阅读说明：本技术 一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法 (Processing method of degradable food packaging material with stable service performance ) 是由 独少培 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法,包括如下步骤：S1、硅藻土粉碎处理；S2、硅藻土煅烧处理；S3、硅藻土高温反应处理；S4、硅藻土改性处理；S5、物质称取备用；S6、混合物料制备；S7、成品制备。本发明在现有技术上进行了改进处理,工艺变化后仍较简单,易于推广应用,制得的包装材料具有强度高、使用稳定性好、耐温阻燃性佳、可印染加工性好、使用寿命长等优点。(The invention discloses a processing method of a degradable food packaging material with stable service performance, which comprises the following steps: s1, crushing diatomite; s2, calcining diatomite; s3, carrying out high-temperature reaction treatment on diatomite; s4, modifying diatomite; s5, weighing the materials for later use; s6, preparing a mixed material; s7, preparing a finished product. The invention is improved in the prior art, is simple after the process is changed, is easy to popularize and apply, and the prepared packaging material has the advantages of high strength, good use stability, good temperature resistance and flame retardance, good printing and dyeing processability, long service life and the like.)

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法

技术领域

本发明属于食品包装材料加工制备技术领域，具体涉及一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法。

背景技术

食品包装材料的应用较广，在一些熟食品表面会附着食品级的包装材料，由化学合成的高分子材料组成的包装材料用于食品包装中具有一定的局限性，化学合成方法制备得到的包装材料由于其不是可食用级别的，因此会限制其的使用。壳聚糖是一种高分子的天然成分，由于壳聚糖突出的物理性能，壳聚糖用于食品包装中的研究较多。单独的壳聚糖用于食品包装中，也具有一定的缺点，其对应的断裂伸长率也不高。如果在壳聚糖的基础上，再结合其他一些食品级的高分子材料，应用于食品薄膜材料的制备中，则会有效的提高食品薄膜材料的力学性能，增加食品薄膜材料的利用空间。如申请号为：201410404618.4公开了一种食品包装材料，其中利用壳聚糖和淀粉等成分的组合，提高了材料整体的强度等品质，但在实际使用中发现其强度仍需进一步提升才能适应更多食品和领域的包装，且其耐温阻燃性不强，使用稳定性不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1~1.5h后取出备用；

S3、将步骤S2处理后的硅藻土放入到反应罐内，然后向反应罐内通入甲烷、氢气和氮气，加热保持反应罐内的温度为960~980℃，保温处理50~55min后取出备用；

S4、将步骤S3处理后的硅藻土浸入到改性液中，不断超声处理30~40min后滤出，再用去离子水冲洗一遍，最后干燥处理3~5h后备用；所述的改性液是由如下对应重量份的物质组成：6~8份乙烯基三甲氧基硅烷、2~4份十二烷基苯磺酸钠、1~2份乙二胺四乙酸二钠、3~5份脂肪醇聚氧乙烯醚、120~130份去离子水；

S5、按对应重量份称取下列物质：20~25份磷酸酯淀粉、8~10份环糊精、2~4份壳聚糖、3~6份大豆蛋白、1~2份环氧大豆油、1.5~2.5份柠檬酸、12~15份纤维素、4~8份丙三醇、2~4份明胶、3~5份步骤S4处理后的硅藻土、40~45份去离子水；

S6、先将步骤S5称取的去离子水加热至55~60℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S4处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S7、将步骤S6制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

进一步的，步骤S2中所述的煅烧处理时控制高温煅烧炉内的温度为650~700℃。

进一步的，步骤S3中所述的甲烷的通入流量为65~70ml/min、氢气的通入流量为95~100ml/min、氮气的通入流量为600~700ml/min。

进一步的，步骤S4中所述的超声处理时控制超声波的频率为600~650kHz；所述的干燥处理时控制干燥的温度为80~85℃。

进一步的，步骤S5中所述的环糊精为β-环糊精。

进一步的，步骤S6中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为800~900转/分钟。

进一步的，步骤S7中所述的双螺杆挤出机挤出时控制一区的温度为150~155℃、二区的温度为160~165℃、三区的温度为180~185℃；所述的吹膜成型处理时控制吹胀比为1:3~4。

