CN102174758B - 一种包装物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种包装物的制备方法,包括纤维浆料的制备和利用所述纤维浆料加工成包装物的过程,其中所述纤维浆料的制备过程包括以下步骤:将秸秆等农业废弃物使用由多酶复合制剂加水稀释而成的疏解液在不高于65℃的温度范围内进行预浸,然后对预浸后的秸秆等农业废弃物进行疏解;在疏解后加入纤维软化剂和阳离子表面活性剂,在60-80℃处理40-60分钟进行纤维软化和熟化;将软化和熟化后的秸秆等农业废弃物进行至少一次的磨解;将磨解后的物料进行稀释消遣和浓缩得到纤维浆料。上述包装物的制备方法,在其制浆阶段避免了化学药品的使用,制成的包装物清洁环保,没有化学残留。
Description
技术领域
本发明涉及一种纸质材料的制备方法,尤其涉及一种包装物的制备方法。
背景技术
传统的包装物制备方法在其制浆阶段大多使用纯化学方法进行制浆,已暴露出诸多缺点:化学药品消耗量大、能耗高、设备投资高,特别是制浆过程所排出的废水具有极高的BOD、COD负荷,并含有剧毒和强致癌性物质,给环境造成严重的污染。
随着人们对环保要求的提高,包装物制备方法过程正在逐步改进,通过在其制浆阶段采用酶预处理化学制浆法来代替传统的纯化学方法进行纤维浆料的制备,然而,该方法在首先使用酶制剂对物料进行预处理后,仍然需要进一步采用高温高压化学蒸煮(主要是碱蒸煮)的方法才能获得符合造纸生产要求的纤维浆料,其中,在化学蒸煮过程木质素被最大程度的破坏,使得制浆后难以将木质素从废液中分离出来进行进一步利用,例如:用于功能生物有机肥的生产;并且上述酶制剂预处理化学制浆法制造出来的浆料用于制造包装盒或者纸制品,因在制备浆料过程使用化学药品,其制备出的包装盒或者纸制品中不可避免含有化学残留,存在使用安全以及降解后污染环境的问题,因此需要在包装物制备过程进一步添加后续步骤进行处理才能解决上述问头,因此造成包装盒等纸制品的加工成本的提高,并使包装物制备过程更加复杂,不利于大规模的生产加工。
因此如何提供一种新的包装物制备方法,其制浆过程不需要使用化学药品,即可获得符合包装物加工要求的浆料,并且使制得的纤维浆料中不含有化学残留,制成的浆料可直接应用于制备环保型包装物,并在制取纤维浆料的同时,最大程度保留原生态的木质素成为有待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种包装物的制备方法,通过在制浆阶段使用多酶复合制剂制备成的疏解液对农业废弃物的纤维进行疏解,加工成的包装物为清洁环保,无化学残留的包装物,并能在纸浆阶段最大程度保留原生态的木质素,便于木质素的回收利用。
本发明还提供一种包装物,由上述方法制备而成,所述包装物清洁环保,无化学残留,并在使用后可完全降解,尤其适用于作为食品类的包装物。
本发明提供的一种包装物的制备方法,包括纤维浆料的制备和利用所述纤维浆料加工成包装物的过程,其特征在于,所述纤维浆料的制备过程,包括以下步骤:
1)使用由多酶复合制剂加水稀释而成的疏解液在室温下对农业废弃物进行预浸得到预浸混合物,并且以所述预浸混合物的总重计,所述农业废弃物的含量为25-30wt%;然后调节上述预浸混合物的pH值至7.5-11,在不高于65℃的温度范围内对所述预浸混合物进行至少6小时的疏解,得到疏解混合物;
2)在上述疏解混合物中加入纤维软化剂和阳离子表面活性剂,在60-80℃对所述疏解混合物进行30-60分钟的软化和熟化,得到软化和熟化的混合物;
3)将上述软化和熟化的混合物进行磨解得到磨解混合物,将磨解混合物进行稀释消遣得到纤维浆料;
所述多酶复合制剂由多酶复合物加水配制而成,所述多酶复合物与水的重量比为1∶50-100;所述多酶复合物与农业废弃物的重量比为0.7-1∶100,所述多酶复合物的配方包括以下重量份的组分:30-35份的漆酶;25-35份的木聚糖酶;10-20份的果胶酶;0.1-10份的淀粉酶;0.3-10份的脂肪酶;0.1-5份的单宁酶;0.1-3份的辅酶;0.1-3份的稳定剂;0.3-25份的硅藻土,所述稳定剂由稳定剂A、稳定剂B和稳定剂C组成;
