CN117403475A - 一种制备食品包装原纸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品包装用纸技术领域，特别涉及一种制备食品包装原纸的方法，该方法以纤维素微纳米纤丝作为增强相，充分利用了纤维素微纳米纤丝高强度的特性，并配合切实可行的酶解联合高强度磨浆方法，将现有技术方案进行整体优化，从而设计开发出新型环保的纤维素微纳米纤丝增强食品包装原纸，其经济指标优异，市场应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及食品包装用纸技术领域，特别涉及一种纤维素微纳米纤丝增强食品包装原纸及其制备方法。
背景技术
近年来，随着社会经济的发展和人们环保意识的提高，食品包装纸行业呈现出蓬勃发展的态势。在包装结构设计上，开始出现多层复合材料和易开启封口设计等创新包装形式，使包装更加便利合理。在功能化包装方面，各类抗菌包装、气调节包装以及智能包装等层出不穷，极大地丰富了包装在食品保鲜方面的功能。新的包装结构和功能化都对食品包装原纸的抗张强度、撕裂强度、透气度等物理性能提出了更高的要求。另一方面，可降解包装作为一种绿色环保的包装形式，也逐渐成为行业的研发热点。但是，这些创新型包装材料也存在功能不够完善、成本较高等问题，亟待进一步的技术突破，以满足市场的需求。食品包装纸原纸物理强度需要不断提高，以适应对功能化、智能化等方面的要求。
目前市售的食品包装纸产品主要由纸浆纤维（包括木浆和非木植物纤维浆）添加各种功能助剂（如施胶剂、抗菌剂、防水剂、絮凝剂、填料等）制作而成。多数功能助剂如滑石粉、碳酸钙、烷基烯酮二聚体、树脂、石蜡等均为不可降解材料。这些非降解材料的使用降低了食品包装纸产品整体的可降解性和环保性。除此之外，造纸填料可能会掺杂重金属，造成后期的食品污染；合成树脂可能残留有毒物质；杀菌剂可能导致过敏反应，威胁使用者健康。因此食品包装纸造纸过程中需要选用安全无害的天然助剂，并控制添加量，减少对健康和环境的潜在危害。
纳米纤维素和纸浆都是纤维素材料，因此具有良好的亲和力。此外，纳米纤维素上丰富的羟基导致其可与纤维紧密连接，形成氢键和范德华相互作用。中国专利202310146020公开了一种改性TEMPO氧化纳米纤维素颗粒制备表面施胶剂提高纸张强度的方法，然而TEMPO氧化反应需要严格控制实验pH、温度、时间等，反应产率一般在60-80%左右，相对较低，导致成本较高。TEMPO氧化反应处理降低了纳米纤维素的生物降解性，而且生成有一定毒性的羰基化合物，需要进行后处理，不易实现大批量生产和后续的产品降解处理。此外，当纳米纤维素用作添加剂时，由于其纳米级的尺寸使其保留率较低。其次，纳米纤维素丰富的羟基使其具有高保水性，这导致生产过程中纸页脱水效率降低、能源消耗增加。因此，许多研究人员将聚电解质添加到纸浆中以提高保留率和脱水效率，例如聚丙烯酰胺，阳离子淀粉和壳聚糖。这些聚电解质可以吸收细粉以防止它们流失，并以絮凝剂的形式保留在湿纸页中，絮凝剂通过静电力与纤维连接。中国专利202210370002公开了一种将纳米纤维素和填料通过与阳离子聚丙烯酰胺混合形成填料预聚体，可增加填料与纤维的结合以及填料在系统中的留着率。然而该专利并未考虑预聚体处理是否会对纳米纤维素本身的性能产生负面影响，而且预聚体处理增加了工艺的复杂性，会提高生产成本。鉴于目前纳米纤维素应用于纸张增强方法存在工艺复杂、能耗高、难以推广等问题，迫切需要开发一整套综合考虑的新型增强技术，从根本上推动造纸行业的可持续发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，实现食品包装原纸的绿色可持续发展，从而提供一种制备食品包装原纸的方法。该方法充分利用了纤维素微纳米纤丝高强度的特性，并配合切实可行的酶解联合高强度磨浆方法，将现有技术方案进行整体优化，从而设计开发出新型环保的纤维素微纳米纤丝增强食品包装原纸，其经济指标优异，市场应用前景广阔。
本发明的目的通过下述技术方案实现，
本发明提供一种制备食品包装原纸的方法，包括以下步骤：将初始浆料在上浆泵后加入纤维素微纳米纤丝，依次在除渣器后、二段冲浆泵和/或一段压力筛后加入阳离子高分子聚合物得到混合浆料，再将混合浆料进行抄造后得到食品包装原纸。进一步的，所述初始浆料为将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释、碎浆和除渣后，再进行疏解和磨浆处理使其分丝帚化，最后混合搅拌均匀通过三段压力筛进行筛浆后得到的浆料；其中，漂白阔叶木浆包括但不限于漂白桉木浆、漂白杨木浆或漂白相思木浆中的至少一种；漂白针叶木浆包括但不限于漂白杉木浆或漂白松木浆中的至少一种。
进一步的，所述的碎浆时的浆料浓度为4～6 wt%；优选为5 wt%。
进一步的，所述的磨浆处理所用磨浆机包括但不限于圆柱磨浆机、锥形磨浆机和双盘磨浆机，其中优选圆柱磨浆机用于漂白麻浆磨浆处理，优选锥形磨浆机用于漂白针叶木浆磨浆处理，优选双盘磨浆机用于漂白阔叶木浆磨浆处理。
进一步的，所述磨浆处理的打浆度为35～40°SR。
进一步的，所述初始浆料优选由30～50wt%漂白阔叶木浆、10～20wt%漂白麻浆和40～50wt%漂白针叶木浆组成。