本发明对食品包装材料的加工方法进行了合理的优化改进，其中仍以磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖等作为基体成分，为了进一步提升整体的使用特性，又添加了一种特制的硅藻土填料，硅藻土是本领域中常见的一种填料成分，但在填充使用时存在着易团聚的问题，同时其与淀粉等成分的结合强度不高，导致填充的效果不理想，在此特制硅藻土填料的制备中，先对硅藻土进行了煅烧处理，利用高温提升了硅藻土的比表面积和吸附能力，优化了其组织结构，然后再将其放入到反应罐内与甲烷等进行反应处理，在高温环境中，硅藻土中含有的氧化铁在氢气气氛下被还原成原子态铁，铁原子进一步催化甲烷碳源裂解，进而会在硅藻土的表面和层间生长出一定量的石墨烯层，此石墨烯层因是直接反应生长出，与硅藻土的组织结合紧密稳定，改善了其组织结构，随后再用改性液进行浸泡处理，在硅藻土及石墨烯层上固定了硅氧基团等活性基团，提高了硅藻土的表面活性及与淀粉等基体材料间的相容性和结合强力，且因石墨烯层的形成，整体的耐温性、吸附性、对油墨等的结合能力均得到了提高，对应改善了材料的使用品质，最后经过共混挤出吹膜得到成品，明显的提升了其强度特性及使用稳定性等。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明在现有技术上进行了改进处理，工艺变化后仍较简单，易于推广应用，制得的包装材料具有强度高、使用稳定性好、耐温阻燃性佳、可印染加工性好、使用寿命长等优点，适用于更多食品品类和情况的使用。

具体实施方式

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1~1.5h后取出备用；

S3、将步骤S2处理后的硅藻土放入到反应罐内，然后向反应罐内通入甲烷、氢气和氮气，加热保持反应罐内的温度为960~980℃，保温处理50~55min后取出备用；

S4、将步骤S3处理后的硅藻土浸入到改性液中，不断超声处理30~40min后滤出，再用去离子水冲洗一遍，最后干燥处理3~5h后备用；所述的改性液是由如下对应重量份的物质组成：6~8份乙烯基三甲氧基硅烷、2~4份十二烷基苯磺酸钠、1~2份乙二胺四乙酸二钠、3~5份脂肪醇聚氧乙烯醚、120~130份去离子水；

S5、按对应重量份称取下列物质：20~25份磷酸酯淀粉、8~10份环糊精、2~4份壳聚糖、3~6份大豆蛋白、1~2份环氧大豆油、1.5~2.5份柠檬酸、12~15份纤维素、4~8份丙三醇、2~4份明胶、3~5份步骤S4处理后的硅藻土、40~45份去离子水；

S6、先将步骤S5称取的去离子水加热至55~60℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S4处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S7、将步骤S6制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

进一步的，步骤S2中所述的煅烧处理时控制高温煅烧炉内的温度为650~700℃。

进一步的，步骤S3中所述的甲烷的通入流量为65~70ml/min、氢气的通入流量为95~100ml/min、氮气的通入流量为600~700ml/min。

进一步的，步骤S4中所述的超声处理时控制超声波的频率为600~650kHz；所述的干燥处理时控制干燥的温度为80~85℃。

进一步的，步骤S5中所述的环糊精为β-环糊精。

进一步的，步骤S6中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为800~900转/分钟。

进一步的，步骤S7中所述的双螺杆挤出机挤出时控制一区的温度为150~155℃、二区的温度为160~165℃、三区的温度为180~185℃；所述的吹膜成型处理时控制吹胀比为1:3~4。

为了对本发明做更进一步的解释，下面结合下述实施例进行。

实施例1

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1h后取出备用；

S3、将步骤S2处理后的硅藻土放入到反应罐内，然后向反应罐内通入甲烷、氢气和氮气，加热保持反应罐内的温度为960℃，保温处理50min后取出备用；

S4、将步骤S3处理后的硅藻土浸入到改性液中，不断超声处理30min后滤出，再用去离子水冲洗一遍，最后干燥处理3h后备用；所述的改性液是由如下对应重量份的物质组成：6份乙烯基三甲氧基硅烷、2份十二烷基苯磺酸钠、1份乙二胺四乙酸二钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚、120份去离子水；

