一種以大豆皮為基質(zhì)的包裝材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以改性大豆蛋白為粘合劑，大豆皮為基質(zhì)的可生物降解包裝材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料包裝發(fā)明以來雖然方便了人們的生活，但其生物難降解性和對環(huán)境的破壞性決定了其在未來應(yīng)用中的局限性。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和民眾對環(huán)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(yè)科技發(fā)展的主要趨勢，也是未來包裝業(yè)發(fā)展的主要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種以大豆皮為基質(zhì)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(yōu)良、降解速度快、無污染、生產(chǎn)工藝簡單、容易大批量生產(chǎn)等特點。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種以大豆皮為基質(zhì)的包裝材料，按照質(zhì)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(zhì)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(yīng)釜中，在溫度40?60°C的條件下反應(yīng)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(zhì)體和反應(yīng)活性結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)含量處于最適量狀態(tài)，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(jīng)研磨成粉體，與制備的改性大豆蛋白膠粘劑混合成顆粒，經(jīng)擠壓成型、合成片材、吸塑機成型，最終生產(chǎn)出完全降解的包裝材料。
[0009]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、本發(fā)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(yōu)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(huán)境的問題。
[0010]2、本發(fā)明制備工藝不在成品中添加任何塑料成分，安全、環(huán)保、無公害，生產(chǎn)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(huán)境的破壞，制成品可以完全生物降解。而且生產(chǎn)過程不會造成環(huán)境污染，產(chǎn)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(chǎn)生不利人身健康的物質(zhì)。
[0011]3、本發(fā)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(biāo) GB/T453-1989，GB/T455.1-1989，GB/T454-1989，GB/T457-1989 測定，抗?jié)q指數(shù)為15/N.m2.g \耐破指數(shù)為1/KPa.m2.g \撕裂指數(shù)為15/mN.m2.g \耐折次數(shù)為6次；材料使用后經(jīng)粉碎，在翻地時直接分撒到農(nóng)田中，當(dāng)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(zhì)的包裝材料的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)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(zhì)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(zhì)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(yīng):在反應(yīng)釜中按照質(zhì)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(yīng)溫度50°C，反應(yīng)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(biāo):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(yù)處理:將大豆皮清除雜質(zhì)，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(chǎn)品、塑料袋及日常餐具等各種形狀食品容器，產(chǎn)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(jù)最終產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)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(dāng)產(chǎn)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(jīng)食品安全性毒理學(xué)檢驗為無毒產(chǎn)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(chǎn)的豆皮基包裝材料成品采用紫外線消毒處理。當(dāng)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(wèi)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量比為100:65ο
【主權(quán)項】
1.一種以大豆皮為基質(zhì)的包裝材料，其特在于所述包裝材料按照質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的以大豆皮為基質(zhì)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(zhì)量比為100:55o3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以大豆皮為基質(zhì)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(zhì)量比為100:60ο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以大豆皮為基質(zhì)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(zhì)量比為100:65ο5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的以大豆皮為基質(zhì)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(jù)權(quán)利要求5所述的以大豆皮為基質(zhì)的包裝材料，其特在于所述濕大豆渣的含水率為90%。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以大豆皮為基質(zhì)的包裝材料，其特在于所述水為蒸餾水。8.一種權(quán)利要求1-7任一所述的以大豆皮為基質(zhì)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(yīng)釜中按照質(zhì)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(yīng)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(jīng)研磨成粉體，與制備的改性大豆蛋白膠粘劑混合成顆粒，經(jīng)擠壓成型、合成片材、吸塑機成型，最終生產(chǎn)出完全降解的包裝材料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的以大豆皮為基質(zhì)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(fā)明公開了一種以大豆皮為基質(zhì)的包裝材料及其制備方法，所述包裝材料按照質(zhì)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(yīng)釜中，在溫度40～60℃的條件下反應(yīng)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(jīng)研磨成粉體，與制備的改性大豆蛋白膠粘劑混合成顆粒，經(jīng)擠壓成型、合成片材、吸塑機成型，最終生產(chǎn)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(yōu)良、降解速度快、無污染、生產(chǎn)工藝簡單、容易大批量生產(chǎn)等特點。
【IPC分類】C08K5/21, C08L89/00
【公開號】CN105385171
【申請?zhí)枴緾N201510947465
【發(fā)明人】馬鶯, 李琳, 何勝華, 王榮春
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月17日