CN101302734A - 木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法，是将木薯渣或酒糟经净化、研磨、清洗、滤干后与干纸浆按2～5∶5～8的重量比例混合，并加入造纸助剂，模塑成型，烘干，得到可降解材料产品。干纸浆是指植物纤维纸浆，如废旧报纸、纸箱纸、纸板、或其他植物纤维材料纸浆。本发明充分利用木薯资源的废弃物——木薯渣、酒糟生产质量良好、成本低廉的新型工业可降解材料，替代泡沫塑料可降解材料，既解决了废弃物的难处理问题，变废为宝，还可以有效地起到控制和消除“白色污染”的作用，而且本发明工艺不复杂，生产周期短，成本低，能耗低，操作简便，产品稳定性高，具有很好的经济效益和社会效益、环保效益。

Description

木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法

技术领域

本发明涉及一种可降解材料的生产方法。特别是以木薯渣和酒糟生产新型可降解材料的方法。

背景技术

广西是全国最大的木薯种植基地，种植面积达400多万亩，木薯生产总量已达800万吨，种植面积和鲜木薯产量均占全国总产量的60％左右。“十一五”期间，广西将大力发展木薯产业，预计全区鲜木薯年产量达到1800万吨。木薯经过加工成淀粉、酒精等物质后，剩余物质为木薯渣、酒糟。木薯渣、酒糟中含有大量的纤维和残留淀粉(综纤维素和淀粉含量分别为36％和46％，其余为木薯皮和泥沙)，其重量约占原料的10～15％，以目前800万吨木薯计，每年约产生80～120万吨木薯渣、酒糟。木薯纤维来源充足，成本低廉。

目前，一般的木薯淀粉厂或酒精厂，在生产后，都会产生数量较多的废物——木薯渣和酒糟，由于其含有一定量的淀粉、蛋白质、纤维，可以作为饲料、肥料使用，但还达不到工业化应用的程度，每年废弃量相当大，严重污染了环境，所以如何利于这些废料，正越来越受到科学研究工作者的重视。近年来也有用木薯渣作酒精生产的原料，但使用率低、生产成本高、排污量大，是高能耗和高污染的大户，不仅造成资源浪费，同时也造成了严重的环境污染，给附近的城镇居民带来了诸多不适。如何利用科学技术使其变废为宝，延长植物使用链，提高社会经济效益、增加农民收入，正越来越受科学研究工作者的关注。

在我国，家用电器、仪器仪表、日用品、玻璃器皿、陶瓷制品、工艺品等产品的包装中，都广泛使用聚苯乙烯、聚氨酯等发泡塑料，用量约700多万吨，十分惊人，合计产值近400亿元人民币。在自然环境中，此类发泡塑料即使经过数百年，也无法被生物降解或参加生物循环；同时回收再生利用困难，严重污染环境，被人们称之为“白色污染”。特别是生态和环保日益成为全球共同关注的今天，国际各国制定贸易壁垒拒发泡塑料可降解材料于国门之外，如何控制和消除“白色污染”，研究与开发泡沫塑料可降解材料的替代品成为全球性的热门课题。新型可降解材料被认为是泡沫塑料可降解材料的最佳替代品。目前，广泛应用于生产“绿色可降解材料”的原料主要是纸浆，配用少量的稻草、麦秸、蔗渣等农作物秸秆纤维材料，虽然材料环保，但面临原料紧缺，生产工艺复杂，生产成本高，经济效益不高等缺点。

发明内容

本发明的目的是要提供一种为了解决目前木薯渣和酒糟废弃物的利用问题，将木薯渣或酒糟与其他植物纤维(废旧报纸、纸箱纸和其他植物纤维材料)混合，生产工业包装用纸、工业内包装及可降解花盆等新型可降解材料，以减少环境污染、提高木薯渣和酒糟的经济价值，为生产厂家带来较好的经济效益和社会效益。

