸及纖維等有機質，皮渣腐 爛過程中還會分解形成有機酸等，因此將柑橘皮渣制成的可降解包裝材料(模塑)應用于蛋 托、果托、拋秧盤、營養缽等以后，這些產品可很快降解，降解后還能增加土壤養分，改善土 壤的理化性狀，減少其他塑料包裝制品對環境所造成的固體污染。與現有技術相比，本發明的優點在于首先，本發明的可降解包裝材料具有良好的 抗拉伸強度、比靜曲強度、耐水性和抗破損性等性能；且產品外形美觀，成本低，具有完全的 生物可降解性，環保無污染；其次，本發明的制備工藝克服了以柑橘皮渣(干/濕)等植物材 料作為模壓成型原料時其流動、壓縮成型的機理的復雜性，也充分研究了柑橘皮渣顆粒的 形狀尺寸、物理性質等因素對成型可降解包裝材料的影響，具有操作簡單、原料來源廣泛、 成本及投入較小、產品質量較好等優勢；此外，本發明的制備工藝不受柑橘皮渣原料的含水 量影響，可根據實際情況選用濕式或干式的制備工藝，適用范圍更廣，能充分利用現有的廢棄資源。綜上，本發明的上述可降解包裝材料產品及其工藝為實現柑橘皮渣的無公害全利 用提供了一條非常可行的途徑。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明作進一步描述。實施例1
一種應用于蛋托制品的本發明的可降解包裝材料，該可降解包裝材料主要是由膠粘劑 聚乳酸和柑橘皮渣顆粒混合加熱成型得到，柑橘皮渣顆粒和聚乳酸的質量比為1 0.15。本實施例的上述可降解包裝材料制品是通過以下步驟制備得到
(1)粉碎將已經提取過有效成分后的濕的柑橘皮渣直接放入粉碎機中進行粉碎，粉碎 后得到的柑橘皮渣顆粒能通過20目篩；
(2)拌料取膠粘劑聚乳酸，將上述得到的柑橘皮渣顆粒與該聚乳酸按1 0.15的質 量比混合，再置入攪拌機中攪拌均勻得混合料；
(3)成型將上述得到的混合料注入蛋托成型模具中，在110°C的成型溫度、5MPa的成 型壓力下進行熱壓成型處理，熱壓成型時間為300 s ；熱壓成型完成后即得到可降解包裝材 料制成的蛋托。根據不同的要求對上述蛋托產品進行磨邊及修整，即可得到外形美觀、方便實用 的可降解材料蛋托制品。實施例2:
一種應用于拋秧盤制品的本發明的可降解包裝材料，該可降解包裝材料主要是由柑橘 皮渣顆粒和膠粘劑混合加熱成型得到，本實施例的膠粘劑是由聚乳酸與淀粉復配而成，且 柑橘皮渣顆粒、聚乳酸與淀粉的質量比為5 4 1。本實施例的上述可降解包裝材料制品是通過以下步驟制備得到
(1)預處理揀選30kg柑橘，洗凈，去皮，然后將已經提取過有效成分后的柑橘皮渣置 于烘箱中進行烘干，烘干溫度為80°C，烘干時間為他，烘干后得柑橘干皮渣(烘干后的含水 量是5%)；
(2)粉碎將上述得到的柑橘干皮渣置于粉碎機中進行粉碎，粉碎機的轉速控制在 25000r/min，粉碎后得到能過40目篩的柑橘皮渣顆粒；
(3)拌料取聚乳酸和淀粉，將上述得到的柑橘皮渣顆粒與聚乳酸、淀粉按5 4 1的 質量比混合，再置入攪拌機中攪拌均勻后得混合料；
(4)成型將上述的混合料注入拋秧盤成型模具中，在150°C的成型溫度、2.2 MPa的成 型壓力下進行熱壓成型處理，熱壓成型時間為60 s ；熱壓成型完成后即得到可降解包裝材 料制成的拋秧盤。根據不同的要求對上述拋秧盤產品進行磨邊及修整，即可得到外形美觀、方便實 用的可降解材料拋秧盤制品。實施例3:
一種應用于大型營養缽制品的本發明的可降解包裝材料，該可降解包裝材料主要是 由柑橘皮渣顆粒和膠粘劑混合加熱成型得到，本實施例的膠粘劑是由聚乳酸與淀粉復配而 成，且柑橘皮渣顆粒、聚乳酸與淀粉的質量比為1.8 4.1 4.1。
本實施例的上述可降解包裝材料制品是通過以下步驟制備得到
(1)預處理揀選50kg柑橘，洗凈，去皮，然后將已經提取過有效成分后的柑橘皮渣置 于烘箱中進行烘干，烘干溫度為75°C，烘干時間為幾，烘干后得柑橘干皮渣(烘干后的含水 量 6%)；
