一种利用甘蔗渣制备包装膜的方法及制得的包装膜技术

本发明专利技术提供了一种利用甘蔗渣制备包装膜的方法及制得的包装膜，所述方法包括以下步骤：(1)配制甘蔗渣溶解液，并将制得的甘蔗渣溶解液进行冷冻，得到预冷的甘蔗渣溶解液；(2)将甘蔗渣加入预冷的甘蔗渣溶解液中，超声搅拌溶解，固液分离，得到分离后的液体；(3)将分离后的液体倒于基板上，流延成膜，得到包装膜。本发明专利技术所述方法不需要对甘蔗渣中的纤维素、半纤维素以及木质素进行提取，直接利用氢氧化钠的和尿素混合液，在低温下将甘蔗渣溶解并直接制备成膜，提高蔗渣纤维系列产品的安全性和食用性，提高蔗渣的利用率和转化率，降低纤维素生产成本。

Method for preparing packing film by using bagasse and packaging film prepared thereby

The present invention provides a method for packaging film and preparation of packaging film by using bagasse made by said method comprises the following steps: (1) preparation of bagasse dissolving liquid, and bagasse solution prepared by freezing, pre bagasse dissolving liquid cold; (2) the cane slag precooling of bagasse dissolving liquid, ultrasonic stirring and dissolving, solid-liquid separation, obtained after separation of liquid; (3) after separation of the liquid to be poured on the substrate, film casting, get the packaging film. The method of the invention does not need hemicellulose and lignin extraction of bagasse cellulose, sodium hydroxide and urea mixture at low temperature direct use of bagasse dissolving and direct preparation of film, improve the bagasse fiber series products and food safety, improve the utilization rate and the conversion of bagasse rate, reducing the cost of the production of cellulose.