纸浆模塑是一种立体造纸技术，以植物纤维(废旧报纸、纸箱纸和其他植物纤维材料)加木薯渣、酒糟以及造纸助剂，在模塑机上用带滤网的模具在温度、压力、时间等条件下。通过真空造型、液压造型、空气压缩造型等方法，将其迅速均匀地沉积到网状模型上，塑造成各种形状后，经压实干燥，生产出长期保持形状不变的制品。

新型可降解包装材料具有三大优势：

(1)产生优势，不污染环境、制作工艺简单、成本低廉、原料丰富、用途广泛、可循环使用。

(2)使用优势，具有可折叠，抗压耐折、防潮抗水、材质轻，防震、防静电，透气性好、易于保存和搬运。

(3)环保优势，将其置于自然环境中可自行腐烂降解，即减少垃圾清理环节，又可增加土壤肥力，一举两得。

其原料丰富、成本低、回收利用率高、不污染环境、可塑性和缓冲性好，质轻、价廉、防震防水等优点外，还具有透气性好、防静电的特点，在国际商品流通中，被广泛用于一次性餐具，方便食品包装和鲜蛋、水果、玻璃、陶瓷、家用电器、五金工具及其它易碎产品的周转包装上。可以预言，在不久的将来，纸浆模塑制品作为环保型绿色科技产品的积极作用会被越来越多的人们逐步认识和接受。

本发明是这样实现的：

将木薯渣或酒糟经净化、研磨、清洗、滤干后与干纸浆按2～5∶5～8的重量比例混合，并加入造纸助剂，模塑成型，烘干，得到可降解材料产品。木薯渣或酒糟部份取代纸浆，降低纸浆的用量。

木薯渣或酒糟分别进行筛选、净化、研磨至纤维长度达0.01～0.08mm，反复清洗、滤干，水份控制在75～85％之间。

干纸浆是指植物纤维纸浆，如废旧报纸、纸箱纸、纸板、或其他植物纤维材料纸浆。

加入造纸助剂是指混合浆浓度为1.2～1.5％时加入脱模剂、增强剂、防水剂及防油剂。造纸助剂还可以是防霉防腐剂，胶粘剂，工业染料及固色剂。

各种造纸助剂占原料总量的重量百分比为：

防油剂：0.1～1.0％

防水剂：4.0～45％

脱膜剂：5.0～15％

增强剂：0.8～1.5％

防霉剂：0.02～0.08％

染料：0.5～15％

胶粘剂：0.02～0.1％。

其工艺过程是：

首先，将木薯渣或酒糟分别筛选、净化，去除木薯渣、酒糟中的木薯皮、淀粉、蛋白质、泥沙等杂质，将原料稀释到10％～15％的浓度，倒入磨盘机中研磨粉碎至纤维长度在0.01～0.08mm之间，使纤维分离出更多的细小纤维和微细纤维，以便在产品成型时形成更多的空间构架。磨好后的木薯渣、酒糟反复清洗脱水，使其水分在75％～85％之间，淀粉含量在9％～12％，蛋白质含量在4.0％～6.5.％，纤维含量在35％～45％之间，同时含有少量氮、磷、钾、脂肪、糖类等营养成分。

生产时选用干植物纸浆与木薯渣或酒糟纤维按5～8∶2～5比例混合使用，以提高成浆性和使用性能。将木薯渣或酒糟加水搅拌，使其分散均匀，按比例与纸浆混合均匀，浓度控制在1.2～1.5％之间，分别加入各种造纸助剂，搅拌均匀，即可上机生产工业外包装用产品、包装箱用纸或纸板、一次性餐具及花盆等。

上述造纸助剂可根据客户需求加大或减少，还可以根据需求加入工业染料、固色剂，防霉防腐剂、胶粘剂等。

本发明充分利用木薯资源的废弃物——木薯渣、酒糟生产质量良好、成本低廉的新型工业可降解材料，替代泡沫塑料可降解材料，既解决了废弃物的难处理问题，变废为宝，还可以有效地起到控制和消除“白色污染”的作用，促进广西的木薯产业循环经济的发展，提高木薯的综合利用率，减少环保压力，符合经济可持续发展的要求，还可以带动和促进相关领域及产业的发展，同时又能带动贫困地区农民脱贫致富。而且本发明工艺不复杂，生产周期短，成本低，能耗低，操作简便，产品稳定性高，具有很好的经济效益和社会效益、环保效益。

