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Title:
INDUSTRIAL METHOD FOR PREPARING ALL-BIODEGRADABLE FOOD PACKAGING MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/143793
Kind Code:
A1
Abstract:
Industrial method for preparing all-biodegradable food packaging material herein relates to a method using proline and ethylene-vinyl alcohol polymer as plasticizer and compatibilizer respectively, with the processing steps as follows: first, corn starch, potato starch, wheat starch and cassava starch are ultra-micromized through physical granulation so as to improve the fluidness and fillibility, and then a certain amount of proline, ethylene-vinyl alcohol polymer and amines commonly used in traditional methods, as crosslinker, are added into for starch modification. The modified starch is extruded through double-screw mechanical alloying extrusion and rolling to produce panels. Processes of vacuum moulding and/or compression molding, among others, are then employed to make starch-based packaging materials. The food packaging material made by this method can be biodegraded completely and meets the Chinese national food hygienic standard while maintaining good mechanical property. By virtue of its eco-friendliness, energy efficiency, low cost and simplicity, the whole process can be undertaken in an industrialized manner.

Inventors:
SU ZHONGHAO (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/000726
Publication Date:
November 24, 2011
Filing Date:
May 21, 2010
Export Citation:
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Assignee:
SU ZHONGHAO (CN)
International Classes:
C08B30/12; C08B30/02; C08J5/00; C08L3/02; C08L3/12
Foreign References:
CN1683446A2005-10-19
CN1066077A1992-11-11
KR20100036872A2010-04-08
KR20090008110A2009-01-21
Attorney, Agent or Firm:
CHINA ELITES INTELLECTUAL PROPERTY LAW FIRM (CN)
北京神州华茂知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 全降解食品包装材料的工业化生产方法, 其特征是, 按照以 下步骤操作:

一、 选择原料: 所用的原料包括玉米淀粉、 马铃薯淀粉、 小麦 淀粉、 木薯淀粉, 上述淀粉的任意一种或者二种以及二种以上的混 合物;

二、 原料物理破碎: 将上述原料淀粉破碎至 0. 8-1. 2微米大小 的颗粒;

三、 将淀粉进行改性: 先将上述原料中放入高混罐中, 再向上 述原料在添加原料质量的 3. 5%-4. 2%的脯氨酸、 2. 5%-3. 5 %的乙烯- 乙烯基醇聚合体、 2. 5%-3. 5 %胺类作交联剂; 然后在温度 120°C-140 、 压力 13MPa- 17MPa下混炼 25 min -35min;

四、将高混后的混合物经双螺杆机械合金化挤出、压延成 1. 0 ~ 2. 0隱厚的淀粉基包装材料。

2、如权利要求 1所述的全降解食品包装材料的工业化生产方法, 其特征是, 上述所用的胺类交联剂为丙烯酰胺。

Description:
说 明 书 全降解食品包装材料的工业化生产方法 技术领域

本发明涉及的是一种以脯氨酸和乙烯 -乙烯基醇聚合体分别为增 塑剂和增溶剂合成全降解食品包装材料的工业 化生产方法。 背景技术

可食性降解食品包装材料是新世纪材料研究的 前沿课题。可食性 包装功能多样, 无害环境, 取材方便, 可供食用, 因此近年来发达国 家食品业竟相研制开发, 新产品新技术不断出现。

美国有不少研制小组进行各方面的研究,如明 尼苏达大学对不同 成分可食性保鲜薄膜研究, 克莱门斯大学对蛋白质可食性薄膜的研 究, 威斯康星大学对多糖脂肪可食性薄膜的研究等 。 日本和德国也进 行了广泛的研究。 值得一提的是美国和日本已经积累了大量专利 技 术。

目前, 我国也正推行 "可降解" 的食品包装材料, 逐步禁止非降 解材料的使用, 下一步的发展方向也是 "可食性包装" 材料。 关于可 食性包装的研究, 相对于国外起步较晚, 研究较少。 多功能可食性容 器目前有两种研究趋势。一是淀粉 +蛋白质材料, 二是纤维素 +蛋白质 材料。 对于可食性薄膜, 主要研究水果保鲜的涂膜。 关于可食性降解 材料, 我国的研究也取得了一些进展, 获得了一些专利。 对于淀粉基 材料, 长春应用化学研究所的淀粉改性; 高群玉等人用异淀粉酶可使 淀粉中的支链淀粉脱支而形成链淀粉,从而提 高淀粉膜的成膜性能及 强度; 西北农业大学的刘邻渭通过用环氧氯丙垸和二 元羰酸为交联 剂, 对玉米淀粉膜进行适当的交联改性, 使淀粉膜抗拉性能提高, 透 湿和透气性降低, 水溶性部分下降, 口感良好, 取得了更良好的更理 想的效果; 杨宜功、 陈小玲用酶法一酯化复合变性, 在实验室条件下 制成可食性淀粉膜。我国研制出玉米淀粉海藻 酸钠或壳聚糖复合包装 膜, 具有较强的抗张强度和延伸率, 以及很好的耐水性; 对于蛋白质 基材料, 也获得一些进展, 但由于对蛋白质三、' 四级结构缺乏认识,. 基础研究有待加强。 其他碳水化合物也进行了研究, 如乐培思等人已 进行了甲壳素膜对果蔬菜保鲜效果研究。