【技术实现步骤摘要】
一种利用甘蔗渣制备包装膜的方法及制得的包装膜
本专利技术属于食品包装膜领域，涉及一种利用甘蔗渣制备包装膜的方法及制得的包装膜，尤其涉及一种利用甘蔗渣制备可降解可食用包装膜的方法及制得的包装膜。
技术介绍
我国甘蔗产量大，糖的需求量高，榨糖之后产生的“废弃物”甘蔗渣，大多被直接遗弃。事实上，甘蔗含有大量纤维，是获取纤维素的优良材料。蔗渣纤维是甘蔗经过榨糖后剩下的主要部分，是农业废弃物的一种，若我们可以将其合理利用，势必将为蔗渣的高值化利用开辟新的途径，提高其经济价值。包装膜(例如在食品工业中使用的包装膜)通常由例如聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯和聚乙烯醇的合成聚合物形成。这些膜的劣势之一在于这些聚合物不能生物降解。由于其低环境安全性和高处理成本，研究人员尝试各种以较廉价的可生物降解和可再生的材料来取代上述材料，如淀粉和聚乳酸。但遗憾的是，对这些材料进行加工远比加工合成聚合物要复杂得多。例如，淀粉和聚乳酸是刚性很强的聚合物，通常得到的膜刚性较高，难以对其进行加工和用于包装领域中。由此，研究人员研究出以纤维素作为原料制备各种纤维素包装膜，如纤维素酷类薄膜、纤维素酸类薄膜及纤维素醚的酯类薄膜等。CN105330877A公开了一种纤维素包装膜制备工艺，其主要原料为纤维素，纤维素可完全生物降解、无毒，用纤维素可降解包装薄膜代替合成塑料薄膜使用。CN105885099A公开了一种具有抗菌功效的菠萝叶纤维素包装膜，包括以下重量份组分：菠萝叶纤维100～102、内切纤维素酶6～7、壳聚糖69～70、纳米沸石粉3～4、柠檬酸钠3～4、适量的甘油、适量的水。CN103422379A公开了一种甘蔗渣纤维素纳米纤维膜的制备方法。主要步骤如下：甘蔗渣→甘蔗渣纤维→甘蔗渣纳米纤维素膜。(1)进行酸碱化学处理。(2)结合机械法如研磨、离心等处理溶液，制备出均匀的生物质纤维素纳米纤维。(3)真空抽滤进行成膜。然而上述方法均是先提取纤维素，然后对其进行除杂纯化，再将其制备成膜。整个制备过程，不仅耗时长，且制成的膜柔韧性不够，影响其应用。目前，常用的提取纤维素的方法主要有碱预提取、稀酸预提取、热水预提取、微波预提取、蒸汽爆破预提取等。但由于半纤维素与纤维素以氢键相联，与木质素以共价键和醚键相联，使得纤维素的提取分离变得异常困难。现在还没有较好的方法使提取的纤维素纯度较高而又不破坏其原始结构。对此，如何避免将过多的时间浪费在纤维素提取的过程，如何研究出一种流程简单，不需提交纤维素，并可有效利用农业废弃物甘蔗渣制备可降解包装膜的方法是亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有制备包装膜技术中存在的纤维素的提取分离困难，制备过程复杂，耗时长，且制成的膜柔韧性不够等问题，本专利技术提供了利用甘蔗渣制备可降解可食用包装膜的方法及制得的包装膜。本专利技术所述方法不需要对甘蔗渣中的纤维素、半纤维素以及木质素进行提取，直接利用氢氧化钠的和尿素混合液，在低温下将甘蔗渣溶解并直接制备成膜，提高蔗渣纤维系列产品的安全性和食用性，提高蔗渣的利用率和转化率，降低纤维素生产成本。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种利用甘蔗渣制备包装膜的方法，所述方法包括以下步骤：(1)配制甘蔗渣溶解液，并将制得的甘蔗渣溶解液进行冷冻，得到预冷的甘蔗渣溶解液；(2)将甘蔗渣加入步骤(1)制得的预冷的甘蔗渣溶解液中，超声搅拌溶解，固液分离，得到分离后的液体；(3)将步骤(3)得到的分离后的液体倒于基板上，流延成膜，得到可降解包装膜。其中，步骤(1)中所得到的预冷的甘蔗渣溶解液的温度一直保持在其冷冻温度下。本专利技术所述方法中的甘蔗渣溶解液需预先进行冷冻，并将甘蔗渣于冷冻温度下加入甘蔗溶解液中，其目的在于可以快速溶解甘蔗渣纤维，进而提高甘蔗渣利用率。本专利技术所述方法中甘蔗渣加入预冷的甘蔗渣溶解液中，在超声波辅助的作用下进行搅拌，所述在超声波辅助下进行搅拌的目的在于加速甘蔗渣纤维溶解，进而提高甘蔗渣利用率。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中所述配制甘蔗渣溶解液为：将浓度为5wt％～20wt％的氢氧化钠溶液和浓度为3wt％～15wt％的尿素水溶液混合，得到甘蔗渣溶解液。其中，所述氢氧化钠溶液的浓度为5wt％、7wt％、10wt％、13wt％、15wt％、17wt％或20wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述尿素水溶液的浓度为3wt％、5wt％、7wt％、10wt％、13wt％或15wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述氢氧化钠溶液和所述尿素水溶液的质量比为(1～3):(2～5)，例如1:(2～5)、1.5:(2～5)、2:(2～5)、2.5:(2～5)、3:(2～5)、(1～3):2、(1～3):3、(1～3):4或(1～3):5等，又如1:2、1:3、1:4、1:5、2:2、2:3、2:4、2:5、3:2、3:4或3:5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2:3。本专利技术中，所述甘蔗渣溶解液中氢氧化钠溶液和尿素水溶液的用量需控制在一定范围内，若氢氧化钠溶液的用量过多，会使甘蔗渣析出；若尿素水溶液的用量过多，会降低甘蔗渣溶解度，均会降低甘蔗渣的利用率。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中所述冷冻的温度为-10℃～-15℃，例如-10℃、-11℃、-12℃、-13℃、-14℃或-15℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为-10℃～-13℃。本专利技术中，所述冷冻温度若过低，会使溶液凝固，无法溶解甘蔗渣；若冷冻温度过高，不利于形成氢氧化钠-蔗渣纤维-尿素复合物。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)中将甘蔗渣加入步骤(1)制得的预冷的甘蔗渣溶解液前，对甘蔗渣进行预处理。优选地，所述预处理为：将甘蔗渣进行干燥、粉碎和筛分。优选地，所述干燥为真空干燥，优选为真空恒温干燥。优选地，所述干燥温度为25℃～35℃，例如25℃、27℃、30℃、33℃或35℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述干燥时间为12h～24h，例如12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述筛分为：用100目～400目筛子进行筛分，其中筛子的目数可为100目、120目、140目、160目、180目、200目、230目、250目、270目、300目、325目或400目等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)中所述甘蔗渣的用量为：每1L～5L所述步骤(1)制得的预冷的甘蔗渣溶解液中加入200g～500g甘蔗渣，例如200g、220g、240g、260g、280g、300g、320g、340g、360g、380g、400g、420g、440g、460g、480g或500g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用甘蔗渣制备包装膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)配制甘蔗渣溶解液，并将制得的甘蔗渣溶解液进行冷冻，得到预冷的甘蔗渣溶解液；(2)将甘蔗渣加入步骤(1)制得的预冷的甘蔗渣溶解液中，超声搅拌溶解，固液分离，得到分离后的液体；(3)将步骤(3)得到的分离后的液体倒于基板上，流延成膜，得到包装膜。

【技术特征摘要】
1.一种利用甘蔗渣制备包装膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)配制甘蔗渣溶解液，并将制得的甘蔗渣溶解液进行冷冻，得到预冷的甘蔗渣溶解液；(2)将甘蔗渣加入步骤(1)制得的预冷的甘蔗渣溶解液中，超声搅拌溶解，固液分离，得到分离后的液体；(3)将步骤(3)得到的分离后的液体倒于基板上，流延成膜，得到包装膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述配制甘蔗渣溶解液为：将浓度为5wt％～20wt％的氢氧化钠溶液和浓度为3wt％～15wt％的尿素水溶液混合，得到甘蔗渣溶解液；优选地，所述氢氧化钠溶液和所述尿素水溶液的质量比为(1～3):(2～5)，优选为2:3。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述冷冻的温度为-10℃～-15℃，优选为-10℃～-13℃。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中将甘蔗渣加入步骤(1)制得的预冷的甘蔗渣溶解液前，对甘蔗渣进行预处理；优选地，所述预处理为：将甘蔗渣进行干燥、粉碎和筛分；优选地，所述干燥为真空干燥，优选为真空恒温干燥；优选地，所述干燥温度为25℃～35℃；优选地，所述干燥时间为12h～24h；优选地，所述筛分为：用100目～400目筛子进行筛分。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述甘蔗渣的用量为：每1L～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王喆，户帅锋，王怀雨，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44