具体实施方式

实施例1

首先，要将木薯渣与酒糟分开处理。

木薯渣经立筛出来后，淀粉和其他杂质含量较高，要将其调到所需的浓度，经双盘磨循环磨细，使纤维长度达到0.01～0.08mm范围后，倒出反复清洗，目的是将淀粉和泥沙等其他杂质清除干净。然后滤干水分待用，水分控制在75％～80％之间。

由于酒糟已经过了蒸煮、发酵、糖化，其淀粉含量大大降低，淀粉基本转化成了麦牙糊精、麦牙糖，粘性较大，另外蛋白质、纤维含量提高。要将其调到10％～15％的浓度，经双盘磨循环磨细，使纤维长度达到0.01～0.08mm范围后，倒出反复清洗。此时研磨清洗的目的是将粘性物质和蛋白质清除干净，倒出反复清洗滤干水分后待用，水分控制在75％～85％之间。

将清洗后的酒糟泡水搅拌，使其分散均匀，与植物纸浆按5∶5比例混合均匀。

即干纸浆、干酒糟各2kg，加水350kg，此时浓度约1.2％，搅拌均匀后，加入脱模剂滑石粉250g，增强剂1％阳离子淀粉糊液40ml，搅拌3～5分钟后，加入防水剂AKD乳液180ml、防油剂25ml，搅拌几分钟后加水1000kg稀释，浓度在0.3％时上机进行吸胚、滤水、烘干、打包。按不同品种适当调整工艺吸胚时间、烘干时间、烘干温度。生产工业外包装用纸。部分客户有特别要求可适当加大助剂用量。

实施例2

如例1，将洗净压干后的酒糟泡水搅拌，使其分散均匀。

总重量4kg，干纸浆、干酒糟按6∶4即干纸浆2.4kg、干酒糟1.6kg配浆，加水330公斤，此时浓度约1.3％，搅拌均匀后，加入滑石粉250g，1％阳离子淀粉糊液30ml、防霉防腐剂IP-20D 1.5g，胶粘剂0.5％PVA 200ml，搅拌3～5分钟后，加入工业染料40g，固色剂NaCl 12g，防水剂AKD乳液1800ml，搅拌几分钟后加水500kg稀释，浓度在0.5％时上机生产可降解花盆。生产条件为：吸胚时间25～30秒，烘干温度185～205℃，烘干时间100～130秒(生产条件可根据具体情况适当调整)，色彩、性能可根据客户需要适当调整工艺。

实施例3

将洗净压干后的木薯渣泡水搅拌，使其分散均匀，与废纸浆按5∶5比例混合均匀.

干纸浆、木薯渣各2kg，加水250kg，此时浓度约1.6％，搅拌均匀后，加入滑石粉250g，1％阳离子淀粉糊液40ml、搅拌几分钟后，加入AKD乳液250ml、防油剂8ml，搅拌几分钟后加水1000kg稀释，浓度在0.3％时上机生产工业外包装箱用纸。如：纤维纸板、瓦楞纸、挂面纸、工业包装箱用纸等外观质量要求不高的用纸行业。部分客户有特别要求可适当加大助剂用量。

(1)纤维纸板：纤维纸板又称纸纤维成型材料，是一种用废纸浆、酒糟、木薯渣等抄成的富有弹性的可降解材料，可压制成单面瓦楞纸板状，也可以制成柔软且有弹性的厚纸。有的纤维纸板还可以进行防水处理，或者贴牛皮纸面，贴衬里等表面处理，从而得到较好的表面性能。纤维纸板广泛用作裹包材料、衬垫材料和建筑材料等方面。