目前工业化生产上常用的增塑剂为苯二甲酸酯 类(邻苯二甲酸丁 酯、 邻苯二甲酸辛酯等)、 磷酸酯类 (磷酸三辛酯等)、 亚磷酸酯类、 脂肪酸酯类、 石蜡或硬脂酸酯的氯化物等; 常用的增溶剂为丙烯酸树 脂、 聚酯等。 这些添加剂或多或少有不可降解、 不可食用、 与原聚合 物相容性差、 影响其它性能等缺点。

寻求合适的添加剂对淀粉进行改性, 是一种非常便捷、 直接的方 法来合成全降解食品包装材料。 发明内容

本发明的目的在于提供一种全降解食品包装材 料的工业化生产 方法。 本发明解决了现有同类方法生产包装材料不可 降解, 添加剂不 可食用、 与原聚合物相容性差、 影响材料其它性能等的问题。

本发明的全降解食品包装材料的工业化生产方 法,按照以下步骤 搡作:

一、 选择原料: 所用的原料包括玉米淀粉、 马铃薯淀粉、 小麦淀 粉、木薯淀粉,上述淀粉的任意一种或者二种 以及二种以上的混合物; 二、 原料物理破碎: 将上述原料淀粉破碎至 0. 8-1. 2微米大小的 颗粒;

三、 将淀粉进行改性: 先将上述原料中放入高混罐中, 再向上述 原料在添加原料质量的 3. 5%-4. 2%的脯氨酸、 2. 5%-3. 5 %的乙烯-乙 烯基醇聚合体、 2. 5%- 3. 5 %胺类作交联剂;然后在温度 12(TC-140O、 压力 13MPa-17MPa下混炼 25 min -35min;

四、 将高混后的混合物经双螺杆机械合金化挤出、 压延成 1. 0 ~ 2. 0隱厚的淀粉基包装材料。

本发明的全降解食品包装材料的工业化生产方 法,所用的胺类交 联剂为丙烯酰胺。

本发明的全降解食品包装材料的工业化生产方 法,生产的淀粉基 塑料板材的力学性能按照 GB 453-79进行抗张强度和伸长率的测试, 抗张强度为 90MPa, 伸长率为 80%。

本发明的全降解食品包装材料的工业化生产方 法,用该方法制备 的食品包装材料, 完全可以降解且符合国家食品的卫生标准, 且具有 良好的力学性能。 整个工艺绿色环保, 低能耗, 低成本, 简单经济的 工艺流程可实行工业化生产。

本发明的全降解食品包装材料的工业化生产方 法,用该方法制备 的食品包装材料按照 GB 18006.1-1999 一次性可降解餐饮具通用技 术条件进行检测, 结果符合标准。 具体实施方式

下面用最佳的实施例对本发明作更详细的描述 :

实施例一

1、 将玉米、 马铃薯、 小麦、 木薯淀粉通过微粉碎机物理粉碎, 使淀粉超微化(淀粉的颗粒度 5 μ左右。), 其目的是提高物料的分散 性、 吸附性、 溶解性、 化学活性等, 从而改善粉体的物理、 化学性能。

2、在超微化淀 中加入添加质量比为 4 %的脯氨酸和质量比为 3 %的乙烯-乙烯基醇聚合体分别为增塑剂和增容 以及传统常用的添 加剂进行机械混合(乙二醇、 丙三醇等)。 脯氨酸的加入, 使分子间 相互作用变化, 表现为玻璃转化温度降低, 从而改善可加工性、 柔性 等; 乙烯 -乙烯基醇聚合体的加入具有促进混合料熔融 作用, 能降 低混合物料的熔融温度、增进混合料热强度、 提高混合料的分散性和 均匀性、 减少熔体破裂和结垢的程度、 提高表面光泽, 并赋予混合料 更大的延展性。

. 3、将混合后的料放置于高混罐中,在温度 130°C ,压力为 15MPa 下混炼 30min, 经双螺杆机械合金化挤出、 压延成 1.0 ~ 2.0mm厚的 淀粉基塑料板材。

在加工过程中, 乙烯 -乙烯基醇聚合体受热而先软化, 由于其和 μ混合料相容性好, 将周围的混合料连接在一起, 并把从外面来的剪 切力传给混合料,起到了剪切力转移的作用 ,从而促进了聚合物熔融。

4、 将板材进行吸塑、 模压等工艺制备淀粉基包装材料。

实施例二 全降解食品包装材料的工业化生产方法, 按照以下步骤操作: 一、 选择原料: 所用的原料玉米淀粉、 马铃薯淀粉、 小麦淀粉、 木薯淀粉, 上述淀粉的任意一种或者二种以及二种以上的 混合物; 二、 原料物理破碎: 将上述原料淀粉破碎至 1微米大小的颗粒; 三、 将淀粉进行改性: 先将上述原料中放入高混罐中, 再向上述 原料在添加原料质量的 4%的脯氨酸、 3 %的乙烯 -乙烯基醇聚合体、 3 %丙烯酰胺作交联剂; 然后在温度 130°C、压力 15MPa下混炼 30min; 四、 将高混后的混合物经双螺杆机械合金化挤出、 压延成 1. 0 ~ 2. 0瞧厚的淀粉基包装材料板材。 再经吸塑、 模压等工艺制备淀粉基 包装材料。