一种以大豆皮为基质的包装材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以改性大豆蛋白为粘合剂，大豆皮为基质的可生物降解包装材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]塑料包装发明以来虽然方便了人们的生活，但其生物难降解性和对环境的破坏性决定了其在未来应用中的局限性。随着社会经济的发展和民众对环保意识的增强，人们对替代塑料包装材料的绿色材料研制引起广泛重视，可完全生物降解性包装材料已成为世界包装工业科技发展的主要趋势，也是未来包装业发展的主要方向。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种以大豆皮为基质的可完全生物降解包装材料及其制备方法，该方法制备的包装材料具有阻隔性能好、机械性能优良、降解速度快、无污染、生产工艺简单、容易大批量生产等特点。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种以大豆皮为基质的包装材料，按照质量比由大豆皮100、改性大豆蛋白胶粘剂50?70制备而成，所述改性大豆蛋白胶粘剂由以下重量百分比的组分制成:湿大豆渣(含水90%) 50?70%、大豆分离蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量。
[0005]—种上述以大豆皮为基质的包装材料的制备方法，包括如下步骤:
一、大?蛋白胶粘剂的制备
(1)制备改性大豆蛋白胶粘剂的原料包括以下重量百分比的各组分:湿大豆渣(含水90%) 50?70%，大豆分离蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量，所用水为蒸馏水。
[0006](2)将各种原料加入反应釜中，在温度40?60°C的条件下反应4?6 h，得到改性大?蛋白粘合剂。
[0007]改性大豆蛋白胶粘剂中，尿素可以使蛋白分子展开，使整个蛋白质体和反应活性结构部分能够与纤维材料相互作用增强，从而提高其胶粘强度。对于大豆分离蛋白，尿素浓度为20%时，它们的结构含量处于最适量状态，胶粘强度值达到最大。
[0008]二、包装用生物降解材料的制备
以大豆加工的废弃物豆皮为原料，经研磨成粉体，与制备的改性大豆蛋白胶粘剂混合成颗粒，经挤压成型、合成片材、吸塑机成型，最终生产出完全降解的包装材料。
[0009]本发明具有如下优点:
1、本发明利用豆渣和豆皮为原料制备可完全生物降解性包装材料。将豆渣和豆皮加工成包装材料是大豆综合利用的一条途径，不仅可以提高大豆的综合利用率，同时还可以制备出性能优良的可完全生物降解性包装材料，而且可以解决塑料包装材料的不可降解性而污染环境的问题。
[0010]2、本发明制备工艺不在成品中添加任何塑料成分，安全、环保、无公害，生产的主要原料取自大豆加工的废弃资源，可以大大减轻对不可再生资源的需求，减少对环境的破坏，制成品可以完全生物降解。而且生产过程不会造成环境污染，产品使用后丢弃也不会造成二次污染问题，可以分解后与肥料混合使用，不会分解产生不利人身健康的物质。
[0011]3、本发明制备的材料厚度为1mm时，氧气透过率为350cm3/m2.0.1MPa ;材料机械性能按国标 GB/T453-1989，GB/T455.1-1989，GB/T454-1989，GB/T457-1989 测定，抗涨指数为15/N.m2.g \耐破指数为1/KPa.m2.g \撕裂指数为15/mN.m2.g \耐折次数为6次；材料使用后经粉碎，在翻地时直接分撒到农田中，当年即可分解作为有机肥料。
【附图说明】
[0012]图1为以大豆皮为基质的包装材料的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
[0014]【具体实施方式】一:如图1所示，本实施方式提供了一种以大豆皮为基质的包装材料的制备方法，具体实施步骤如下:
(1)湿豆渣计量:选用新鲜无变质的湿豆渣，测定蛋白含量，并称重。
[0015](2)湿豆渣粉碎:将计量后的豆渣用胶体磨粉碎，成品粒度达到250 μ m以下。
[0016](3)大豆蛋白变性反应:在反应釜中按照质量百分比加入湿大豆渣(含水90%)50?70%、大豆分离蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量，所用水为蒸馈水，控制反应温度50°C，反应时间5 h，得到改性大豆蛋白胶粘剂。
[0017](4)改性大豆蛋白胶粘剂指标:制备的大豆蛋白胶粘剂按GB / T 14074-2006测得其固形物含量要大于15%，黏度为50 (Pa.s)。
[0018](5)豆皮预处理:将大豆皮清除杂质，称重。
[0019](6)豆皮粉碎:采用高速研磨机将豆皮粉碎。
[0020](7)豆皮粉筛分:粉碎后的豆皮粉过100目筛子，得豆皮粉。
[0021](8)搅拌成型:将改性大豆蛋白胶粘剂和豆皮粉送入混合机混合成型，形成湿坯料。
[0022](9)定型:湿坯料放入热压定型机，进行热压定型。
[0023](10)片材机:将热压定型的制品压成薄片形状。
[0024](11)吸塑机:将片状制成所需的包装产品、塑料袋及日常餐具等各种形状食品容器，产品防霉、有足够防渗漏能力、易降解、无污染，完全可取代塑料包装容器，还可回收作为饲料或有机肥料。