(2)瓦楞纸板：瓦楞纸板是用牛皮卡纸(箱板纸)作为里和面，中间用瓦楞原纸(波纹纸)作为夹芯粘结而成。改变夹芯、里纸的层数，瓦楞的形状、尺寸，可得到不同种类的瓦楞纸板。它具有环保性能好、适用温度范围广、成本低、取材便利、生产工艺成熟、加工性能好等优点。缺点是柔软性差、回弹性差。对于内装物，可以直接用三层或者五层的瓦楞纸板作为内包装的缓冲垫。同时，可以将瓦楞纸板制成各种形状的垫片、垫圈、隔板和衬板、护角、护棱等。这种新型瓦楞纸板的抗压强度高、缓冲性能好，它的包装费用要比木箱低30％，比木制品重量减轻65％以上。多层纸芯复合板材不但抗弯曲力强，而且经特殊处理后，还具有阻燃、抗水、质轻、保温、隔音等特点。

这两项产品以废纸加薯渣、酒糟为原料，加工方便、制作成本低、生产过程无污染，废品也可回收，具有环保和价格上的优势。新型瓦楞纸板和多层纸芯的复合板材可应用于制作集装箱托盘。瓦楞纸板广泛用于电子类和水果类等产品的包装上。

实施例4

干纸浆、漂白过的酒糟按8∶2配浆，总量4kg，即干纸浆3.2kg，漂白酒槽0.8kg，加水320kg，此时浓度约1.3％，搅拌均匀后，加入1％阳离子淀粉糊液30ml、搅拌3～5分钟后，加入AKD乳液180ml、防油剂24ml、搅拌几分钟后加水1000kg稀释，浓度在0.3％时上机生产一次性饮料杯和快餐盒等餐具专用纸板。

它采用提高混合浆质量的化学助剂优化应用技术，保证混合浆接近制造餐具纸板所需木浆的各项物理性能；成品纸板具有抗水、不渗漏、不分层、抗油等功能：新型纸餐具废弃后，回收经过处理，分解成漂白纸浆，作为二次纤维，又可重新生产成书写印刷用纸或其它用途的纸与纸板，由于上述优点，这种纸板在国内应用具有良好的市场前景。

预期效益和成果应用前景

(1)生产成本估算：以配比40％木薯渣或酒糟计算，原料成本由5000元/吨降为3000元/吨，加工处理成本1000元/吨不变，则生产成本降低30％～40％；预计模塑材料的成本可由现在的6000元/吨降为4000元/吨。每年以生产1万吨模塑材料计，则全年生产成本总额为10000×4000＝4000万元。

(2)销售收入估算：每年以生产10000吨计，每吨平均以6000元的价格销售，则年销售收入为10000×6000＝6000万元。

(3)利润分析

预计每年固定销售及管理费用为200万元，变动销售及管理费用100万元。

每年以生产10000吨计，则年销售毛利润为：

年总产值-年生产总成本＝6000-4000-300＝1700万元。每年可获利润1700万元，可见，本发明具有显著的经济效益。

Claims (5)

1、一种木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法，其特征是：将木薯渣或酒糟经净化、研磨、清洗、滤干后与干纸浆按2～5∶5～8的重量比例混合，并加入造纸助剂，模塑成型，烘干，得到可降解材料产品。

2、根据权利要求1所述的木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法，其特征是：木薯渣或酒槽分别进行筛选、净化、研磨至纤维长度达0.01～0.08mm，反复清洗、滤干，水份控制在75～85％之间。

3、根据权利要求1所述的木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法，其特征是：干纸浆是指植物纤维纸浆，如废旧报纸、纸箱纸、纸板、或其他植物纤维材料纸浆。

4、根据权利要求1所述的木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法，其特征是：加入造纸助剂是指混合浆浓度为1.2～1.5％时加入脱模剂、增强剂、防水剂及防油剂。

5、根据权利要求1或4所述的木薯渣、酒糟生产新型可降解材料的方法，其特征是：造纸助剂还可以是防霉防腐剂，胶粘剂，工业染料及固色剂。