綠色環(huán)保型快餐盒、碗的研制

紙漿壓機(jī)為原料。在真空或加壓的條件下，帶濾紙的模型將纖維均勻地分布在模型表面，形成一定幾何形狀和尺寸的濕紙模型，并通過(guò)額外的干燥和裝飾獲得產(chǎn)品。紙漿模塑生產(chǎn)方法按干燥方式不同主要分為干法、半干法、濕法三種。干法和半干法過(guò)程主要是將得到的濕紙模胚先在自然條件晾干或者通過(guò)烘箱烘干(以烘干的程度來(lái)界定干法和半干法),最后再經(jīng)過(guò)短時(shí)間的熱壓整飾得到成品,這兩種方法適合生產(chǎn)對(duì)表面要求不高的工包類產(chǎn)品。濕法是直接將濕紙模胚在較高溫度下熱壓成型,周期短,該法適合生產(chǎn)餐具類產(chǎn)品[1~3]。以本色漿纖維為原料的原色紙漿模塑制品是一種天然、新型環(huán)保的產(chǎn)品[4~6]。它是塑料類產(chǎn)品的理想替代品,發(fā)展?jié)摿薮?。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高,以及審美觀念的改變,接近自然色的原色紙漿模塑包裝產(chǎn)品得到了人們的青睞。廣東某公司以原色竹漿為原料生產(chǎn)紙漿模塑餐盒,生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有較難聞氣體產(chǎn)生,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用。本文主要分析了難聞氣味產(chǎn)生的原因及可以采取的措施。1原因分析1.1以白砂糖和助劑為原料生產(chǎn)的罪犯助劑正交試驗(yàn)為了更好地查出原因,藝過(guò)程著手分析,其生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中,氣味主要出現(xiàn)在熱壓干燥這一環(huán)節(jié)(熱壓溫度為180℃,熱壓時(shí)間1min左右)。由工藝流程可推測(cè),產(chǎn)品產(chǎn)生氣味的來(lái)源主要集中在兩個(gè)地方:原料和助劑。因?yàn)橥瑯拥脑O(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程在以漂白漿為原料生產(chǎn)時(shí)沒(méi)出現(xiàn)氣味問(wèn)題。所用助劑主要是防水劑、濕強(qiáng)劑、填料等,這些助劑在生產(chǎn)以其他漿料為原料的產(chǎn)品時(shí)沒(méi)出現(xiàn)類似的問(wèn)題,且在不添加助劑的情況下得到的產(chǎn)品亦出現(xiàn)難聞氣味的問(wèn)題。所以可以斷定氣味問(wèn)題主要與漿料有關(guān)。1.2ph值對(duì)亞硫酸鹽蒸煮水溶液及纖維原料的抑制率的影響據(jù)了解,所用原色竹漿的生產(chǎn)是采用亞硫酸鹽法制漿。亞硫酸鹽法制漿主要的活性化學(xué)藥劑是二氧化硫及其相應(yīng)的鹽基組成的酸式鹽或正鹽的水溶液。當(dāng)二氧化硫溶解在水中,相應(yīng)于不同的pH值,可以形成一系列的平衡形式:亞硫酸鹽蒸煮藥液中含硫,蒸煮過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物含有硫的化合溶出物和含硫的氣體,而一些化合物有著特殊的臭氣。這些氣體會(huì)部分殘留在纖維間及纖維的細(xì)胞壁內(nèi)。亞硫酸鹽經(jīng)脫木素氧化還原反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生H2S等產(chǎn)物,H2S會(huì)與木素中的甲氧基等反應(yīng)生產(chǎn)的甲硫醇、甲硫醚等帶有異味。由于紙漿模塑成型生產(chǎn)中的溫度在180℃左右,高溫條件下,殘留在纖維間及纖維細(xì)胞壁內(nèi)H2S等難聞氣體會(huì)逸出,就產(chǎn)生了較難聞的氣味。1.3有色竹漿ph實(shí)驗(yàn)過(guò)程根據(jù)1.2的分析推測(cè)可知,殘留在纖維間及纖維細(xì)胞壁內(nèi)的較難聞氣體主要是H2S等酸性氣體,結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)氣體做了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:取2~3g原色竹漿置于坩堝內(nèi),并用坩堝蓋密封好。在180℃的條件下加熱4~5min,再慢慢揭開(kāi)坩堝蓋,并迅速將濕潤(rùn)的pH試紙置于蓋口,觀察試紙顏色變化情況。結(jié)果顯示試紙顏色變紅,可以定性地說(shuō)明產(chǎn)生了氣體,且是酸性氣體,這樣很好地吻合了1.2的分析推測(cè)結(jié)果。