S5、按对应重量份称取下列物质：20份磷酸酯淀粉、8份环糊精、2份壳聚糖、3份大豆蛋白、1份环氧大豆油、1.5份柠檬酸、12份纤维素、4份丙三醇、2份明胶、3份步骤S4处理后的硅藻土、40份去离子水；

S6、先将步骤S5称取的去离子水加热至55℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S4处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S7、将步骤S6制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

进一步的，步骤S2中所述的煅烧处理时控制高温煅烧炉内的温度为650℃。

进一步的，步骤S3中所述的甲烷的通入流量为65ml/min、氢气的通入流量为95ml/min、氮气的通入流量为600ml/min。

进一步的，步骤S4中所述的超声处理时控制超声波的频率为600kHz；所述的干燥处理时控制干燥的温度为80℃。

进一步的，步骤S5中所述的环糊精为β-环糊精。

进一步的，步骤S6中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为800转/分钟。

进一步的，步骤S7中所述的双螺杆挤出机挤出时控制一区的温度为150℃、二区的温度为160℃、三区的温度为180℃；所述的吹膜成型处理时控制吹胀比为1:3。

实施例2

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1.3h后取出备用；

S3、将步骤S2处理后的硅藻土放入到反应罐内，然后向反应罐内通入甲烷、氢气和氮气，加热保持反应罐内的温度为970℃，保温处理52min后取出备用；

S4、将步骤S3处理后的硅藻土浸入到改性液中，不断超声处理35min后滤出，再用去离子水冲洗一遍，最后干燥处理4h后备用；所述的改性液是由如下对应重量份的物质组成：7份乙烯基三甲氧基硅烷、3份十二烷基苯磺酸钠、1.5份乙二胺四乙酸二钠、4份脂肪醇聚氧乙烯醚、125份去离子水；

S5、按对应重量份称取下列物质：23份磷酸酯淀粉、9份环糊精、3份壳聚糖、5份大豆蛋白、1.5份环氧大豆油、2份柠檬酸、14份纤维素、6份丙三醇、3份明胶、4份步骤S4处理后的硅藻土、43份去离子水；

S6、先将步骤S5称取的去离子水加热至58℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S4处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S7、将步骤S6制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

进一步的，步骤S2中所述的煅烧处理时控制高温煅烧炉内的温度为670℃。

进一步的，步骤S3中所述的甲烷的通入流量为68ml/min、氢气的通入流量为97ml/min、氮气的通入流量为650ml/min。

进一步的，步骤S4中所述的超声处理时控制超声波的频率为630kHz；所述的干燥处理时控制干燥的温度为82℃。

进一步的，步骤S5中所述的环糊精为β-环糊精。

进一步的，步骤S6中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为860转/分钟。

进一步的，步骤S7中所述的双螺杆挤出机挤出时控制一区的温度为153℃、二区的温度为162℃、三区的温度为184℃；所述的吹膜成型处理时控制吹胀比为1:3.5。

实施例3

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1.5h后取出备用；

S3、将步骤S2处理后的硅藻土放入到反应罐内，然后向反应罐内通入甲烷、氢气和氮气，加热保持反应罐内的温度为980℃，保温处理55min后取出备用；

S4、将步骤S3处理后的硅藻土浸入到改性液中，不断超声处理40min后滤出，再用去离子水冲洗一遍，最后干燥处理5h后备用；所述的改性液是由如下对应重量份的物质组成：8份乙烯基三甲氧基硅烷、4份十二烷基苯磺酸钠、2份乙二胺四乙酸二钠、5份脂肪醇聚氧乙烯醚、130份去离子水；

S5、按对应重量份称取下列物质：25份磷酸酯淀粉、10份环糊精、4份壳聚糖、6份大豆蛋白、2份环氧大豆油、2.5份柠檬酸、15份纤维素、8份丙三醇、4份明胶、5份步骤S4处理后的硅藻土、45份去离子水；

S6、先将步骤S5称取的去离子水加热至60℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S4处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S7、将步骤S6制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

