一种复合秸秆纤维基模塑餐具及制造方法

本发明属于一次性餐具，具体涉及一种复合秸秆纤维基模塑餐具及制造方法。

背景技术：

1、随着经济飞速发展，人们对方便食品的需求越来越高，快餐业的发展使一次性餐具的需求迅猛增长。

2、秸秆作为我国产量最大的生物质资源之一，年产量稳定在8亿吨左右，秸秆的不恰当处理给环境带来巨大的压力，将这一庞大的资源的高值化利用不仅可以缓解能源和环境问题，而且能产生巨大的经济效益。

3、针对现有秸秆基一次性餐具制备方法，陈富快的《一种基于作物秸秆的一次性餐具的制造方法》采用秸秆作为基材进行生产，但仅在餐具颜色方面进行了改进，在餐具质量上并未得到较大提升，秸秆基一次性餐具共性的产品强度与韧度不高的问题仍然未得到解决。

4、周建设的《一种可降解的一次性餐具》通过调整主要成分淀粉和植物纤维，使其生产的餐具强度、韧性等力学性能和安全性均得到了提升。然而在成型工艺上依旧采用传统的热压成型技术，工艺的温度与压力的参数值均较难控制，成型效果并不稳定，使得复合组分一次性餐具的加工面临压制成本较高，难以实现高值化生产的共性问题。

5、现有技术中，在制备生物纤维材质的一次性餐具时，一次性餐在外观上容易出现不均匀、有气泡、有分层的问题，还容易出现有毛刺、有裂纹的问题；在性能上容易出现的问题是对折时容易破损，受热时容易变形，防水性差容易漏水。

6、因此，当前可降解餐具行业亟需一种成本低，质量佳，无污染，易降解的安全一次性餐具，同时需要优化生产工艺，降低生产能耗，改善一次性餐具现状。

7、中国专利文献cn113652096a(申请号：202110969398.x)公开了一种基于作物秸秆的一次性餐具的制造方法；中国专利文献cn114292445a(申请号：202111647270.8)公开了一种可降解的一次性餐具及其注塑模具，现有专利文献使用的配料和制备工艺与本发明有显著差异。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种复合秸秆纤维基模塑餐具及制造方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种复合秸秆纤维基模塑餐具，按重量份计包括以下成分：

4、秸秆55-70份、麦麸8-12份、季铵型阳离子淀粉醚22-35份、复合淀粉胶粘剂5-8份、聚乙烯醇11-15份、石蜡1-3份、羧甲基纤维素钠2-6份、乙撑双硬脂酸酰胺0.5-1.5份、邻苯二甲酸二环己酯1-3份；

5、所述秸秆组成包括：小麦秸秆、水稻秸秆和/或棉花秸秆。

6、根据本发明优选的，所述秸秆组成，以质量比计为小麦秸秆：水稻秸秆＝(1.3-4.7)：1；

7、或小麦秸秆：水稻秸秆：棉花秸秆＝(1.3-4.7)：1：(1.3-2.7)；

8、或小麦秸秆：棉花秸秆＝1：(1.2-3.2)。

9、一种复合秸秆纤维基模塑餐具的制造方法，包括以下步骤：

10、(1)将秸秆原料进行分选，去除霉变、杂物进行挤压处理，清洗秸秆后，将小麦秸秆进行预处理，其他秸秆不进行预处理，将秸秆利用粉碎机粉碎，将预处理后的小麦秸秆同其他秸秆进行复配处理，制得复配秸秆；

11、(2)将步骤(1)制得的复配秸秆与麦麸、季铵型阳离子淀粉醚、复合淀粉胶粘剂、聚乙烯醇、石蜡、羧甲基纤维素钠、乙撑双硬脂酸酰胺和邻苯二甲酸二环己酯混合，控制含水量，使其均匀混合，制得混合物料；

12、(3)将步骤(2)制得的混合物料进行压制成型，制得餐具。

13、根据本发明优选的，步骤(1)中，将小麦秸秆进行预处理的方法包括如下步骤：将晾干后的小麦秸秆加水浸润至没过秸秆，再加入加水质量的1.1-1.5％碳酸氢钠，混合均匀，浸泡润涨24-48h，将小麦秸秆取出，得到润涨后的小麦秸秆；将润涨后的小麦秸秆中加入小麦秸秆干重0.01-0.3％的复合微生物预处理菌剂，所述复合微生物预处理菌剂是将枯草芽孢杆菌菌液、蜡样芽孢杆菌菌液、地衣芽孢杆菌菌液、短小芽孢杆菌菌液与枯草芽孢杆菌枯草亚种菌液以质量比(1-3):(1-2):(1-3):(1-3):(1-2)复配得到；加水没过小麦秸秆，混合均匀，35-40℃发酵降解24-48h，取出小麦秸秆干燥，得预处理后的小麦秸秆。