(2)粉碎將上述得到的柑橘干皮渣置于粉碎機中進行粉碎，粉碎機的轉速控制在 25000r/min，粉碎后得到能過40目篩的柑橘皮渣顆粒；
(3)拌料取聚乳酸和淀粉，將上述得到的柑橘皮渣顆粒與聚乳酸、淀粉按 1.8 4.1 4.1的質量比混合，再置入攪拌機中攪拌均勻后得混合料；
(4)成型將上述的混合料注入大型營養缽成型模具中，在180°C的成型溫度、1MPa的 成型壓力下進行熱壓成型處理，熱壓成型時間為50 s ；熱壓成型完成后即得到可降解包裝 材料制成的大型營養缽。根據不同的要求對上述大型營養缽產品進行磨邊及修整，即可得到外形美觀、方 便實用的可降解材料大型營養缽制品。用上述各實施例方法加工后制作的本發明的可降解包裝材料用于農產品后，其可 在土壤中自然降解，對環境不僅沒有污染，而且還能改善土質。
權利要求
1.一種基于柑橘皮渣的可降解包裝材料，其特征在于所述可降解包裝材料主要是 由柑橘皮渣顆粒和膠粘劑混合加熱成型得到，所述柑橘皮渣顆粒和膠粘劑的質量比為1 (0. 15 5)。
2.根據權利要求1所述的基于柑橘皮渣的可降解包裝材料，其特征在于所述柑橘皮 渣顆粒的粒度控制在過20目以上的標準篩。
3.根據權利要求1或2所述的基于柑橘皮渣的可降解包裝材料，其特征在于所述膠 粘劑為聚乳酸。
4.根據權利要求1或2所述的基于柑橘皮渣的可降解包裝材料，其特征在于所述膠 粘劑為聚乳酸與淀粉的混合物，所述聚乳酸與淀粉的質量比為(1 5) 1。
5.一種如權利要求1 4中任一項所述的可降解包裝材料的制備方法，包括以下步驟(1)預處理取柑橘皮渣進行烘干得柑橘干皮渣；(2)粉碎將所述柑橘干皮渣進行粉碎，得柑橘皮渣顆粒；(3)拌料取膠粘劑，將所述柑橘皮渣顆粒與該膠粘劑按1 (0.15 5)的質量比混 合，并攪拌均勻得混合料；(4)成型將所述混合料注入成型模具中，在120°C 180°C的成型溫度、1MI^a 3 MPa 的成型壓力下進行熱壓成型處理，熱壓成型時間為50 s 70 s ；熱壓成型完成后即得到可 降解包裝材料。
6.根據權利要求5所述的可降解包裝材料的制備方法，其特征在于所述預處理時的 烘干溫度控制在60°C 80°C，烘干后所得柑橘干皮渣的含水量控制在15%以下。
7.根據權利要求5或6所述的可降解包裝材料的制備方法，其特征在于所述柑橘皮 渣顆粒的粒度控制在能過40目篩。
8.—種如權利要求1 4中任一項所述的可降解包裝材料的制備方法，包括以下步 驟(1)粉碎取柑橘皮渣直接進行粉碎，得柑橘皮渣顆粒；(2)拌料取膠粘劑，將所述柑橘皮渣顆粒與該膠粘劑按1 (0.15 5)的質量比混 合，并攪拌均勻得混合料；(3)成型將所述混合料注入成型模具中，在110°C 180°C的成型溫度、2MI^a 5 MPa 的成型壓力下進行熱壓成型處理，熱壓成型時間為90 s 300 s;熱壓成型完成后即得到 可降解包裝材料。
9.一種如權利要求1 4中任一項所述的可降解包裝材料在制造營養缽、拋秧盤、果 托或蛋托中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種基于柑橘皮渣的可降解包裝材料，其主要是由柑橘皮渣顆粒和膠粘劑混合加熱成型得到，柑橘皮渣顆粒和膠粘劑的質量比為1∶(0.15～5)。該可降解包裝材料的制備包括以下步驟先烘干得柑橘干皮渣，然后進行粉碎得柑橘皮渣顆粒，將柑橘皮渣顆粒與膠粘劑混合得混合料；將混合料注入成型模具中進行熱壓成型處理，完成后即得到可降解包裝材料。該可降解包裝材料可應用于營養缽、拋秧盤、果托或蛋托中的應用。本發明具有產品質量好、強度高、外形美觀、成本低、環保無污染等優點。
文檔編號B65D65/46GK102133967SQ20111002827
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者付復華, 何建新, 劉偉, 單楊, 張群, 張菊華, 李志堅, 李志江, 李高陽, 潘兆平, 肖軻, 蘇東林 申請人:湖南省農產品加工研究所