进一步的，步骤S2中所述的煅烧处理时控制高温煅烧炉内的温度为700℃。

进一步的，步骤S3中所述的甲烷的通入流量为70ml/min、氢气的通入流量为100ml/min、氮气的通入流量为700ml/min。

进一步的，步骤S4中所述的超声处理时控制超声波的频率为650kHz；所述的干燥处理时控制干燥的温度为85℃。

进一步的，步骤S5中所述的环糊精为β-环糊精。

进一步的，步骤S6中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为900转/分钟。

进一步的，步骤S7中所述的双螺杆挤出机挤出时控制一区的温度为155℃、二区的温度为165℃、三区的温度为185℃；所述的吹膜成型处理时控制吹胀比为1:4。

实施例4

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1.3h后取出备用；

S3、将步骤S2处理后的硅藻土放入到反应罐内，然后向反应罐内通入甲烷、氢气和氮气，加热保持反应罐内的温度为970℃，保温处理52min后取出备用；

S4、按对应重量份称取下列物质：23份磷酸酯淀粉、9份环糊精、3份壳聚糖、5份大豆蛋白、1.5份环氧大豆油、2份柠檬酸、14份纤维素、6份丙三醇、3份明胶、4份步骤S3处理后的硅藻土、43份去离子水；

S5、先将步骤S4称取的去离子水加热至58℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S3处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S6、将步骤S5制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

本实施例4与实施例2相比，区别在于省去了原步骤S4的处理步骤，除此外的方法步骤均相同。

实施例5

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1.3h后取出备用；

S3、将步骤S2处理后的硅藻土浸入到改性液中，不断超声处理35min后滤出，再用去离子水冲洗一遍，最后干燥处理4h后备用；所述的改性液是由如下对应重量份的物质组成：7份乙烯基三甲氧基硅烷、3份十二烷基苯磺酸钠、1.5份乙二胺四乙酸二钠、4份脂肪醇聚氧乙烯醚、125份去离子水；

S4、按对应重量份称取下列物质：23份磷酸酯淀粉、9份环糊精、3份壳聚糖、5份大豆蛋白、1.5份环氧大豆油、2份柠檬酸、14份纤维素、6份丙三醇、3份明胶、4份步骤S3处理后的硅藻土、43份去离子水；

S5、先将步骤S4称取的去离子水加热至58℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S3处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S6、将步骤S5制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

本实施例5与实施例2相比，区别在于省去了原步骤S3的处理步骤，除此外的方法步骤均相同。

实施例6

一种使用性能稳定的可降解食品包装材料的加工方法，包括如下步骤：

S1、将硅藻土投入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过300目筛后备用；

S2、将步骤S1处理后的硅藻土放入到高温煅烧炉内进行煅烧处理，1.3h后取出备用；

S3、按对应重量份称取下列物质：23份磷酸酯淀粉、9份环糊精、3份壳聚糖、5份大豆蛋白、1.5份环氧大豆油、2份柠檬酸、14份纤维素、6份丙三醇、3份明胶、4份步骤S2处理后的硅藻土、43份去离子水；

S4、先将步骤S3称取的去离子水加热至58℃，然后再向水中加入步骤S5称取的磷酸酯淀粉、环糊精、壳聚糖、大豆蛋白、环氧大豆油、柠檬酸、纤维素、丙三醇、明胶、步骤S2处理后的硅藻土，不断搅拌均匀后得到混合物料备用；

S5、将步骤S4制得的混合物料投入到双螺杆挤出机内进行挤压造粒，完成后再对所得的粒料进行吹膜成型，最后成型后冷却即得成品。

本实施例6与实施例2相比，区别在于省去了原步骤S3和S4的处理步骤，除此外的方法步骤均相同。

实施例7

申请号为：201410404618.4公开的一种食品包装材料，具体选用其实施例1的技术方案。

为了对比本发明效果，对上述实施例2、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7对应制得的包装材料进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：

表1

注：上表1中所述的测试项目均参照本行业标准进行测试。

由上表1可以看出，本发明方法制得的食品包装材料的综合性能得到了显著的增强，提高了使用的品质和市场竞争力。