专利名称：制作植物纤维餐具和包装隔垫制品挤压膨化成型工艺方法
技术领域：
本发明涉及利用农作物植物纤维为原料，采用挤压膨化成型工艺制作餐具、隔垫制品方法领域。
目前，我国快餐市场餐具主要是纸类和塑类制品。纸类餐具的开发是针对长期大量使用塑类餐具废弃后不易降解，对环境造成污染而提出来的。而塑制工业包装隔垫制品又是一个不容忽视的“白色污染”源。
近几年，以植物纤维为原料制作的餐具相继问世，它兼备了纸、塑两类制品的优点。植物纤维制品相对纸类制品，不消耗木材，也没有造纸制浆过程的黑色污染，却比纸制品有更快的降解速度；植物纤维制品相对塑类制品，有更彻底的降解性能；植物纤维制品主要原料是农作物，它成为工业原料，有利于农业资源的综合利用，提高农产品的附加值。所以，开发使用植物纤维制品有利于保护环境和资源再生利用。
当前植物纤维餐具的生产技术主要是液压机单机操作，手工加料，模压成型。在进料、脱模和模压时产生的毛边等环节，都需要人工逐件处理清除。后来尽管改液压为气动，改手工加料为称重等机械上料装置，其能耗浪费和劳动强度仍然很大，直接结果是效率低，成本高。
另外，配料环节主要是在植物纤维中拌胶、添加功能性防水防油助剂，成型过程是物理过程。这样的餐具制品耗胶量大，质地细密，结构坚硬，手感欠柔和，保温性能差，颜色不易被消费者接受。
本发明的目的是利用农作物植物纤维为原料，采用挤压膨化成型工艺制作可降解餐具和包装隔垫制品。实现了即能生产出可降解的餐具和包装隔垫制品，又能改进目前生产植物纤维制品的模压成型工艺，实现了连续作业，自动化生产，降低了能耗，提高了效率。
本发明的制作植物纤维餐具和包装隔垫制品挤压膨化成型工艺流程如图2本发明工艺具体实施如下首先将农作物，如玉米秸杆、高梁秸杆等粉碎磨制成50～100目的纤维粉末，然后将该粉末与植物淀粉和水按1∶(0.25～0.55)∶(0.25～0.40)重量比配比成物料，搅拌均匀后进入挤压机挤压膨化成型。
挤压膨化成型装置见
图1。
挤压膨化成型装置是由传动装置1、机筒2、进料装置3、螺杆4、加热装置5、控制装置6、模孔7和成型装置8所组成。
搅拌均匀的物料由进料装置3进入螺杆式挤压机的机筒2即进料段11，传动装置1使挤压机螺杆旋转，物料随螺杆旋转向前推进并逐渐压缩，由11段进入12段即挤压段。在11段螺旋的螺牙较深，使原料进入挤压机内充满机筒。进入12段，螺槽逐渐变浅，螺距变短，并受到机头处的阻力作用，物料被逐渐压实。经过螺杆、机筒对物料的混合剪切力产生的内磨擦热和来自机筒外部加热装置5的作用，物料迅速升温、升压，在12末端变成完全溶融不定型的塑性流体后进入机筒的均化定量段13；在13段，由于螺槽进一步缩小，剪切力急剧增大，流体被继续升温升压，理化性质发生改变，在控制装置6的控制下，最后螺杆将塑性流体定温(140～190)℃、定压(0.5～0.8MPa)、定量地从模孔7挤出射入到常温常压的成型装置8中，形成一定几何尺寸和形状的膨化毛坯制品，再经表面处理后，即成为成品。
为了满足市场要求，增加美感，该植物纤维餐具及包装隔垫在原料配制时可根据不同需要加入食用或工业着色剂，如色母粒，以改变植物纤维本颜色。另外，还可根据产品设计需要，添加物料重量的0.5～0.8％发泡剂如改性偶氮二甲酰胺和氟利昂之中的一种。
本发明有以下优点和效果1、可利用农作物秸杆制作可降解餐具及隔垫产品，有利于农业资源综合利用，提高农产品附加值，同时也解决了塑料制品的“白色污染”和纸制品的黑色污染问题。
