全降解食品容器的生產方法及專用生產設備的製作方法

2023-11-03 19:06:42

專利名稱：全降解食品容器的生產方法及專用生產設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及可降解的一次性食品容器的生產方法及專用生產設備。
白色泡沫塑料餐具或包裝物以其質輕、價廉正大量使用，但其不可降解性而導致「白色汙染」日趨嚴重，世界各國均正在開發可降解製品用以替代泡沫塑料製品。目前已開發成功的有紙質餐具，固然可降解，但因需耗用大量木材，仍屬破壞生態環境的舉措；植物秸杆餐具，需粉碎、粘合，且因膨化難度使產品重量增加，化學粘合劑也仍有一定的汙染性。申請中國專利的00117250.6「用於全降解(澱粉)餐具及包裝製品的WTA膨化劑」，需採用AC發泡劑、對甲苯磺醯肼、尿素、蘇打等，降解後仍會惡化土壤品質。申請中國專利的99122274.1「全生物降解形一次性餐具、其生產工藝及專用設備」公開的生產專用設備，包括粉碎機、攪拌機、輥壓成片機、成型機等，設備複雜，且無膨化效果，不宜做包裝製品。
本發明的目的是提供一種設備簡化、生產效率高、用玉米和玉米芯作原料的全降解食品容器的生產方法及專用生產設備。
全降解食品容器的生產方法以玉米和玉米芯為混合原料，生產工序是玉米芯破碎、混合攪拌、片材成型、切割、加溼、模壓容器成型、乾燥塗膠、烘乾、包裝消毒，其特徵在於混合攪拌、C型片材成型、片材膨化由一道工序實現，其中對玉米澱粉類原料膨化所需高溫是在物料推進擠出時碾擠磨擦中自然產生，無需設置專用加熱源。
上述的C型片材成型由物料從具有C形通槽的成型器擠出，同時物料一接觸外界空氣即自然實現膨化。
物料推進擠出所需動力採用具有變頻調速的電機，以在較高擠出速度和適合膨化溫度中調整到最佳轉速。
為了保持適合的膨化的溫度，在物料被擠出前採用單冷卻水循環進行輔助溫度控制。
上述的乾燥塗膠工序，是從模壓成型出來的食品容器半成品先自然風乾，然後在其表面噴或刷上膠水層。
上述的膠水為可降解食用生物膠，分為耐高溫和非耐高溫兩種，其中耐高溫膠水可耐120℃高溫。
上述的可降解生物膠水含有可被紫外線降解的無毒助劑，比如鄰苯二甲酸酯、乙基纖維素、B-氨基丙酸等。
本發明所述的專用生產設備包括具有攪拌供料裝置的擠出機、切割裝置、加溼裝置、模壓成型機、烘乾機、驅動電機等，其特徵是擠出機採用推進螺杆與螺套配合結構，螺套的前端與C型片材成型器螺接。
上述的C型片材成型器為圓柱型金屬塊中軸向開有C型通槽，該通槽的出口端槽寬h小於進口端槽寬H，槽寬比為H∶h＝5∶1～15∶1。
上述的推進螺杆可製成雙螺紋結構，形成雙供料頭。
上述的螺套前端制有供冷卻水流通的凹槽。
上述的驅動電機可採用變頻調速電機，或用普通電機配以變頻器。
本發明所提供的可降解食品容器的生產方法，由於僅採用玉米和玉米芯作原料，生產全過程屬物理變化，沒有化學反應，一次性用後拋棄能夠全降解，不會汙染環境；將廢棄的玉米芯變廢為寶，為農民種植玉米開闢了新的致富途徑；攪拌、片材擠出、膨化一道工序完成，省略了傳統工藝中輥壓成片工序，節省了設備投資；充分利用了物料在擠碾過程中產生的自然磨擦高溫來實現膨化，省略了傳統工藝中發泡工序或電加熱設備；相對於現有的白色泡沫塑料快餐類容器不耐高溫的缺點，能夠承受120℃溫度，可盛沸水，甚至可作微波爐食品盒。
本發明由於擠出機擠出端直接螺連C型片材成型器，省略了輥壓成片機。尤其是該片材成型器在設計上突破了傳統機械設計中認為金屬腔體內的阻擋體在受壓條件下必須平衡固定的思維，設計成一點與外體連接，通過適當加大連接處的厚度與寬度來保證機械強度，從而直接實現C型片材成型。另外，擠出機擠出埠與C型片材成型器密閉螺連，玉米、玉米芯被推進螺杆碾壓推進時產生摩擦高溫，當物料被C型縫槽擠出一接觸外界空氣，即產生爆米花效果而自然膨化，省略了傳統工藝中的發泡過程。而且推進螺杆設計成雙螺紋構成的雙頭擠出結構，提高了工效。產品用後可全降解或作飼料，對環保具有積極的推動作用。
附圖中，