所述稳定剂A占稳定剂配方量的30%,由Ca2+和聚乙烯吡咯烷酮组成;
所述稳定剂B占稳定剂配方量的50%,由EDTA和二硫苏糖醇组成;
所述稳定剂C占稳定剂配方量的20%,由聚乙烯吡咯烷酮和EDTA组成。
本发明中所述农业废弃物为农林业生产过程中农作物的秸秆、根、茎,枝干等含纤维的部分,如稻草、玉米秸秆、麦草、麦秆、棉杆等。
在本发明的一个实施例中,所述农业废弃物为秸秆。所述秸秆可以是农林业生产过程中多种农作物的秸秆,如水稻秸秆、玉米秸秆、大麦秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆以及棉花秸秆等。
本发明提供的一个实施例中,所述农业废弃物为经备料、除尘除杂和帚化步骤处理的农业废弃物,其中所述备料步骤包括将农业废弃物切段的过程,所述帚化步骤包括将农业废弃物处理成丝状的过程;并且所述备料过程可使用常规的切草机进行,所述除尘除杂可使用常规的除尘器进行,所述帚化可使用常规的帚化设备进行。磨解过程也可根据纤维浆料的用途(即所要制造的纸制品的规格)进行一次或者一次以上,可使常规的磨解设备进行,例如造纸工艺中的制浆设备。
进一步的,也可以在帚化农业废弃物的同时对农业废弃物进行喷水,使喷水后的农业废弃物中农业废弃物的干重为50-60wt%;
所述纤维软化剂与所述农业废弃物(即预浸步骤之前的农业废弃物)的重量比为1-2∶100,所述阳离子表面活性剂与所述农业废弃物(即预浸步骤之前的农业废弃物)的重量比为1-2∶100。
所述稀释消遣为在10-50℃温度范围内,对所述磨解混合物进行2-4小时搅拌,然后静置0.5-1小时的过程。
本发明提供的包装物的制备方法中,所述稳定剂A中Ca2+与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为8-10∶1;所述稳定剂B中EDTA与二硫苏糖醇的重量比为1∶30-50;所述稳定剂C中聚乙烯吡咯烷酮和EDTA的重量比为70-90∶1
所述辅酶由烟酸、叶酸、生物素或核黄素中的一种或多种组合而成。
所述阳离子表面活性剂可以是脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐以及季铵盐等阳阳离子表面活性剂;所述纤维软化剂可以是咪唑啉等植物纤维软化剂。
本发明提供的包装物的制备方法中,所述多酶复合制剂的制备方法包括:
1)将水的pH值调至7.5-9,加入淀粉酶、脂肪酶、单宁酶并搅拌均匀,加入稳定剂A,混匀;
2)在步骤1)得到的混合物中加入果胶酶、木聚糖酶、漆酶搅拌均匀后,加入配方量60%的辅酶和稳定剂B,混匀,静置5-10分钟;
3)在步骤2)得到的混合物中添加配方量20%的辅酶和硅藻土混匀,置于4-6℃条件下静置5-36小时后包装储藏;
4)在多酶复合制剂使用前0.5-1小时,在步骤3)得到的混合物中加入余量的辅酶及稳定剂C,混匀。
进一步的,本发明提供的包装物的制备方法中,用于进行软化和熟化的疏解混合物中固形物的浓度为35-40wt%;用于进行磨解的软化和熟化的混合物中固形物的浓度为15-35wt%,用于进行稀释消遣的中磨解混合物中固形物的浓度为3-4wt%。
本发明还提供了一种包装物,按照上述方法制成。所述包装物可以包括包装用纸制品、餐盒、包装盒等。
本发明提供的包装物的制备方法中,所述多酶复合制剂中的Ca2+稳定剂由任何可提供Ca2+的物质提供,例如:CaCl2、CaSO4、CaNO3等;所述多酶复合制剂中的Ca2+稳定剂的量是指按CaCl2计算的量,如选择CaSO4、CaNO3等,则按同当量CaCl2换算计算出相应钙盐使用的重量份。所述稳定剂A现配现用,稳定剂B配好后静置5-10分钟后使用。所述辅酶中,一般选择纯度大于99.5%的烟酸、纯度大于99%的生物素、纯度大于98%的核黄素以及纯度大于98%的叶酸;
