棕櫚葉植物纖維餐盒的熱壓成型工藝研究

商霓 張輝 趙昆

摘要：本文探討的植物餐盒以棕櫚葉和普通樹葉為原料，在采用熱壓成型工藝的基礎(chǔ)上，研究植物餐盒的最佳制壓條件。經(jīng)過實驗分析，熱壓成型對植物餐盒壓制質(zhì)量的影響因素從主到次為：時間>壓力>溫度>水分。

關(guān)鍵詞：棕櫚葉；植物餐盒；熱壓成型

1 緒論

現(xiàn)今，環(huán)境保護與資源利用成為全球關(guān)注的話題。如何解決資源過度消耗及環(huán)境污染問題愈發(fā)重要，其中餐飲行業(yè)所產(chǎn)生的垃圾比率超出50%。[1]由此可見，植物餐盒可以在一定程度上提高資源利用率，減少餐飲業(yè)對環(huán)境造成的破壞。

在一次性餐具生產(chǎn)應(yīng)用方面，目前廣泛使用的包括紙質(zhì)、可降解塑料、玉米秸稈、稻殼等植物纖維餐具及可食性餐具等。[2]利用植物樹葉并加少量棕櫚葉作為縫合原料，添加極少粘合劑、防水劑等輔料，采用熱壓成型工藝，就可以制作出一次性餐具。本文提出的棕櫚葉等樹葉資源豐富、造價低廉、無污染，具有很好的發(fā)展前景，是塑料餐具的理想替代產(chǎn)品。

在前期研究的基礎(chǔ)上，本文以棕櫚葉加荷葉植物纖維作為研究對象，借助 SAS 9.3 軟件，以外觀品質(zhì)為評價指標(biāo)，利用正交實驗法對設(shè)計的樹葉植物餐盒熱壓工藝中的重要參數(shù)進行優(yōu)化。有關(guān)植物纖維餐具熱壓成型工藝的具體流程可以參見文獻。[3]

2 壓制參數(shù)確定

根據(jù)初步研究階段所做的試驗，利用棕櫚葉纖維縫合樹葉后壓制植物餐盒時，對其能否成型的主要影響因素含有以下五點：定型時間、含水率、成型壓力、上模溫度（比下模溫度高 12℃）、下模溫度。本文以產(chǎn)品外觀品質(zhì)為評價指標(biāo)，在控制并保證上述影響因素，且其他的影響因素不變的情況下，以定型時間、含水率、成型壓力、上模溫度等因素設(shè)計正交實驗如表1。實驗按照D（時間/s）、P（壓力/MPa）、W（水分/%）、T（溫度/℃）四類影響因素的不同參數(shù)分為三組數(shù)據(jù)實驗，由此確定餐盒成型的影響因素和其影響力度的大小順序及其變量的大致范圍。實驗所用原料只含棕櫚樹纖維、植物樹葉和水，此外無任何多余試劑。

3 外觀品質(zhì)評價指標(biāo)

棕櫚樹餐盒質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)[4]從外觀色澤、完整程度、裂變程度、起皮及起泡程度、粘模情況及餐具變形程度等指標(biāo)各分三個等級綜合評定餐具的成型質(zhì)量，評分細則如表2。本文將表2指標(biāo)作為評價標(biāo)準(zhǔn)，對棕櫚植物纖維餐具干法熱壓成型工藝進行優(yōu)化，重點研究加壓壓力、水分、上模溫度和加壓時間 4 個關(guān)鍵因素對產(chǎn)品外觀品質(zhì)的影響。

4 實驗結(jié)果

通過實驗，得到表3實驗結(jié)果方差分析表，從表中可以看出，熱壓成型工藝的影響因素中所涉及的四個參數(shù)對于棕櫚樹纖維縫合樹葉餐盒的成品質(zhì)量影響的差異性皆不顯著。因此可得出結(jié)論，即影響餐盒成品因素從主到次依次為：D>P>T>W，即時間>壓力>溫度>水分。

5 結(jié)論

本文研究了最佳工藝參數(shù)對棕櫚葉植物纖維餐具成型質(zhì)量的影響，為棕櫚及樹葉等植物纖維模壓成環(huán)保餐具的進一步試驗研究提供依據(jù)。實驗表明最佳壓制環(huán)境：時間40s、溫度125℃、壓力7Mpa、水分2%。

參考文獻：

[1]王芮棟.植物纖維餐具的現(xiàn)狀分析與對策[J].包裝工程，1998，19（6）：4546.

[2]郭文川，朱新華.一次性可降解餐具的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].包裝與食品機械，2001，19（1）：3234.

[3]劉天舒，李樹君，景全榮，等.植物纖維干法熱壓成型機的設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械，2011（3）：98100.

[4]劉天舒，李樹君，景全榮.植物纖維餐具干法熱壓成型工藝響應(yīng)面法優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2012，49（9）：116119.