进一步的，所述纤维素微纳米纤丝由纸浆经过酶处理后再进行微细化磨浆和高强微射流均质制得。
进一步的，所述纸浆包括但不限于漂白杨木浆、漂白桉木浆、漂白相思木浆、漂白麻浆或漂白松木浆中的至少一种；优选为漂白松木浆。
进一步的，所述生物酶为外切葡聚糖酶（C1酶）、内切葡聚糖酶（Cx酶）或β葡糖苷酶中的一种或多种；酶处理控制pH在5.5-6.0，温度50-60℃。
进一步的，所述纤维素微米纤丝的长度为1-2μm。
进一步的，所述纤维素微纳米纤丝的添加量为初始浆料的1-7wt%。
进一步的，所述阳离子高分子聚合物的添加量为初始浆料的0.1-1wt%；还优选占所述原纸质量的0.08～0.1%（以干燥后的纸张重量计）。
进一步的，所述阳离子高分子聚合物包括但不限于阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、阳离子松香等。
进一步的，所述抄造的步骤包括在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，经真空脱水和压榨脱水，再烘干至固含率92～94%得到食品包装原纸。
进一步的，所述的纸浆成形器包括但不限于斜网成形器、圆网成形器和长网成形器等，优选为长网成形器。
进一步的，纸浆成形所得纸张的规格为40～60 g/m2；优选为50 g/m2。
本发明还提供上述方法制备得到的食品包装原纸。
本发明的有益效果在于：
本发明对原料选择与预处理、成纸工艺等进行了系统优化，充分利用了纤维素微纳米纤丝高强度的特性，并提出切实可行的酶解联合高强度磨浆方法，不仅实现了原纸力学性能的全面提升，还兼顾了操作简便性、成本效益、绿色环保性，并针对食品包装的性能要求，搭配高效的成形工艺参数，显著提升了成品原纸的各项性能。
附图说明
图1：本发明的一种实施工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。下列实施例中未注明具体实验条件的试验方法，通常按照常规实验条件或按照制造厂所建议的实验条件。
在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆稀释后在碎浆机和除渣器进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，将得到的浆料按设定比例混合，搅拌均匀后通过三段压力筛和抄前池得到初始浆料；将酶解后的漂白针叶木纤维素悬浮液进行微细化磨浆处理，再用高压微射流均质机进行高强度微射流处理，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；将初始浆料在经过上浆泵后加入纤维素微纳米纤丝，经过一段冲浆泵、五段除渣器后加入阳离子高分子聚合物得到混合浆料，再将混合浆料依次经过除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干，最后得到食品包装原纸。
在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆稀释后在碎浆机和除渣器进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，将得到的浆料按设定比例混合，搅拌均匀后通过三段压力筛和抄前池得到初始浆料；将酶解后的漂白针叶木纤维素悬浮液进行微细化磨浆处理，再用高压微射流均质机进行高强度微射流处理，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；将初始浆料在经过上浆泵后加入纤维素微纳米纤丝，经过一段冲浆泵、五段除渣器后加入阳离子高分子聚合物得到混合浆料，再将混合浆料依次经过除气器、二段冲浆泵，再加入阳离子高分子聚合物并进行一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干，最后得到食品包装原纸。
在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，还在一段压力筛后加入阳离子高分子聚合物。将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆稀释后在碎浆机和除渣器进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，将得到的浆料按设定比例混合，搅拌均匀后通过三段压力筛和抄前池得到初始浆料；将酶解后的漂白针叶木纤维素悬浮液进行微细化磨浆处理，再用高压微射流均质机进行高强度微射流处理，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；将初始浆料在经过上浆泵后加入纤维素微纳米纤丝，经过一段冲浆泵、五段除渣器后加入阳离子高分子聚合物得到混合浆料，再将混合浆料依次经过除气器、二段冲浆泵，再加入阳离子高分子聚合物并经过一段压力筛后，再继续加入阳离子高分子聚合物，经过流浆箱后在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干，最后得到食品包装原纸。
下面将根据实施例1-4与对比例1-7进一步说明本发明。
实施例1