所述多酶复合制剂的制备过程中,多酶复合物和水的重量比,以及步骤1)-3)中添加稳定剂和辅酶的作用是为了保证步骤3)获得的混合物能够在室温条件储存20-25天,同时保持多酶复合制剂中各种酶的活性,步骤4)中限定在使用前(即,加水稀释为疏解液前)0.5-1小时添加稳定剂和辅酶的作用是为了保证多酶复合制剂中各种酶在使用时的活性。所以,根据本发明所使用的各种酶的特性对辅酶的种类和用量以及组成比例进行适当的选择,本领域技术人员基于其基础知识即可完成,当采用多种辅酶组合使用时,本发明对于具体的组合比例不做特殊限定。
上述多酶复合制剂的制备过程中,特定组成的多酶复合制剂及其特定制备方法使得该多酶复合制剂可在一定时期内稳定保藏,并在使用时仍具有良好的活力,所述多酶复合制剂中的具体酶制剂均为商购产品,其中漆酶的酶活一般为3000U/g,木聚糖酶的酶活一般为200万U/g,果胶酶的酶活一般为90万U/g,淀粉酶的酶活一般为80万U/g,脂肪酶的酶活一般为25000U/g,单宁酶的酶活一般为200单宁酶单位/克;如果使用的酶制剂的酶活范围与上述范围不同,可进行相应的换算确定多酶复合物的配方中使用的重量份。
本发明提供的包装物的制备方法中,在浆料制备过程,使用多酶复合制剂对农业废弃物进行疏解,所述多酶复合制剂中各种酶组分与农业废弃物充分反应,并使各酶组分均被完全消耗,至少需要6小时,实践中根据物料或酶制剂量的不同,一般进行6-72小时即可疏解完全,在工业生产中综合考虑时间和成本等其他因素,使疏解过程进行6-24小时即可疏解完全,通常可通过农业废弃物颜色变化,手感和硬度变化以及锥形物***的阻力等经验简单判断疏解是否完成,也可通过镜检判断原料的疏解程度等,当然也可根据具体情况选择本领域其他常规手段进行判断。进一步的,纤维的软化和熟化的程度可以通过检测纤维耐折断强度方法进行判断,磨解程度可通过检测叩解度方法进行判断。
根据本发明制备包装物的方法,利用得到的纤维浆料,可进一步加工成各种需要的包装物,例如包装用纸或纸板、餐盒、各类包装盒等。具体加工制作方法均可按照现有技术实现。
本发明提供的包装物的制备方法以及所制备的包装物制品,具有以下优点:
(1)采用多酶复合制剂制备成的疏解剂对农业废弃物纤维进行疏解,避免了高温高压强酸碱的化学条件,使得纤维与木质素实现原位解离,而不是最大程度地破坏木质素结构,使得木质素较原生态保留,与纤维脱除后也达到了足够大的聚合度,便于在水处理阶段采用常规的物化法就可以将木质素成分彻底从中絮凝出来,进入功能生物有机肥的生产,使生产过程做到了清洁、节能、高效。
(2)通过对农业废弃物进行帚化使农业废弃物的细胞壁间裂离,促进多酶复合制剂中的各种酶组分能够快速进入细胞间进行工作,大大提高了疏离的效率和速度,可将疏解农业废弃物结构的时间降低为16小时甚至更短,为大规模工业化生产创造了充分的条件。而现有制取纤维浆料的技术则需要30-40天的时间才能完成60-70%的木质素等成分的降解。
(3)由于生产过程避免了高温高压强酸、强碱条件,并且不使用化学药品,可生产出的环保型的农产包装物如餐盒、大米包装盒、茶叶盒、蔬菜包装盒等,生产的包装物在使用后降解时,也不会残留有害物质污染环境。
(4)采用该工艺进行生产,工艺简单,农业废弃物材料的利用做到了完全利用,除了纤维素成分转化为纤维浆料外,其他成分转为生产生物有机肥的原料,综合效益高。另外,设备投资比传统低三分之一以上,纤维浆料的生产成本比传统低三分之一以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。以下实施例中使用的各种酶、辅酶以及稳定剂均可通过商业购买获得。
实施例1、利用水稻秸秆进行包装用纸制品的制备
