一种食品接触用绿色防霉竹材的制备方法与流程

1.本发明属竹材防腐技术领域，具体涉及一种食品接触用绿色防霉竹材的制备方法。


背景技术：

2.近年来，原竹制品发展迅猛，尤其是竹制餐具，如牙签、筷子、航空一次性叉勺餐盒等，及与食品接触的竹包装材料或竹容器，如竹茶叶罐、竹包装盒、竹筒饮料罐等快速发展。原竹产品具有自然优雅的纹理，高强度与韧性，然而极易发生霉变，导致表面颜色、气味发生变化，严重会影响使用性能。竹质工程材料一般采用化学防霉处理，具有一定的生物毒性而且使用过程容易发生流失。对于与食品接触的专用防霉技术目前需求迫切。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种食品接触用绿色防霉竹材的制备方法，该方法不受样品形状限制，霉变防护效果好，且增强材料表面硬度、耐污染性与疏水性，处理方法环保安全，尤其适合食品接触原竹包装材料的防霉处理。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种食品接触用绿色防霉竹材的制备方法，该方法为：
5.s1、竹材烘干:将竹材在温度为60℃～100℃的条件下烘干，得到待处理竹材；
6.s2、盐雾气化吸附：将蒸馏水煮沸后冷却至35℃～50℃，得到处理后的蒸馏水，将钠盐或者钾盐溶于处理后的蒸馏水中，得到盐溶液；将s1中得到的待处理竹材预热至65℃～100℃，用温度为35℃～50℃的所述盐溶液对待处理竹材进行盐雾气化吸附处理1h～3h，得到盐雾处理后的竹材；多余的盐分回收、结晶纯化后继续使用；
7.本发明使用盐雾气化吸附的方式，对竹材进行防霉性处理，且能起到样品杀菌作用，盐雾处理很少浸出竹材内部抽提成分，析出的盐分容易回收利用，不受样品形状限制，可直接处理成品。且盐雾处理的强度随温度升高，盐雾侵蚀(渗透)效果倍增，处理效率明显提高；并且多余的盐分能继续回收、结晶纯化后使用，没有其他废液排出；
8.s3、在温度为110℃～130℃的过热蒸汽的条件下将s2中得到的盐雾处理后的竹材干燥至含水率为20％～30％，然后进行微波干燥至含水率为10％～15％，得到盐雾处理干燥竹材；
9.本发明在使用过热蒸汽干燥过程，竹材表面温度高、湿润性好，可减少盐类析出，此外由于氧气含量少，减少竹材的氧化过程的影响，尽可能保持竹材的原有色泽，且能对竹材中可能存在的菌类及孢子等起到比较彻底的清杀作用；
10.s4、表面疏水处理：将s3中得到的盐雾处理干燥竹材表面处理平整并采用高压气枪吹扫表面杂物(表面的灰尘和盐类等杂物)后，在温度为50℃～80℃的条件下，将蜡溶于松节油，得到蜡松节油混合物，将所述蜡松节油混合物和半干性植物油混合，得到表面疏水剂，对盐雾处理干燥竹材的表面涂刷后，在温度为100℃～135℃的烘烤箱中进行涂饰层深
度渗透与干燥处理，得到食品接触用绿色防霉竹材。
11.松节油是天然的有机溶剂，对油蜡具有强大的溶解性，沸点低不容易残留，渗透性强，是本发明所需很好的载体，可将蜡质带入竹材组织内部，达到深层渗透。本发明所选用的蜡与半干性油均为可食性，模拟食材涂油后的烘烤过程，采用表面涂饰，结合加热深度渗透，节省成本，以绿色的方式实现材料的防霉处理。
12.本发明在温度为100℃～135℃的烘烤箱中进行表面涂饰层干燥处理，在高温下油蜡层流动性增加，树脂在渗透过程将油蜡带入到竹材薄壁细胞及导管中，随着树脂挥发和环境温度下降，油蜡在竹材细胞组织内固化，从而达到表面填充硬化及疏水作用，同时对盐雾成分进行包裹覆盖，减少盐雾成分流失，达到缓释作用。
