玉米秸秆/聚羟基烷酸酯可降解抑菌食品包装材料生产技术
技术描述
塑料污染和环境问题日益严重，食品包装的安全耐用性和环保易用性需求亟待解决。本项目以聚羟基烷酸酯（PHA）生物塑料和玉米秸秆为主要原料，辅以ε-聚赖氨酸做抗菌剂，柠檬酸做交联剂，通过先进的热压成型工艺，制备出一种创新的可生物降解食品包装盒。 采用的主体材料皆是有生物降解性的环保材料，PHA作为一类由微生物发酵获得的天然高分子材料，具有优良的生物降解性，可以在自然环境中完全降解，避免了传统塑料对环境的长期污染。玉米秸秆作为农业废弃物的再利用，不仅提高了环保性和可持续性，还提供了必要的机械强度，使包装盒更坚固。ε-聚赖氨酸是天然抗菌剂，能够有效抑制细菌生长，延长食品的保质期。柠檬酸作为交联剂，增强了材料间稳定性。另外热压成型的制作工艺也可降低工业生产成本。仅需四步热压工艺，即将混合浆加热到PHA颗粒熔融温度150-180℃。施加高压（10-20 MPa），充分融合制浆材料。通过模具压制成所需的包装盒形状。保持压力的同时，冷却模具，定型固化。 通过这些措施，本项目开发的食品包装盒既具备环保特性，又具备优良的机械性能和抗菌性能，能有效解决现有食品包装材料存在的环境污染和安全耐用性不足的问题。
技术优势
（1）原料环保低廉：以生物塑料PHA和玉米秸秆为主要原料，充分利用可再生资源，清洁环保。PHA由微生物发酵生成，能够在自然环境中完全降解。玉米秸秆作为农业废弃物，再循环利用，体现“变废为宝”的理念。 （2）技术简便高效：热压工艺制备食品包装材料，相较于其他制作工艺，更简单高效。在高温高压下材料充分融合，提高产品的耐用性和机械强度。 （3）功能抑菌降解：生物防腐剂ε-聚赖氨酸，确保材料在高达120℃的温度下仍能保持抑菌活性，延长食品保质期，减少食品损耗和浪费。同时相比传统石油基塑料因不可降解性逐渐被限制和淘汰，本技术中生产的包装盒具有生物降解性。 一些国际公司如NatureWorks和Novamont等在PLA和其他生物塑料领域具有一定的市场份额，但他们主要依赖于玉米淀粉等高成本原料，并且生产工艺相对复杂，导致生产成本较高。同时，这些公司在处理农业废弃物方面的技术应用较少。另外，虽然PLA作为生物降解材料存在，但其原料成本较高且需要生物堆肥化处理，质脆，不耐热等，限制了应用范围。本项目的技术克服了这些不足，使用低成本原料和简单的生产工艺，同时具备较高的市场竞争力。
效果指标
全球食品包装市场规模在2022年已超过3000亿美元，预计在未来几年将继续保持增长。特别是生物降解材料的市场份额不断上升，预计到2030年，生物降解材料在全球食品包装市场的占比将超过10%。中国市场方面，随着国家对环保要求的日益严格，食品包装产业对生物降解材料的需求日益增加。尤其是对于生鲜食品和快餐外卖等需要高保鲜性能的产品，更是迫切需要具备生物降解性和环保性能的包装材料。 本项目基于PHA生物塑料和玉米秸秆制备的可降解食品包装材料，具有优异的抗菌防腐性能，适用于水果、蔬菜、肉类等生鲜产品的包装；并且产品机械强度良好，可以确保食品在运输和储存过程中的质量和安全。 该技术采取多方推广策略，包括与食品企业、快餐连锁、外卖平台等合作，共同推广这种新型生物降解食品包装材料。通过申请政府支持和补贴，降低成本，扩大市场影响力。同时，在超市、生鲜电商平台进行试点示范，展示技术的优势和实际效果，参加行业展会和研讨会，提升行业认知度和接受度。通过广告、社交媒体等渠道宣传产品的环保和安全优势，标明包装上的环保特性，增强消费者对该技术的认知和信任，引导消费者选择环保产品。这一系列措施共同推动新技术在市场上的应用和普及，满足消费者对环保和安全食品包装的迫切需求。