针对100kg的水稻秸秆,本实施例使用的多酶复合制剂为由0.7kg的多酶复合物加35-70kg的水制备而成,所述多酶复合物包括以下重量份的组分:31-33份的漆酶;25-26份的木聚糖酶;10-15份的果胶酶;1-5份的淀粉酶;6-8份的脂肪酶;3-5份的单宁酶;1-3份的辅酶;2-3份的稳定剂;3-5份的硅藻土;的硅藻土;所述稳定剂由稳定剂A、稳定剂B和稳定剂C组成;所述稳定剂A占稳定剂配方量的30%,由Ca2+和聚乙烯吡咯烷酮组成;所述稳定剂B占稳定剂配方量的50%,由EDTA和二硫苏糖醇组成;所述稳定剂C占稳定剂配方量的20%,由聚乙烯吡咯烷酮和EDTA组成。其中所述稳定剂A中Ca2+与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为8.5∶1;所述稳定剂B中EDTA与二硫苏糖醇的重量比为1∶35;所述稳定剂C中聚乙烯吡咯烷酮和EDTA的重量比为75∶1。其中辅酶可根据需要选择本领域常用的促进多酶复合制剂中各种酶发挥活性的辅酶。
其中漆酶的酶活为3000U/g,木聚糖酶的酶活为200万U/g,果胶酶的酶活为90万U/g,淀粉酶的酶活为80万U/g,脂肪酶的酶活为25000U/g,单宁酶的酶活为200单宁酶单位/克。
多酶复合制剂制备步骤如下:
1)将水的pH值调至7.5-9,依次加入淀粉酶、脂肪酶、单宁酶并搅拌均匀,加入稳定剂A,混匀;
2)在步骤1)得到的混合物中依次加入果胶酶、木聚糖酶、漆酶搅拌均匀后,加入配方量60%辅酶和稳定剂B,混匀,静置5-10分钟;
3)在步骤2)得到的混合物中添加配方量20%的辅酶和硅藻土混匀,置于4-6℃条件下静置5-36小时后包装储藏;
4)在多酶复合制剂使用前0.5-1小时,在步骤3)得到的混合物中加入余量的辅酶及稳定剂C,混匀。
上述多酶复合制剂及其特定制备方法使得该多酶复合制剂可在一定时期内稳定保藏,并在使用时仍具有良好的活力。
使用上述制备好的多酶复合制剂使用上述100kg水稻秸秆进行包装用纸制品的制备,包括制备纤维浆料和利用所述纤维浆料加工成包装用纸制品的过程,其中所述纤维浆料的制备过程,包括:
1)使用由所述多酶复合制剂加水稀释而成的疏解液在室温下对水稻秸秆进行预浸,使水稻秸秆被疏解液完全浸透,得到预浸混合物;以预浸混合物的总重计,所述水稻秸秆的含量为25-30wt%,然后调节上述预浸混合物的pH值至7.5-11,在不高于65℃的温度范围内,对所述预浸混合物进行16-18小时疏解得到疏解完全的水稻秸秆,即疏解混合物,通过检查插杆***阻力大小的方法判断疏解是否完全;
2)在上述疏解混合物中加入纤维软化剂和阳离子表面活性剂,在60-80℃对所述疏解混合物进行30-60分钟的软化和熟化,得到软化和熟化的混合物;
可通过检测纤维耐折断强度的方法判断疏解软化和熟化是否进行完全;所述纤维软化剂和阳离子表面活性剂的种类和添加量可选择本领域常规添加种类和添加量。用于纤维软化和熟化步骤的疏解混合物中固形物的浓度可根据经验进行选择,只要能使软化和熟化进行即可;
3)将上述软化和熟化的混合物进行磨解,得到水稻秸秆纤维浆料,用于磨解步骤的软化和熟化的混合物中固形物的浓度可根据经验进行选择,只要能使磨解进行即可。其中磨解过程使用高浓磨进行,固定磨盘和转动磨盘之间的间隙为2-3mm,电机转速为1450-2000转/分,待水稻秸秆磨解到叩解度为20-25时停止,然后经常规的稀释消遣和浓缩得到73kg的水稻秸秆纤维浆料;
然后利用所述纤维浆料加工成包装用纸制品,根据常规的包装用纸制品加工工艺进行,例如可以抄造制成包装纸,也可以制成纸板,进一步加工成包装盒,在加工过程中可以通过添加相关的添加物,达到防潮、防油效果,其中各种添加物包括用于防潮,防油的物质均为满足行业加工标准的物质。
进一步的,使用物理沉淀和絮凝技术从制备浆料得到的废水中回收木质素,木质素的回收量为16kg,从1kg水稻秸秆中木质素含量大约为200g可知,本实施例方法木质素的回收率为80%。
