CN111875853A - 一种可降解环保型吸管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吸管技术领域,提供一种可降解环保型吸管及其制备方法,包括以下重量份的各组分:海藻酸钠2~8份、果胶0.5~5份、温轮胶0.5~2份、改性淀粉8~30份、增塑剂5~10份、茶多酚0.5~1.5份、壳寡糖0.4~1.2份、葡萄糖酸钙0.2~1份、酒石酸0.5~2份、去离子水50~100份。制得的吸管不仅安全卫生、无毒副作用,且对环境友好,可食用、易降解,适合广泛推广应用,可替代一次性塑料吸管,解决现有技术一次性塑料吸管难以降解,易造成环境和海洋生态污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及吸管技术领域,尤其涉及一种可降解环保型吸管及其制备方法。
背景技术
吸管是我们日常生活中饮用各种饮品时常用的辅助工具,从材质上来看,吸管可分为塑料、不锈钢、纸质、硅橡胶等,但一次性塑料吸管在便携性、安全性、成本等多方面具有显著的优势,因此目前是全球最广泛使用的吸管产品。但一次性塑料吸管存在以下危害:(1)塑料吸管主要成分为聚乙烯和聚丙烯,市场上许多餐饮店所提供的吸管大多为“三无”产品,是不法商贩利用回收的废旧塑料加工而成,含有可能致癌的有毒物质,使用时有毒有害物质溶解在饮品中,危害身体健康;(2)塑料吸管具有稳定不易降解的特性,丢弃到大自然中会造成环境和海洋的严重污染,大部分的塑料垃圾以微粒和底部沉积物的形式进入海洋中,不仅危害海洋生物的生命健康,而且海洋生物体内的塑料可能因人类的捕食最终进入人体内。
2020年底,全国范围餐饮行业将禁止使用不可降解的一次性塑料吸管,因此研究开发出能在使用后易降解、不污染环境的产品替代一次性塑料吸管,将成为今后发展的主流。中国专利号:201010580689.1公开了一种高透明可降解材料的制备方法,包括以下步骤:1)制备原料:根据重量百分比,称取如下原料组分:聚丙烯树脂95~98,聚苯乙烯树脂1~5,食品级苯甲酸0.01~0.05;改性石蜡0.1~0.5;2)组分混合,形成聚丙烯树脂改性混合料;3)将改性混合料低温静置备用。采用上述材料可制备吸管,包括以下步骤:4)准备一吸管挤出主机,及与该主机配套使用的圆形模头;5)将改性混合料送入挤出主机,制得连续的圆形中空体吸管;7)将制得的连续的直线型吸管,裁切成吸管段。该发明提供的材料高透明可降解,方法科学合理、生产效率高,产品性能好、成本低。
发明内容
因此,针对以上内容,本发明提供一种可降解环保型吸管及其制备方法,解决现有技术一次性塑料吸管难以降解,易造成环境和海洋生态污染的问题。
为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种可降解环保型吸管,包括以下重量份的各组分:海藻酸钠2~8份、果胶0.5~5份、温轮胶0.5~2份、改性淀粉8~30份、增塑剂5~10份、茶多酚0.5~1.5份、壳寡糖0.4~1.2份、葡萄糖酸钙0.2~1份、酒石酸0.5~2份、去离子水50~100份。
进一步的改进是:所述改性淀粉的制备方法为:将普通淀粉溶解于氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液的质量为普通淀粉的1.5~5倍,然后加入环氧丙烷,在55~65℃下搅拌反应3~5h,接着加入马来酸酐,搅拌反应1~2h,洗涤、抽滤,干燥后得到改性淀粉。所述普通淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉中的任意一种。
进一步的改进是:所述普通淀粉、环氧丙烷、马来酸酐的质量比为10~12:1.8~3:1.2~2.4。
进一步的改进是:所述增塑剂为果糖、山梨糖醇、甘油的一种或两种以上以任意比混合而成。
进一步的改进是:还包括0.01~0.5份食用色素。
进一步的改进是:所述食用色素为柠檬黄、亮蓝、靛蓝、焦糖色素、β-胡萝卜素、姜黄素、甜菜红、桅子兰、茶黄色素、藻蓝素、辣椒橙中的一种或多种混合物。
本发明还提供可降解环保型吸管的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料组分,备用;
(2)将改性淀粉加入到去离子水中,不断搅拌并加热到70~90℃,搅拌1~2h后形成粘稠均匀的透明糊溶液,再加入剩余其他组分继续搅拌1~5h,得到胶液;
(3)利用超声波消泡设备对步骤(2)得到的胶液进行超声除泡;
(4)在不锈钢模具的模针上涂抹脱模油,然后将模针浸入胶液中,蘸胶后提起模针,对模针进行烘干,胶液在模针上形成胶膜;
(5)将步骤(4)制得的胶膜从模针下剥离下来,冷却、拔壳、修剪,即可得到可降解环保型吸管。
进一步的改进是:步骤(4)中的脱模油为食品级白油和甘油的混合物,所述食品级白油和甘油的质量比为50~60:1。