14、进一步优选的，所述枯草芽孢杆菌菌液的活菌数为1.0×109cfu/ml～1.0×1011cfu/ml，蜡样芽孢杆菌菌液的活菌数为2.0×109cfu/ml～5.0×1010cfu/ml，地衣芽孢杆菌菌液的活菌数为1.0×1010cfu/ml～5.0×1011cfu/ml，短小芽孢杆菌菌液的活菌数为2.0×109cfu/ml～1.0×1011cfu/ml，枯草芽孢杆菌枯草亚种菌液的活菌数为1.0×109cfu/ml～5.0×1010cfu/ml。

15、进一步优选的，所述枯草芽孢杆菌的菌种保藏编号为cicc 10028、蜡样芽孢杆菌的菌种保藏编号为cicc 10184、地衣芽孢杆菌的菌种保藏编号为cicc 10084、短小芽孢杆菌的菌种保藏编号为cicc 22395、枯草芽孢杆菌枯草亚种的菌种保藏编号为cicc 10085。

16、根据本发明优选的，步骤(1)中，粉碎目数为40-60目。

17、根据本发明优选的，步骤(1)中，所述秸秆原料为小麦秸秆、水稻秸秆和/或棉花秸秆。

18、进一步优选的，步骤(1)中，所述秸秆复配方式以质量比计为小麦秸秆：水稻秸秆＝(1.3-4.7)：1；

19、或小麦秸秆：水稻秸秆：棉花秸秆＝(1.3-4.7)：1：(1.3-2.7)；

20、或小麦秸秆：棉花秸秆＝1：(1.2-3.2)。

21、根据本发明优选的，步骤(2)中，所述秸秆、麦麸、季铵型阳离子淀粉醚、复合淀粉胶粘剂、聚乙烯醇、石蜡、羧甲基纤维素钠、乙撑双硬脂酸酰胺和邻苯二甲酸二环己酯成分，按重量份计包括：秸秆55-70份、麦麸8-12份、季铵型阳离子淀粉醚22～35份、复合淀粉胶粘剂5-8份、聚乙烯醇11-15份、石蜡1-3份、羧甲基纤维素钠2-6份、乙撑双硬脂酸酰胺0.5-1.5份、邻苯二甲酸二环己酯1-3份。

22、根据本发明优选的，步骤(2)中，所述含水量控制为8-12％。

23、根据本发明优选的，步骤(2)中，转速控制为60-80r/min，时间50-70min，使其均匀混合。

24、根据本发明优选的，步骤(3)中，压制成型的方法为利用定量给料机将步骤(2)制得的物料输送至模具，设置上下模温度和压力，对物料进行预压成型；将预压过程中产生的水蒸气排放；设置上下模温度和压力，对物料进行保压定型；将压制成型的餐具进行裁边处理，裁边完成后制得餐具。

25、进一步优选的，所述预压成型参数为：压力设置180-190bar、上模温度170-180℃、下模温度160-170℃，处理时间6-9s；

26、所述水蒸气排气时间为3-5s；

27、所述保压定型参数为：压力设置180-190bar、上模温度165-180℃、下模温度160-170℃，处理时间6-8s。

28、有益效果

29、1、本发明提供的餐具成型均匀，有效避免了餐具气泡分层等问题，使得餐具表面光滑平整，提升其美观效果；同时，本发明提供的餐具成分组成，有效提升了餐具的力学性能，有效解决植物纤维餐具机械强度和可塑性差的问题。

30、2、本发明制备的餐具对折、防水，耐热能力等性能上均更佳；外观上光滑、均匀、无气泡、无分层、无裂，产品质量更优。

31、2、本发明的主要原料为复合秸秆纤维，对现有资源进行合理使用，提高秸秆的转化利用价值，降低一次性餐具的生产成本，减少因秸秆处理方式不当导致的污染问题，实现秸秆高值化利用。