本实施例提供的方法中,使用多酶复合制剂从上述100kg水稻秸秆制备出73kg纤维浆料的同时,回收了16kg量的木质素,在浆料的制备过程没有使用高温高压化学蒸煮的方法,获得的纤维浆料能够根据常规工艺手段加工出符合行业标准的清洁环保,无化学残留的农产品包装物。
实施例2、利用玉米秸秆进行餐盒的加工
针对100kg的玉米秸秆,本实施例使用的多酶复合制剂为由1kg的多酶复合物加45-65kg的水制备而成,所述多酶复合物包括以下重量份的组分:30-31份的漆酶;27-28份的木聚糖酶;15-20份的果胶酶;3-5份的淀粉酶;0.5-3份的脂肪酶;0.1-1份的单宁酶;0.5-1份的辅酶;1-3份的稳定剂;10-15份的硅藻土;所述稳定剂由稳定剂A、稳定剂B和稳定剂C组成;所述稳定剂A占稳定剂配方量的30%,由Ca2+和聚乙烯吡咯烷酮组成;所述稳定剂B占稳定剂配方量的50%,由EDTA和二硫苏糖醇组成;所述稳定剂C占稳定剂配方量的20%,由聚乙烯吡咯烷酮和EDTA组成;所述稳定剂A中Ca2+与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为9.5∶1;所述稳定剂B中EDTA与二硫苏糖醇的重量比为1∶45;所述稳定剂C中聚乙烯吡咯烷酮和EDTA的重量比为85∶1。其中所述辅酶为B族维生素中的烟酸,所述烟酸纯度为99.6%。
其中漆酶的酶活为3000U/g,木聚糖酶的酶活为200万U/g,果胶酶的酶活为90万U/g,淀粉酶的酶活为80万U/g,脂肪酶的酶活为25000U/g,单宁酶的酶活为200单宁酶单位/克。
多酶复合制剂制备步骤如下:
1)将水的pH值调至7.5-9,依次加入淀粉酶、脂肪酶、单宁酶并搅拌均匀,加入稳定剂A,混匀;
2)在步骤1)得到的混合物中依次加入果胶酶、木聚糖酶、漆酶搅拌均匀后,加入配方量60%辅酶和稳定剂B,混匀,静置5-10分钟;
3)在步骤2)得到的混合物中添加配方量20%的辅酶和硅藻土混匀,置于4-6℃条件下静置5-36小时后包装储藏;
4)在多酶复合制剂使用前0.5-1小时,在步骤3)得到的混合物中加入余量的辅酶及稳定剂C,混匀。
上述多酶复合制剂及其特定制备方法使得该多酶复合制剂可在一定时期内稳定保藏,并在使用时仍具有良好的活力。
本实施例中所述玉米秸秆在制备纤维浆料前还进行了备料、除尘除杂和帚化步骤处理,其中所述备料步骤包括为将玉米秸秆切段的过程,所述帚化步骤包括为将玉米秸秆处理成丝状的过程。
使用上述制备好的多酶复合制剂使用上述100kg玉米秸秆进行餐盒的制备,包括制备纤维浆料和利用所述纤维浆料加工成餐盒的过程,其中所述纤维浆料的制备过程,包括:
1)使用由所述多酶复合制剂加水稀释而成的疏解液在室温下对玉米秸秆进行预浸,使玉米秸秆被疏解液完全浸透,得到预浸混合物;以预浸混合物的总重计,所述玉米秸秆的含量为25-30wt%,然后调节上述预浸混合物的pH值至7.5-11,在不高于65℃的温度范围内,对所述预浸混合物进行6-18小时的疏解得到疏解完全的玉米秸秆,即疏解混合物,通过插杆***物料阻力大小方法判断疏解是否完全;
2)在上述疏解混合物中加入纤维软化剂和阳离子表面活性剂,在60-80℃对所述疏解混合物进行30-60分钟的软化和熟化,得到软化和熟化的混合物;
可通过检测纤维耐折断强度的方法判断疏解软化和熟化是否进行完全;所述纤维软化剂和玉米秸秆的重量比为1-2∶100,所述阳离子表面活性剂和玉米秸秆的重量比为1-2∶100,并控制用于纤维软化和熟化的疏解混合物中固形物浓度为35-40wt%;所述阳离子表面活性剂可以是脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐以及季铵盐等阳离子表面活性剂;所述纤维软化剂可以是咪唑啉等植物纤维软化剂。