本实施例提供一种制备食品包装原纸的方法，具体步骤如下：
将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入3 wt%的纤维素微纳米纤丝，在经过一段冲浆泵、五段除渣器后加入0.2 wt%糊化后的阳离子淀粉得到混合浆料，再将混合浆料依次经过除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸实施例1。
实施例2
将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入3 wt%的纤维素微纳米纤丝，在经过一段冲浆泵、五段除渣器后加入0.5 wt%阳离子聚丙烯酰胺得到混合浆料，再将混合浆料依次经过除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸实施例2。
实施例3
将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入3 wt%的纤维素微纳米纤丝，在经过一段冲浆泵、五段除渣器后加入0.2 wt%糊化后的阳离子淀粉，经过除气器，在二段冲浆泵后加入0.5 wt%阳离子聚丙烯酰胺得到混合浆料，再将混合浆料经过一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸实施例3。
实施例4
将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入3 wt%的纤维素微纳米纤丝，在经过一段冲浆泵、五段除渣器后加入0.2 wt%糊化后的阳离子淀粉，经过除气器，在二段冲浆泵后加入0.5 wt%阳离子聚丙烯酰胺，再经过一段压力筛后，加入1.5wt%的阳离子松香得到混合浆料，再将混合浆料经过流浆箱在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸实施例4。
对比例1
将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将初始浆料依次经过上浆泵、一段冲浆泵、五段除渣器、除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸对比例1。
对比例2
将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将初始浆料依次经过上浆泵、一段冲浆泵，在五段除渣器后加入0.2 wt%糊化后的阳离子淀粉得到混合浆料，再将混合浆料依次经过除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸对比例2。
对比例3
将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将初始浆料依次经过上浆泵、一段冲浆泵，在五段除渣器后加入0.5 wt%糊化后的阳离子聚丙烯酰胺得到混合浆料，再将混合浆料依次经过除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸对比例3。
对比例4
漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入1 wt%的纤维素微纳米纤丝得到混合浆料，再将混合浆料依次经过一段冲浆泵、五段除渣器、除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸对比例4。
对比例5
漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入3 wt%的纤维素微纳米纤丝得到混合浆料，再将混合浆料依次经过一段冲浆泵、五段除渣器、除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸对比例5。
对比例6
漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入5 wt%的纤维素微纳米纤丝得到混合浆料，再将混合浆料依次经过一段冲浆泵、五段除渣器、除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸对比例6。
对比例7
漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释至5.5%、5.0%和5.5%，随后进行碎浆和除渣，然后分别利用双盘磨浆机、锥形磨浆机和圆柱磨浆机对漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆进行疏解和磨浆处理，最终得到打浆度分别为40、35、40°SR的浆料，漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆按40 wt%、45 wt%和15 wt%混合，搅拌均匀后通过三段压力筛进行筛浆和抄前池后得到初始浆料；