圖1為本發明生產工序圖，圖2為生產設備實施例結構示意圖，圖3為圖2中擠出機結構示意圖，圖4為圖3中螺套結構圖，圖5為圖3中推進螺杆結構圖，圖6為圖3中C型片材成型器的左視圖，圖7為圖6的A-A截面圖。
下面參照附圖實施例作進一步說明。
參照圖1和圖2。採用可完全降解的植物原料，比如玉米、玉米芯或類似的植物纖維原料，將植物纖維原料破碎後與玉米混合從擠出機料鬥經攪拌進入推進螺杆，物料在螺杆與螺套之間擠碾向前推進，當螺杆達到一定轉速時，物料在碾擠過程中溫度升高，其從C型成片器出口端被擠出時，一接觸外界空氣，即會自然膨化，省略了傳統工藝中的發泡工序。冷卻水通道是為了避免物料溫度過高而焦糊所採取的溫控措施。變頻器1.3可控制電機轉速，以在較高擠出速度與合適溫度中調到最佳轉速。從擠出機出來膨化C型片材，切割成段後經加溼機3加溼攤平傳送到模壓成型機成型。成型後的半成品送到乾燥塗膠臺，先自然風乾，然後對產品表面塗刷可降解、耐高溫、無毒的膠水，經塗膠的產品再送遠紅外烘乾機上快速烘乾，最後經包裝消毒即可出廠。
參照圖2，本實施例由擠出機1、切割器2、加溼機3、模壓成型機4、乾燥塗膠臺5、烘乾機6、包裝及消毒設備7組成，其中除擠出機1外的設備均為傳統產品市售購得。
參照圖2，擠出機1由電機1.4驅動，電機軸通過調速箱1.5進入機殼1.6與推進螺杆1.9固接，機殼1.6上方裝有一料鬥，鬥內裝有由小電機驅動的攪拌器1.7。推進螺杆1.9的前半段製成雙螺紋，使物料從其端部雙頭擠出，可提高工效。推進螺杆1.9與螺套1.8螺紋配合，其間留有間隙，料鬥底部的出料口伸入機殼1.6及螺套1.8，使物料可從間隙向前擠送。C型片材成型器1.2安裝在螺套1.8前端，該成型器1.2是在圓柱形金屬塊中軸向開C型通槽，物料從C型槽縫擠出即成C型片材。機架內裝有電器控制箱1.12及變頻器1.3。圖中1.1為冷卻水開關。
圖3、圖4所表示的推進螺杆1.9和螺套1.8結構，其中螺套1.8頂端相對於單螺紋部位開有進料窗1.14，圓孔1.13用於固定銷插入。在螺套1.8的前端開有凹環槽1.10，用作冷卻水通道。
參照圖5、圖6，C型片材成型器1.2為金屬圓柱體，其軸向銑有C型通槽，物料擠入端為寬槽口1.16，槽寬H約為40mm，物料擠出端為窄槽口1.11，槽寬h約為5mm，圖中1.15為螺孔，用以與螺套1.8螺連。
權利要求
1.一種全降解食品容器的生產方法，以玉米、玉米芯為混合原料，生產工序是玉米芯破碎、混合攪拌、片材成型、切割、加溼，模壓成型、乾燥、塗膠、烘乾、包裝消毒，其特徵在於混合攪拌、C型片材成型、片材膨化由一道工序實現，其中對玉米澱粉類原料膨化所需高溫是在物料推進擠出時碾擠磨擦中自然產生。
2.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於C型片材成型和膨化由物料從具有C型通槽的成型器擠出，同時物料一接觸外界空氣即自然實現膨化。
3.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於物料推進擠出所需動力採用具有變頻調速的電機，以在較高擠出速度和合適膨化溫度中調整到最佳轉速。
4.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於物料在被擠出前採用單冷卻水循環進行輔助膨化溫度控制。
5.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於乾燥塗膠工序是從模壓成型出來的食品容器半成品先自然風乾，然後在其表面噴或刷上膠水層。
6.根據權利要求5所述的生產方法，其特徵在於所述膠水為可降解食用生物膠，分為耐高溫和非耐高溫兩種，膠水中含有可被紫外線降解的無毒助劑。
7.一種根據權利1所述的食品容器生產方法的專用生產設備，包括具有攪拌供料裝置的擠出機(1)、切割裝置(2)、加溼裝置(3)、模壓成型機(4)、烘乾機(6)、驅動電機(1.4)，其特徵在於擠出機(1)採用推進螺杆(1.9)與螺套(1.8)配合結構，螺套(1.8)前端與C型片材成型器(1.2)螺接。
8.根據權利要求7所述的生產設備，其特徵在於C型片材成型器(1.2)為圓柱形金屬塊中軸向開有C型通槽，該通槽的出口端槽寬h小於進口端槽寬H。
9.根據權利要求8所述的生產設備，其特徵在於H∶h＝5∶1～15∶1。
10.根據權利要求7所述的生產設備，其特徵在於推進螺杆(1.9)可製成雙螺紋結構。
11.根據權利要求7所述的生產設備，其特徵在於螺套(1.8)前端制有供冷卻水流通的凹槽(1.10)。
12.根據權利要求7所述的生產設備，其特徵在於驅動電機(1.4)可採用變頻調速電機或普通電機配以變頻器(1.3)。
全文摘要
可降解食品容器的生產方法及其專用生產設備,以玉米和玉米芯為原料,其生產工序是玉米芯破碎→與玉米混合攪拌→膨化片材成型→切割→加溼→模壓成型→乾燥塗膠→烘乾→包裝消毒,其特徵是攪拌、C型片材成型、膨化由一道工序實現,膨化所需溫度充分利用了物料在推進擠出時產生的摩擦高溫。在生產設備中推進螺杆及其螺套前端密閉螺接C型片材成型器,物料一經擠出即自然成膨化片材,可廣泛用於製作快餐盒、盆、杯等可降解食品容器。
文檔編號B65D65/46GK1376621SQ0111114
公開日2002年10月30日 申請日期2001年3月27日 優先權日2001年3月27日
發明者張仁貴 申請人:張仁貴