3)将上述软化和熟化的混合物进行磨解,得到磨解混合物,其中用于磨解的软化和熟化的混合物中固形物浓度为15-35wt%,其中磨解过程使用高浓磨进行两次,第一次为粗磨,固定磨盘和转动磨盘之间的间隙为2-3mm,电机转速为1450-2000转/分,待玉米秸秆磨解到叩解度20-25程度停止,第二次为精磨,固定磨盘和转动磨盘之间的间隙为1-1.5mm,电机转速为1450-2000转/分,待玉米秸秆磨解到叩解度30-35时停止,然后经稀释消遣和浓缩得到30kg的玉米秸秆纤维浆料,所述稀释消遣步骤包括在10-50℃温度范围内,对所述磨解混合物进行2-4小时搅拌,然后静置0.5-1小时的过程,控制用于稀释消遣的磨解混合物中固形物的含量满足稀释消遣的进行即可。
上述玉米秸秆在使用多酶复合制剂制取纤维浆料前经过帚化处理,使玉米秸秆的细胞壁间裂离,促进多酶复合制剂中的各种酶组分能够快速进入细胞间进行工作,大大提高了疏离的效率和速度,并通过在制取浆料过程控制玉米秸秆的含水量,使各种制剂与玉米秸秆充分接触,并使得制的浆料具有合适的含水量,避免了后续餐盒的加工过程中浆料需要进一步稀释或浓缩造成水的浪费或浆料的损失。
利用上述纤维浆料进行餐盒的加工,所述加工过程根据常规的餐盒加工工艺进行,在加工过程中可以通过添加相关的添加物,达到防潮、防油效果,其中各种添加物包括用于防潮,防油的物质均为满足行业加工标准,以及食品安全要求的物质。
然后使用物理沉淀和絮凝技术从制备浆料得到的废水中回收木质素,木质素的回收量为9kg,从1kg玉米秸秆中木质素含量大约为100g可知,本实施例方法木质素的回收率为90%。
本实施例提供的的方法中,使用多酶复合制剂从上述100kg玉米秸秆制备出30kg纤维浆料的同时,回收了9kg的木质素,在浆料的制备过程没有使用高温高压化学蒸煮的方法,获得的纤维浆料能够根据常规工艺手段加工出符合行业标准的清洁环保,无化学残留的餐盒。
实施例3、利用小麦秸秆进行农产品包装盒的加工
针对100kg的小麦秸秆,本实施例使用的多酶复合制剂为由0.85kg的多酶复合物加43-50kg的水制备而成,所述多酶复合物包括以下重量份的组分:33份的漆酶;25-26份的木聚糖酶;10-11份的果胶酶;1-3份的淀粉酶;8-9份的脂肪酶;3-5份的单宁酶;0.1-1份的辅酶;1-3份的稳定剂;3-10份的硅藻土;所述稳定剂由稳定剂A、稳定剂B和稳定剂C组成;所述稳定剂A占稳定剂配方量的30%,由Ca2+和聚乙烯吡咯烷酮组成;所述稳定剂B占稳定剂配方量的50%,由EDTA和二硫苏糖醇组成;所述稳定剂C占稳定剂配方量的20%,由聚乙烯吡咯烷酮和EDTA组成;所述稳定剂A中Ca2+与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为9∶1;所述稳定剂B中EDTA与二硫苏糖醇的重量比为1∶40;所述稳定剂C中聚乙烯吡咯烷酮和EDTA的重量比为80∶1;所述生物素的纯度为99.2%,核黄素的纯度为98.5%,可根据本实施例所使用的各种酶的特性对辅酶中生物素与核黄素组成比例进行适当的选择,本领域技术人员基于其基础知识即可完成,本实施例对于具体的组合比例不做特殊限定。
其中漆酶的酶活为3000U/g,木聚糖酶的酶活为200万U/g,果胶酶的酶活为90万U/g,淀粉酶的酶活为80万U/g,脂肪酶的酶活为25000U/g,单宁酶的酶活为200单宁酶单位/克。
多酶复合制剂制备步骤如下:
1)将水的pH值调至7.5-9,依次加入淀粉酶、脂肪酶、单宁酶并搅拌均匀,加入稳定剂A,混匀;
2)在步骤1)得到的混合物中依次加入果胶酶、木聚糖酶、漆酶搅拌均匀后,加入配方量60%辅酶和稳定剂B,混匀,静置5-10分钟;
3)在步骤2)得到的混合物中添加配方量20%的辅酶和硅藻土混匀,置于4-6℃条件下静置5-36小时后包装储藏;
4)在多酶复合制剂使用前0.5-1小时,在步骤3)得到的混合物中加入余量的辅酶及稳定剂C,混匀。
上述多酶复合制剂及其特定制备方法使得该多酶复合制剂可在一定时期内稳定保藏,并在使用时仍具有良好的活力。