2、本发明的挤压膨化成型工艺解决目前植物纤维餐具生产中单机液压操作，模压成型工艺存在的自动化程度不高，生产效率低和能源消耗高等缺点，本发明可以实现自动连续作业生产，其生产能力可达100～130kg/h，装机容量需80～100KW，型机长度在20～25m。
3、物料经过挤压膨化处理后，物料中的蛋白质变性，微生物被杀灭。由于物料体积增大(1.5～2.5倍)，内部产生了多微孔海绵体组织，质地松抛，保温隔热性好，表面光滑平整，而且同一种产品单位体积重量减轻了三分之一左右。
4、经表面处理后的成品，符合食品卫生标准和技术条件，结果见表1。
该产品无毒、无味、耐水性、耐油性、耐高低温、耐化学药品性符合国家有关标准要求。同时该产品无污染、可降解，回收可作饲料或肥料。
挤压膨化技术生产植物纤维餐具和包装隔垫开拓了一个更加方便简单、机械化、自动化程度高的新型无污染餐具和包装产品的生产途径，它具有高效率、低成本易形成经济批量的特点，具有十分广阔的发展前景。
权利要求
1.一种制作植物纤维餐具和包装隔垫制品挤压膨化成型工艺方法，其特征在于首先将农作物秸杆粉碎磨制成50～100目的纤维粉末，然后将该粉末与植物淀粉和水按1∶(0.25～0.55)∶(0.25～0.40)重量比配比成物料，搅拌均匀后进入挤压机经挤压膨化成型；物料由进料装置(3)进入螺杆式挤压机的机筒(2)的进料段11，传动装置(1)使挤压机螺杆旋转，物料随螺杆旋转逐渐由11段输送到筒体挤压段12；此段的螺槽比11段螺槽浅，螺距也变短，物料经过螺杆、机筒混合产生的内磨擦热和筒外部加热装置(5)的加热，物料迅速升温升压，在12末端变成完全熔融不定型的塑性流体后进入机筒的均化定量段13；在13段，由于螺槽进一步缩小，剪切力急剧增大，流体被继续升温升压，在控制装置(6)的控制下，流体定温、定压、定量地从模孔(7)挤出射入到常温常压的成型装置(8)中，形成一定几何尺寸和形状的膨化毛坯制品，再经表面处理后，即成为成品。
2.权利要求1所述的一种制作植物纤维餐具和包装隔垫制品挤压膨化成型工艺方法，其特征在于物料在13段的加热温度控制在140～190℃，压力控制在0.5～0.8MPa。
3.权利要求1所述的一种制作植物纤维餐具和包装隔垫制品挤压膨化成型工艺方法，其特征在于该产品在配料中加入物料重量0.5～0.8％的改性偶氮二甲酰胺发泡剂。
4.权利要求1所述的一种制作植物纤维餐具和包装隔垫制品挤压膨化成型工艺方法，其特征在于该产品在配料中加入物料重量0.5～0.8％的氟利昂发泡剂。
5.权利要求1所述的一种制作植物纤维餐具和包装隔垫制品挤压膨化成型工艺方法，其特征在于该产品表面处理是采用聚氨酯防护剂。
全文摘要
一种利用挤压膨化成型工艺方法生产可降解植物纤维餐具及包装隔垫制品是把破碎磨至50～100目的植物纤维粉末同植物淀粉和水按一定比例混均后,经挤压机加温至140～190℃,加压至0.5～0.8MPa后,挤出射入到成型模具内形成一定几何尺寸或形状的制品。该产品利用农作物为原料,可降解,无污染,质量优良。该挤压膨化成型工艺可实现连续作业,自动化生产,具有效率高,成本低的优点,其经济效益和发展前景十分可观。
文档编号D21J3/00GK1243899SQ9811420
公开日2000年2月9日 申请日期1998年8月3日 优先权日1998年8月3日
发明者李景河 申请人:李景河