一种用于含咖啡因食品包装的无纺布口含袋及其制备方法与流程

本发明涉及技术食品包装材料及功能性食品领域，特别涉及一种用于含咖啡因食品包装的无纺布口含袋及其制备方法。

背景技术：

1、具有提神醒脑功能的含咖啡因食品，如咖啡含片、能量粉末等，逐渐受到市场欢迎。传统的含化方式多为直接口服片剂或粉末，但存在口感单一、易产生口腔局部刺激、咖啡因释放过快或易潮解等问题。

2、含咖啡因口含袋作为近年来快速崛起的新型便携提神产品，无纺布口含袋作为一种新型的递送载体，因其透气、柔软、可承载粉状或颗粒状内容物而受到关注，打破了传统提神方式的使用限制：它无需饮水冲泡，彻底解决了驾驶途中、户外作业、会议现场等无水源场景的提神难题；通过口腔黏膜直接吸收咖啡因，起效速度比传统咖啡快3-5倍，能在5分钟内快速缓解疲劳；且体积小巧、使用时无需咀嚼、无异味散发，具有极强的隐蔽性，不会干扰他人工作或学习，特别适合对提神效率和使用体验有高要求的场景，已成为当代年轻人对抗疲劳、提升效率的刚需产品。

3、然而，现有技术中的含咖啡因口含袋大多采用普通单层无纺布包装，无法精准控制咖啡因释放速率，易产生突释，导致不良反应且提神持续时间短；普通无纺布材料本身防潮性能差，易吸收空气中的水分，导致袋内食品颗粒结块、潮解，影响口感并缩短保质期；多数产品缺乏有效的抑菌防护措施，在储存和使用过程中易滋生大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌，存在显著的食品安全隐患；同时，材料亲水性不佳导致起效延迟，柔软度不足易引起口腔不适，生产过程中的静电问题也影响效率与质量。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出一种用于含咖啡因食品包装的无纺布口含袋及其制备方法，解决上述问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种用于含咖啡因食品包装的无纺布口含袋，所述无纺布口含袋由内向外依次包括内层接触层、中间功能层和外层防护层沿周边封合构成的袋体，以及由所述袋体围成的用于容纳含咖啡因食品的封闭腔，所述内层接触层孔径5-15μm，所述中间功能层孔径20-40μm，所述外层防护层孔径50-80μm。

3、进一步地，所述内层接触层为亲水性无纺布层；

4、所述中间功能层为熔喷法工艺制成的聚乳酸（pla）/聚己内酯（pcl）共混无纺布，其中均匀分布有纳米级β-环糊精和食品级硬脂酸镁；

5、所述外层防护层为纺粘法工艺制成的聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）无纺布，其外表面经过抗静电处理。

6、进一步地，所述纳米级β-环糊精平均粒径为20-80nm，添加量为pla/pcl共混物总质量的1%-5%，食品级硬脂酸镁的添加量为0.5%-2%；所述β-环糊精用于吸附和缓释咖啡因分子，所述硬脂酸镁用于调节内腔湿度。

7、进一步地，所述外层防护层的外表面还涂覆有由壳聚糖和单宁酸复合而成的天然抑菌涂层。

8、进一步地，所述封闭腔内填充有含咖啡因食品组合物，所述食品组合物为颗粒状，按质量百分比计包含：咖啡因5%-15%、木糖醇70%-90%、碳酸氢钠1%-5%。

9、进一步地，所述的无纺布口含袋的制备方法，包括以下步骤：

10、s1.原料制备：

11、s1a.制备内层接触层：对纤维素浆粕进行亲水改性处理，采用湿法成网工艺抄造成型，得到克重为15-25g/m2的纤维素基无纺布；

12、s1b.制备中间功能层：将pla和pcl按质量比（7-8）:（2-3）共混熔融，在熔喷工艺过程中，将纳米级β-环糊精和硬脂酸镁的混合粉末通过侧向气流注入熔体细流，制成克重为8-15g/m2的功能性熔喷无纺布；