本实施例中所述小麦秸秆在制备纤维浆料前还进行了备料、除尘除杂和帚化步骤处理,其中所述备料步骤包括为将小麦秸秆切段的过程,所述帚化步骤包括为将小麦秸秆处理成丝状的过程。在帚化小麦秸秆的同时对小麦秸秆进行喷水,使喷水后的小麦秸秆中小麦秸秆的干重为50-60wt%。
使用上述制备好的多酶复合制剂使用上述100kg小麦秸秆进行农产品包装盒的制备,包括制备纤维浆料和利用所述纤维浆料加工成农产品包装盒的过程,其中所述纤维浆料的制备过程,包括:
1)使用由所述多酶复合制剂加水稀释而成的疏解液在室温下对小麦秸秆进行预浸,使小麦秸秆被疏解液完全浸透,得到预浸混合物;以预浸混合物的总重计,所述小麦秸秆的含量为25-30wt%,然后调节上述预浸混合物的pH值至7.5-11,在不高于65℃的温度范围内,对所述预浸混合物进行16-18小时疏解得到疏解完全的小麦秸秆,即疏解混合物,通过检测插杆***阻力大小的方法判断疏解是否完全;
2)在上述疏解混合物中加入纤维软化剂和阳离子表面活性剂,在60-80℃对所述疏解混合物进行30-60分钟的软化和熟化,得到软化和熟化的混合物;
可通过纤维耐折断强度的方法判断疏解软化和熟化是否进行完全;所述纤维软化剂和小麦秸秆的重量比为1-2∶100,所述阳离子表面活性剂和小麦秸秆的重量比为1-2∶100,并控制用于纤维软化和熟化的疏解混合物中固形物浓度为35-40wt%;所述阳离子表面活性剂可以是脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐以及季铵盐等阳离子表面活性剂;所述纤维软化剂可以是咪唑啉等植物纤维软化剂;
3)将上述软化和熟化的混合物进行磨解,得到磨解混合物,其中用于磨解的软化和熟化的混合物中固形物浓度为15-35wt%,其中磨解过程使用高浓磨进行两次,第一次为粗磨,固定磨盘和转动磨盘之间的间隙为2-3mm,电机转速为1450-2000转/分,待小麦秸秆磨解到20-25程度停止,第二次为精磨,固定磨盘和转动磨盘之间的间隙为1-1.5mm,电机转速为1450-2000转/分,待水稻秸秆磨解到叩解度30-35时停止,然后经稀释消遣和浓缩得到74kg量的小麦秸秆浆料,所述稀释消遣步骤包括在10-50℃温度范围内,对所述磨解混合物进行2-4小时搅拌,然后静置0.5-1小时的过程,控制用于稀释消遣的磨解混合物中固形物的浓度为3-4wt%。
上述小麦秸秆在使用多酶复合制剂制取纤维浆料前经过帚化处理,使小麦秸秆的细胞壁间裂离,促进多酶复合制剂中的各种酶组分能够快速进入细胞间进行工作,大大提高了疏离的效率和速度,并通过在制取浆料过程控制小麦秸秆的含水量,使各种制剂与小麦秸秆充分接触,并使得制的浆料具有合适的含水量,避免了后续餐盒的加工过程中浆料需要进一步稀释或浓缩造成水的浪费或浆料的损失。
利用上述纤维浆料进行农产品包装盒的加工,包括大米包装盒、茶叶盒、蔬菜包装盒等,所述加工过程根据常规的农产品包装盒加工工艺进行,在加工过程中可以通过添加相关的添加物,达到防潮、防油以及保鲜效果,其中各种添加物包括用于防潮,放油,保鲜等物质均为满足行业加工标准,以及食品安全要求的物质。
然后使用物理沉淀和絮凝技术从制备浆料得到的废水中回收木质素,木质素的回收量为16kg,从1kg小麦秸秆中木质素含量大约为25g可知,本实施例方法木质素的回收率为64%。
本实施例提供的使用多酶复合制剂从上述100kg小麦秸秆制备出74kg纤维浆料的同时,回收了16kg量的木质素,在浆料的制备过程没有使用高温高压化学蒸煮的方法,获得的纤维浆料能够根据常规工艺手段加工出符合行业标准的清洁环保,无化学残留的农产品包装盒。
Claims (10)
1.一种包装物的制备方法,包括纤维浆料的制备和利用所述纤维浆料加工成包装物的过程,其特征在于,所述纤维浆料的制备过程包括以下步骤:
1)使用由多酶复合制剂加水稀释而成的疏解液在室温下对农业废弃物进行预浸得到预浸混合物,并且以所述预浸混合物的总重计,所述农业废弃物的含量为25-30wt%;然后调节上述预浸混合物的pH值至7.5-11,在不高于65℃的温度范围内对所述预浸混合物进行至少6小时疏解,得到疏解混合物;