2解決措施2.1竹漿碎解和破碎根據(jù)前面的推測(cè),氣味的問(wèn)題源是殘留在纖維間及纖維細(xì)胞壁內(nèi)的H2S等難聞氣體,可以通過(guò)將其氧化的方法來(lái)達(dá)到消除氣味的目的。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察,我們做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如下。(1)取20g竹漿,漿濃為2%,碎解5min,測(cè)定碎解后的pH值為6.5~7.2,說(shuō)明所用竹漿中的殘堿量較低,可以初步判斷成型產(chǎn)品中散發(fā)出的臭味不是由于竹漿的洗凈度較低導(dǎo)致的。(2)嘗試用少量雙氧水對(duì)漿料進(jìn)行漂白處理,以除去較難聞的氣體,工藝條件如表1所示。先加NaOH/Na2SiO3調(diào)節(jié)pH值為10.6~11.2,然后添加少量的MgSO4,再添加DTPA對(duì)漿料進(jìn)行螯合處理(保護(hù)纖維少被氧化),最后添加一定量的雙氧水。經(jīng)過(guò)這樣的處理后,對(duì)消除臭味有一定的效果,熱壓時(shí)蒸汽中的異味明顯降低。2.2制備工藝的改變前面已分析,漿料中含有難聞性氣體主要與制漿方法有關(guān)。所用的原色竹漿是采用亞硫酸鹽蒸煮工藝,本實(shí)驗(yàn)想通過(guò)適當(dāng)增加NaOH的量,來(lái)探索制漿蒸煮工藝的改變對(duì)原色漿氣味的影響作用。2.2.1堿法和亞硫酸鹽法煮漂堿法比較實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備:竹片(廣東英德某制漿廠);KRK蒸煮器。蒸煮工藝、蒸煮曲線如表2及圖2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(1)在藥液中加入所需添加的水后,測(cè)得pH值為:方案1、2均為13~14。(2)按照上述三種蒸煮方案得到漿的粗渣率及成漿得率如表3所示。方案1蒸煮完后漿的顏色是黃色,跟生產(chǎn)廠商的漿顏色相同;方案2蒸煮完后漿的顏色偏紅;方案3煮后的漿顏色偏紅且較深,堿法蒸煮得漿一般比亞硫酸鹽法蒸煮得漿白度要低(如圖3所示)。(3)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,NaOH量添加過(guò)多,漿的顏色加深且粗渣率過(guò)高,有較多“生片”(如圖3所示),可能是木素嚴(yán)重縮合所致,木素會(huì)強(qiáng)烈地吸收堿。解釋的原因有二:一是木素先吸附堿發(fā)生脫木素反應(yīng),脫木素過(guò)程中形成的斷裂的木素,在缺堿升溫的條件下,會(huì)產(chǎn)生相互間的縮合反應(yīng),結(jié)果是斷裂了的木素又變成了木素的大分子,不容易溶解于堿液中,如果要把縮合了的木素再溶解出來(lái),就需要更多的堿和更強(qiáng)烈的條件。這類縮合反應(yīng)是形成“生片”主要原因。二是在亞硫酸鹽法中,木素的大分子沒(méi)有因?yàn)榛腔磻?yīng)而變小,主要是靠增加了的親水性基團(tuán)—磺酸基而溶出。在蒸煮過(guò)程中,如果磺化不能及時(shí)進(jìn)行,就會(huì)發(fā)生一系列的縮合反應(yīng),結(jié)果是木素分子變大,親水性降低,木素不能溶出。在硫酸鹽法蒸煮中木素的磺化至關(guān)重要,如能保證并加速磺化,蒸煮就很順利進(jìn)行,否則就有木素嚴(yán)重縮合“黑煮”的可能。(4)為了更好地避免“生片”和“黑煮”現(xiàn)象,堿性亞硫酸鹽法要控制好NaOH和Na2SO3的量。(5)方案3成漿得率和粗渣率均較低,說(shuō)明碳水化合物溶解的較多。2.2.2naoh添加量對(duì)高溫?zé)釅哼^(guò)程的影響利用上述三種方案制備的漿料,按照產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進(jìn)行模擬試驗(yàn)。結(jié)果顯示:用改進(jìn)的制漿方法制得的紙漿,在高溫?zé)釅哼^(guò)程中產(chǎn)生難聞氣味的問(wèn)題有較好的改善。方案1的漿在高溫?zé)釅哼^(guò)程中較難聞到臭味,試驗(yàn)方案2、3的漿在高溫?zé)釅哼^(guò)程中基本上聞不到臭味。隨著NaOH添加量的增加,蒸煮漿的效果越好。但是,隨著NaOH添加量的增加,漿的顏色越來(lái)越深且偏紅,制得的產(chǎn)品滿足不了客戶的要求。所以要控制好NaOH的添加量。方案1蒸煮完后的漿顏色與客戶要求的顏色相近,也能較好地解決氣味問(wèn)題。所以控制NaOH的添加量為1.27%(相對(duì)絕干原料)。3纖