[0025]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是，根据最终产品应用领域，还可以添加防水防油剂等。作为一种改进，【具体实施方式】一的制备工艺对特殊用途还可以进行如下处理。
[0026]A、喷涂:
当产品用于包装含水量高的商品时，将防水剂喷涂到制品表面。通过在制品表面喷涂防水剂，可以在大大减少防水剂用量的情况下保持相同甚至更好的防水性能，从而降低高成本原料的用量，减低成本。防水剂为阳离子型防水剂，该型防水剂经食品安全性毒理学检验为无毒产品，适用于餐饮具的施胶。施胶后的制品可达到餐饮具的防水要求，并可大幅度提尚制品的机械性能。
[0027]B、消毒
生产的豆皮基包装材料成品采用紫外线消毒处理。当成品需要作为餐饮具使用时，需要进行消毒，达到餐饮具的卫生要求。
[0028]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一、二不同的是，制备改性大豆蛋白胶粘剂的原料包括以下重量百分比的各组分:湿大豆渣(含水90%) 55%，大豆分离蛋白6%、尿素12%、水余量。
[0029]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一、二不同的是，制备改性大豆蛋白胶粘剂的原料包括以下重量百分比的各组分:湿大豆渣(含水90%)60%，大豆分离蛋白7%、尿素15%、水余量。
[0030]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一、二不同的是，制备改性大豆蛋白胶粘剂的原料包括以下重量百分比的各组分:湿大豆渣(含水90%)65%，大豆分离蛋白8%、尿素18%、水余量。
[0031]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一?五不同的是，大豆皮与改性大豆蛋白胶粘剂的质量比为100:55o
[0032]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一?五不同的是，大豆皮与改性大豆蛋白胶粘剂的质量比为100:60ο
[0033]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一?五不同的是，大豆皮与改性大豆蛋白胶粘剂的质量比为100:65ο
【主权项】
1.一种以大豆皮为基质的包装材料，其特在于所述包装材料按照质量比由大豆皮100、改性大豆蛋白胶粘剂50?70制备而成。2.根据权利要求1所述的以大豆皮为基质的包装材料，其特在于所述大豆皮与改性大豆蛋白胶粘剂的质量比为100:55o3.根据权利要求1所述的以大豆皮为基质的包装材料，其特在于所述大豆皮与改性大豆蛋白胶粘剂的质量比为100:60ο4.根据权利要求1所述的以大豆皮为基质的包装材料，其特在于所述大豆皮与改性大豆蛋白胶粘剂的质量比为100:65ο5.根据权利要求1、2、3或4所述的以大豆皮为基质的包装材料，其特在于所述改性大豆蛋白胶粘剂由以下重量百分比的组分制成:湿大豆渣50?70%、大豆分离蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量。6.根据权利要求5所述的以大豆皮为基质的包装材料，其特在于所述湿大豆渣的含水率为90%。7.根据权利要求5所述的以大豆皮为基质的包装材料，其特在于所述水为蒸馏水。8.一种权利要求1-7任一所述的以大豆皮为基质的包装材料的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤: 一、大?蛋白胶粘剂的制备 在反应釜中按照质量百分比加入湿大豆渣50?70%、大豆分离蛋白5?10%、尿素10?20%、水余量，在温度40?60°C的条件下反应4?6 h，得到改性大豆蛋白粘合剂； 二、包装用生物降解材料的制备 以大豆加工的废弃物豆皮为原料，经研磨成粉体，与制备的改性大豆蛋白胶粘剂混合成颗粒，经挤压成型、合成片材、吸塑机成型，最终生产出完全降解的包装材料。9.根据权利要求8所述的以大豆皮为基质的包装材料的制备方法，其特征在于所述大豆蛋白胶粘剂固形物含量要大于15%，黏度为50 (Pa.s)。
【专利摘要】本发明公开了一种以大豆皮为基质的包装材料及其制备方法，所述包装材料按照质量比由大豆皮100、改性大豆蛋白胶粘剂50～70制备而成。具体制备方法如下：一、大豆蛋白胶粘剂的制备：将湿大豆渣、大豆分离蛋白、尿素、水加入反应釜中，在温度40～60℃的条件下反应4～6h，得到改性大豆蛋白粘合剂；二、包装用生物降解材料的制备：以大豆加工的废弃物豆皮为原料，经研磨成粉体，与制备的改性大豆蛋白胶粘剂混合成颗粒，经挤压成型、合成片材、吸塑机成型，最终生产出完全降解的包装材料。该方法制备的包装材料具有阻隔性能好、机械性能优良、降解速度快、无污染、生产工艺简单、容易大批量生产等特点。
【IPC分类】C08K5/21, C08L89/00
【公开号】CN105385171
【申请号】CN201510947465
【发明人】马莺, 李琳, 何胜华, 王荣春
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月17日