进一步的改进是:步骤(2)中还加入0.01~0.5份食用色素。
通过采用前述技术方案,本发明的有益效果是:
(1)本发明用于制备可降解环保型吸管的原料来源广泛,不添加剂化学防腐剂,制备工艺简单,制得的吸管不仅安全卫生、无毒副作用,且对环境友好,可食用、易降解,适合广泛推广应用,替代一次性塑料吸管。本发明以改性淀粉、海藻酸钠、果胶、温轮胶、增塑剂为主要原料,其中海藻酸钠、果胶、温轮胶复配作为凝胶剂,促使胶液快速形成胶体,而对普通淀粉进行改性,引入新的官能团可以改善普通淀粉在凝胶力、透明性和成膜性等方面的不足,还可以起到增韧增强的作用。茶多酚具有抗菌广谱性,对自然界中几乎所有的动、植物病原细菌者定的抑制能力,在原料中添加茶多酚使得制得的吸管产品具有良好的抗菌性,同时茶多酚还具有强还原性,对食用色素起到稳定的作用,防止其发生氧化而褪色。壳寡糖是带正电荷的水溶性多糖,生物可降解性高,安全无毒,并且具有良好的抗菌性、抗氧化性,与茶多酚复配使用可以进一步提高吸管的抗菌性。另外,添加壳聚糖还能改善吸管的食用口感。酒石酸可以防止生产过程和成品储藏过程中出现凝胶硬化现象,增强吸管的咀嚼性。
(2)果胶是从果皮中提取的亲水胶体,具有良好的凝胶性以及改善食品风味的效果,添加果胶原料的吸管口感好、不粘牙。海藻酸钠是褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物,与葡萄酸钙交联形成海藻酸钙凝胶,促使胶液形成胶体,应用海藻酸钠为原料制备吸管提高了海洋藻类的综合利用价值,扩展了海洋藻类深加工产业链条。温轮胶是微生物代谢过程合成的亲水胶体,在溶液中呈现规则、稳定的结构,低浓度下即具有较高黏度,与其他胶体兼容性好。果胶、海藻酸钠、温轮胶配合使用,效果大大提高,增强了产品的机械性能和热力学稳定性。改性淀粉与复合凝胶剂进行复配后,体系具有更好的黏弹性、稳定性。
(3)本发明使用超声波消泡设备对胶液进行超声处理,目的是利用超声波空化作用,使溶解在胶液中的空气过饱和,气泡从胶液内部上升至胶液表面,从而减少气泡对成品造成不良影响。另外,超声处理可以进一步分散壳寡糖,增大与微生物的接触面积,有助于其与细菌等微生物发生静电、螯合等作用,更好地发挥其抗微生物活性的作用,增强吸管的抗菌性。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
若未特别指明,实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段,所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者,均在首次出现时标明。
实施例一
一种可降解环保型吸管,包括以下重量份的各组分:海藻酸钠2份、果胶0.5份、温轮胶0.5份、改性淀粉8份、果糖5份、茶多酚0.5份、壳寡糖0.4份、葡萄糖酸钙0.2份、酒石酸0.5份、亮蓝0.01份、去离子水50份。所述改性淀粉的制备方法为:将小麦淀粉溶解于氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液的质量为普通淀粉的1.5倍,然后加入环氧丙烷,在55℃下搅拌反应3h,接着加入马来酸酐,搅拌反应1h,洗涤、抽滤,干燥后得到改性淀粉,其中普通淀粉、环氧丙烷、马来酸酐的质量比为10:1.8:1.2。
一种可降解环保型吸管的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份称取各原料组分,备用;
(2)将改性淀粉加入到去离子水中,不断搅拌并加热到70℃,搅拌1h后形成粘稠均匀的透明糊溶液,再加入剩余其他组分继续搅拌1h,得到胶液;
(3)利用超声波消泡设备对步骤(2)得到的胶液进行超声除泡;
(4)在不锈钢模具的模针上涂抹脱模油,脱模油为食品级白油和甘油按质量比50:1组成的混合物,然后将模针浸入胶液中,蘸胶后提起模针,对模针进行烘干,胶液在模针上形成胶膜;
(5)将步骤(4)制得的胶膜从模针下剥离下来,冷却、拔壳、修剪,即可得到可降解环保型吸管。
实施例二
一种可降解环保型吸管,包括以下重量份的各组分:海藻酸钠5份、果胶3份、温轮胶1.2份、改性淀粉20份、山梨糖醇8份、茶多酚1份、壳寡糖0.8份、葡萄糖酸钙0.6份、酒石酸1.2份、柠檬黄0.2份、去离子水75份。所述改性淀粉的制备方法为:将土豆淀粉溶解于氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液的质量为普通淀粉的3倍,然后加入环氧丙烷,在60℃下搅拌反应4h,接着加入马来酸酐,搅拌反应1.5h,洗涤、抽滤,干燥后得到改性淀粉,其中普通淀粉、环氧丙烷、马来酸酐的质量比为11:2.4:1.8。