将酶解（Novozymes FiberCare®D，用量为浆料绝干重的20 IU/g，55℃反应12小时）后的漂白针叶木纤维素悬浮液在1100Bar高压条件下进行微细化磨浆处理，得到浓度为15 wt%的纤维素微米浆液，将上述微米浆液在8℃条件下，用高压微射流均质机进行高强度微射流处理(压力100Pa)，制备出长度均匀分布在1-2μm的纤维素微纳米纤丝；
将初始浆料在上浆泵后加入7 wt%的纤维素微纳米纤丝得到混合浆料，再将混合浆料依次经过一段冲浆泵、五段除渣器、除气器、二段冲浆泵、一段压力筛和流浆箱后，在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，然后经真空脱水和压榨脱水，将纸幅传送至杨克烘缸烘干至固含率92～94%，得到定量为50 g/m2的食品包装原纸对比例7。
将实施例1-4与对比例1-7制得的纸页按照GB/T 12914-2008对纸页的抗张强度进行测试，按照GB/T 455-2002对纸页的撕裂度进行测试，按照GB/T 22901-2008对纸页的透气度进行测试，结果如表1所示。
表1
上述结果表明，本发明充分利用了纤维素纳米纤丝高强度的特性，并采用适量阳离子聚合物处理增强与纤维的结合力，显著提升了食品包装原纸的力学性能，适合食品包装领域的应用。
可以理解的是，以上具体实施例均为本发明的进一步说明，并不用于限定本发明的保护范围，对本领域技术人员来说，在没有创造性劳动的条件下所获得的所有其它润饰和修改，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种制备食品包装原纸的方法，其特征在于，包括以下步骤：将初始浆料在上浆泵后加入纤维素微纳米纤丝，依次在除渣器后、二段冲浆泵和/或一段压力筛后加入阳离子高分子聚合物得到混合浆料，再将混合浆料进行抄造后得到食品包装原纸。
2.根据权利要求1所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述初始浆料为将漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆和漂白麻浆分别稀释、碎浆和除渣后，再进行疏解和磨浆处理使其分丝帚化，最后混合搅拌均匀通过三段压力筛进行筛浆后得到的浆料。
3.根据权利要求1所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述初始浆料由30～50wt%漂白阔叶木浆、10～20wt%漂白麻浆和40～50wt%漂白针叶木浆组成。
4.根据权利要求1所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述纤维素微纳米纤丝由纸浆经过生物酶处理后再进行微细化磨浆和高强微射流均质制得。
5.根据权利要求4所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述生物酶为外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶或β葡糖苷酶中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述纤维素微米纤丝的长度为1-2μm。
7.根据权利要求1所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述纤维素微纳米纤丝的添加量为初始浆料的1-7wt%。
8.根据权利要求4所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述阳离子高分子聚合物的添加量为初始浆料的0.1-1wt%。
9.根据权利要求1所述的制备食品包装原纸的方法，其特征在于，所述抄造的步骤包括在纸浆成形器内形成均匀的纤维网，经真空脱水和压榨脱水，再烘干至固含率92～94%得到食品包装原纸。
10.一种权利要求1-9任一项所述方法制备得到的食品包装原纸。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311401819.4A CN117403475A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种制备食品包装原纸的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311401819.4A CN117403475A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种制备食品包装原纸的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN117403475A true CN117403475A (zh) | 2024-01-16 |
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| CN202311401819.4A Pending CN117403475A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种制备食品包装原纸的方法 |
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