13、s1c.制备外层防护层：采用纺粘法工艺，将pet与1%-5%的疏水母粒进行共混，在265-285℃下熔融纺丝，经0.3-0.6mpa的高速气流牵伸，在40-70cm的接收距离上铺网成型，经氩气等离子体进行抗静电处理后，再涂覆由壳聚糖和单宁酸复合而成的天然抑菌涂层，得到克重为20-35g/m2的防护无纺布；

14、s2.层压复合：将步骤s1a、s1b、s1c制得的三层无纺布通过热轧粘合工艺进行复合，得到复合无纺布基材；

15、s3.制袋成型：将复合无纺布基材牵引至制袋机，通过超声波焊接工艺，按预设袋型进行三边或四边封合，形成带有密封内腔的袋体，并同步通过激光在袋体边缘加工出易撕口；

16、s4.后处理：对成型后的口含袋进行环氧乙烷灭菌，并在洁净环境下分装。

17、进一步地，所述s1a制备内层接触层的具体步骤如下：

18、（1）将天然纤维素浆粕（如木浆、棉浆或竹浆）浸泡于去离子水中，使用水力碎浆机在浓度3-5wt%、温度40-60℃的条件下进行疏解，打浆至打浆度为25-40°sr，得到均匀的纤维素初级浆料。

19、（2）将初级浆料在200-400rpm低速搅拌下，加入纤维素绝干质量1%-3%的羧甲基纤维素钠，将搅拌速度提升至1500-2500rpm，并辅以功率400-600w、频率15-25khz超声处理15-30分钟，进一步稳定和增强纤维网络的亲水与保水能力，形成功能化浆料；

20、（3）将功能化浆料稀释至浓度0.05-0.1wt%，泵入湿法成型机中，通过重力自然脱水、真空抽吸脱水形成湿纤网，真空度-0.02~-0.05mpa，控制成形网速度与浆料流量，使湿纤网的绝干定量目标为15-25g/m2；

21、（4）将湿纤网在0.5-1.5mpa的线性压力下进一步脱水、干燥，采用梯度干燥：前段80-100℃，中段100-120℃，后段60-80℃，使纤网干燥至含水率低于8%；

22、（5）对干燥后的纤网进行柔整处理，涂覆一层浓度为0.5%-1.5%的海藻酸钠溶液，随后在60-80℃下烘干固化，最后，将成品无纺布收卷，即得到所述具有缓释功能的内层接触层基材。

23、进一步地，所述s1b在熔喷工艺过程中，将熔体温度控制在175-195℃，热空气温度控制在210-250℃，将纳米级β-环糊精和硬脂酸镁的混合粉末通过一股与熔体细流成15-45°夹角的侧向载气气流，注入尚未完全固化的熔体细流区，并在10-25cm的接收距离上成网。

24、进一步地，所述s1c外层防护层经过氩气等离子体抗静电处理，处理功率为100-200w，处理时间为30-60秒，所述壳聚糖和单宁酸的质量比为1:(2-4)，涂覆量为2-8g/m2。

25、进一步地，在步骤s2中，热轧粘合工艺的参数为：温度80-100℃，压力5-10mpa，速度10-20m/min；在步骤s3中超声波焊接的焊接频率为30-40khz，压力为0.3-0.4mpa，焊接时间为0.8-1.2s。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明采用三层梯度孔径结构设计，内层阻挡颗粒泄漏并保证唾液渗透，中间层控制释放速度且其纳米级β-环糊精可与咖啡因形成包合物进一步延缓释放，避免突释风险；外层提供结构支撑并通过添加疏水母粒实现本体疏水，结合中间层硬脂酸镁的内腔湿度调节作用，形成双重防潮机制，使产品在40℃、75%rh条件下储存30天含水率增加量不超过1.5%，有效防止食品结块和咖啡因降解；外层涂覆的壳聚糖-单宁酸复合天然抑菌涂层对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌抑菌率达95%以上，无化学残留，安全卫生；内层亲水性纤维素无纺布经海藻酸钠柔整处理后柔软亲肤、唾液渗透迅速，外层经氩气等离子体抗静电处理后表面电阻降至1.8×109ω，避免生产过程中的静电问题；中间层采用pla/pcl可降解共混材料，可在自然环境中逐步降解，符合绿色环保发展趋势。