一种可降解环保型吸管的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份称取各原料组分,备用;
(2)将改性淀粉加入到去离子水中,不断搅拌并加热到80℃,搅拌1.5h后形成粘稠均匀的透明糊溶液,再加入剩余其他组分继续搅拌3h,得到胶液;
(3)利用超声波消泡设备对步骤(2)得到的胶液进行超声除泡;
(4)在不锈钢模具的模针上涂抹脱模油,脱模油为食品级白油和甘油按质量比55:1组成的混合物,然后将模针浸入胶液中,蘸胶后提起模针,对模针进行烘干,胶液在模针上形成胶膜;
(5)将步骤(4)制得的胶膜从模针下剥离下来,冷却、拔壳、修剪,即可得到可降解环保型吸管。
实施例三
一种可降解环保型吸管,包括以下重量份的各组分:海藻酸钠8份、果胶5份、温轮胶2份、改性淀粉30份、甘油10份、茶多酚1.5份、壳寡糖1.2份、葡萄糖酸钙1份、酒石酸2份、桅子兰0.5份、去离子水100份。所述改性淀粉的制备方法为:将红薯淀粉溶解于氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液的质量为普通淀粉的5倍,然后加入环氧丙烷,在65℃下搅拌反应5h,接着加入马来酸酐,搅拌反应2h,洗涤、抽滤,干燥后得到改性淀粉,其中普通淀粉、环氧丙烷、马来酸酐的质量比为12:3:2.4。
一种可降解环保型吸管的制备方法,包括如下步骤:
(1)按重量份称取各原料组分,备用;
(2)将改性淀粉加入到去离子水中,不断搅拌并加热到90℃,搅拌2h后形成粘稠均匀的透明糊溶液,再加入剩余其他组分继续搅拌5h,得到胶液;
(3)利用超声波消泡设备对步骤(2)得到的胶液进行超声除泡;
(4)在不锈钢模具的模针上涂抹脱模油,脱模油为食品级白油和甘油按质量比60:1组成的混合物,然后将模针浸入胶液中,蘸胶后提起模针,对模针进行烘干,胶液在模针上形成胶膜;
(5)将步骤(4)制得的胶膜从模针下剥离下来,冷却、拔壳、修剪,即可得到可降解环保型吸管。
性能测试
对实施例一至三制备得到的可降解环保型吸管的透光率、自然降解天数、抗菌性及食用口感进行测定,结果如表1所示。
表1
感官品质评价
培训20名感官评价员,对实施例一至三制备的可降解环保型吸管进行咀嚼性、口感方面评价,结果如表2所示。
表2
以上所记载,仅为利用本创作技术内容的实施例,任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化,皆属本创作主张的专利范围,而不限于实施例所揭示者。
Claims (8)
1.一种可降解环保型吸管,其特征在于,包括以下重量份的各组分:海藻酸钠2~8份、果胶0.5~5份、温轮胶0.5~2份、改性淀粉8~30份、增塑剂5~10份、茶多酚0.5~1.5份、壳寡糖0.4~1.2份、葡萄糖酸钙0.2~1份、酒石酸0.5~2份、去离子水50~100份。
2.根据权利要求1所述的一种可降解环保型吸管,其特征在于:所述改性淀粉的制备方法为:将普通淀粉溶解于氢氧化钠溶液中,氢氧化钠溶液的质量为普通淀粉的1.5~5倍,然后加入环氧丙烷,在55~65℃下搅拌反应3~5h,接着加入马来酸酐,搅拌反应1~2h,洗涤、抽滤,干燥后得到改性淀粉。
3.根据权利要求2所述的一种可降解环保型吸管,其特征在于:所述普通淀粉、环氧丙烷、马来酸酐的质量比为10~12:1.8~3:1.2~2.4。
4.根据权利要求1所述的一种可降解环保型吸管,其特征在于:所述增塑剂为果糖、山梨糖醇、甘油的一种或两种以上以任意比混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种可降解环保型吸管,其特征在于:还包括0.01~0.5份食用色素。
6.根据权利要求1所述的一种可降解环保型吸管,其特征在于:所述食用色素为柠檬黄、亮蓝、靛蓝、焦糖色素、β-胡萝卜素、姜黄素、甜菜红、桅子兰、茶黄色素、藻蓝素、辣椒橙中的一种或多种混合物。
7.一种如权利要求1所述的可降解环保型吸管的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料组分,备用;
(2)将改性淀粉加入到去离子水中,不断搅拌并加热到70~90℃,搅拌1~2h后形成粘稠均匀的透明糊溶液,再加入剩余其他组分继续搅拌1~5h,得到胶液;
(3)利用超声波消泡设备对步骤(2)得到的胶液进行超声除泡;
(4)在不锈钢模具的模针上涂抹脱模油,然后将模针浸入胶液中,蘸胶后提起模针,对模针进行烘干,胶液在模针上形成胶膜;
(5)将步骤(4)制得的胶膜从模针下剥离下来,冷却、拔壳、修剪,即可得到可降解环保型吸管。
8.根据权利要求7所述的一种可降解环保型吸管的制备方法,其特征在于:步骤(4)中的脱模油为食品级白油和甘油的混合物,所述食品级白油和甘油的质量比为50~60:1。
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