2)在上述疏解混合物中加入纤维软化剂和阳离子表面活性剂,在60-80℃对所述疏解混合物进行30-60分钟的软化和熟化,得到软化和熟化的混合物;
3)将上述软化和熟化的混合物进行磨解得到磨解混合物,将磨解混合物进行稀释消遣得到纤维浆料;
所述多酶复合制剂由多酶复合物加水制备而成,其中多酶复合物与水的重量比为1:50-100,所述多酶复合物和农业废弃物的重量比为0.7-1:100,所述多酶复合物的配方包括以下重量份的组分:30-35份的漆酶;25-35份的木聚糖酶;10-20份的果胶酶;0.1-10份的淀粉酶;0.3-10份的脂肪酶;0.1-5份的单宁酶;0.1-3份的辅酶;0.1-3份的稳定剂;0.3-25份的硅藻土,所述稳定剂由稳定剂A、稳定剂B和稳定剂C组成;
所述稳定剂A占稳定剂配方量的30%,由Ca2+稳定剂和聚乙烯吡咯烷酮组成,所述Ca2+稳定剂由任何可提供Ca2+的物质提供;
所述稳定剂B占稳定剂配方量的50%,由EDTA和二硫苏糖醇组成;
所述稳定剂C占稳定剂配方量的20%,由聚乙烯吡咯烷酮和EDTA组成。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述农业废弃物为秸秆。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述农业废弃物为经备料、除尘除杂和帚化步骤处理的农业废弃物,其中所述备料步骤包括将农业废弃物切段的过程,所述帚化步骤包括将农业废弃物处理成丝状的过程。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述纤维软化剂与所述农业废弃物的重量比为1-2:100,所述阳离子表面活性剂与所述农业废弃物的重量比为1-2:100。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述稀释消遣包括在10-50℃温度范围内,对所述磨解混合物进行2-4小时搅拌,然后静置0.5-1小时的过程。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述稳定剂A中Ca2+稳定剂与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为8-10:1,所述Ca2+稳定剂由任何可提供Ca2+的物质提供;
所述稳定剂B中EDTA与二硫苏糖醇的重量比为1:30-50;
所述稳定剂C中聚乙烯吡咯烷酮和EDTA的重量比为70-90:1。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述辅酶由烟酸、叶酸、生物素或核黄素中的一种或多种组合而成。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述多酶复合制剂的制备方法包括:
1)将水的pH值调至7.5-9,加入淀粉酶、脂肪酶、单宁酶并搅拌均匀,加入稳定剂A,混匀;
2)在步骤1)得到的混合物中加入果胶酶、木聚糖酶、漆酶搅拌均匀后,加入配方量60%的辅酶和稳定剂B,混匀,静置5-10分钟;
3)在步骤2)得到的混合物中添加配方量20%的辅酶和硅藻土混匀,置于4-6℃条件下静置5-36小时后包装储藏;
4)在多酶复合制剂使用前0.5-1小时,在步骤3)得到的混合物中加入余量的辅酶及稳定剂C,混匀。
9.根据权利要求1或2任一项所述的方法,其特征在于,用于进行软化和熟化的疏解混合物中固形物的浓度为35-40wt%;用于进行磨解的软化和熟化的混合物中固形物的浓度为15-35wt%,用于进行稀释消遣的磨解混合物中固形物的浓度为3-4wt%。
10.一种包装物,按照权利要求1-9任一项所述方法制成。
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