13.表面疏水处理：将s3中得到的盐雾处理干燥竹材表面处理平整并采用高压气枪吹扫表面杂物后，在温度为50℃～80℃的条件下，将蜡溶于松节油，得到蜡松节油混合物，将所述蜡松节油混合物和半干性植物油混合，得到表面疏水剂，对盐雾处理干燥竹材的表面涂刷后，在温度为100℃～135℃的烘烤箱中进行涂饰层深度渗透与干燥处理，得到食品接触用绿色防霉竹材。
14.优选地，s1中待处理竹材的含水率为8％～10％。
15.优选地，s2中所述盐溶液中钠盐或者钾盐的质量分数为20％～30％。
16.优选地，s2中所述钠盐包括氯化钠、硝酸钠或者碳酸钠；所述钾盐包括氯化钾。
17.优选地，s4中所述蜡松节油混合物中蜡的质量分数为40％～60％。
18.优选地，s4中所述表面疏水剂中蜡松节油混合物和半干性植物油的质量比为1：(3～5)。
19.优选地，s4中所述半干性植物油包括亚麻籽油、葵花籽油、大豆油或者蓖麻油。
20.优选地，s4中所述蜡包括棕榈蜡、蜂蜡或者小烛树蜡。
21.优选地，s4中在所述烘烤箱中的时间为0.5h～2h。
22.本发明与现有技术相比具有以下优点：
23.1、本发明本发明使用盐雾气化吸附的方式，对竹材进行杀菌处理，盐雾处理很少浸出竹材内部抽提成分，析出的盐分容易回收利用，不受样品形状限制，可直接处理成品。且盐雾处理随温度，侵蚀效果倍增，处理效率高；并且多余的盐分能继续回收、结晶纯化后使用，采用表面盐雾处理而非液体浸渍，竹材抽提成分排出极少，无废液排放；后期使用过热蒸汽干燥，竹材表面温度高、湿润性好，可减少盐类析出，此外由于氧气含量少，减少竹材的氧化过程的影响，尽可能保持竹材的原有色泽，且能对竹材中可能存在的菌类及孢子等起到比较彻底的杀菌作用。
24.2、本技术对竹材进行盐雾气化吸附、油脂/蜡包裹及高温烤制深度渗透，内部形成高盐组分环境，不利于霉菌正常生理代谢，表层形成疏水层，对竹材或其产品霉变发生起到双重防护作用。具有工艺简单、无毒无害、无排放、不受样品形状限制(成品/原材料皆可)，且增强材料表面硬度、耐污染性与疏水性、霉变防护效果好等优点，尤其适合食品接触原竹包装材料的防霉处理。
25.下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
26.实施例1
27.本实施例的食品接触用绿色防霉竹材的制备方法，本实施例的本实施例的食品接触用绿色防霉竹材为航空用一次性叉子，该方法为：
28.s1、竹材烘干:将竹材(原竹叉子)在温度为60℃的条件下烘干，得到含水率为10％的待处理竹材；
29.s2、盐雾气化吸附：将蒸馏水煮沸后冷却至35℃，得到处理后的蒸馏水，将钠盐(氯化钠)溶于处理后的蒸馏水中，得到盐溶液；将s1中得到的待处理竹材预热至65℃，用温度为35℃的所述盐溶液对待处理竹材进行盐雾气化吸附处理3h，得到盐雾处理后的竹材；多余的盐分回收、结晶纯化后继续使用；所述盐溶液中钠盐的质量分数为30％；
30.s3、在温度为130℃的过热蒸汽的条件下将s2中得到的盐雾处理后的竹材干燥至含水率为20％，然后进行微波干燥至含水率为10％，得到盐雾处理干燥竹材；
31.s4、表面疏水处理：将s3中得到的盐雾处理干燥竹材表面处理平整并采用高压气枪吹扫表面杂物后，在温度为50℃的条件下，将蜡(蜂蜡)溶于松节油，得到蜡松节油混合物，将所述蜡松节油混合物和半干性植物油(大豆油)混合，得到表面疏水剂，对盐雾处理干燥竹材的表面涂刷后，在温度为135℃的烘烤箱中进行表面热处理0.5h，得到食品接触用绿色防霉竹材，即航空用一次性叉勺；所述蜡松节油混合物中蜡的质量分数为40％；所述表面疏水剂中蜡松节油混合物和半干性植物油的质量比为1：3。
32.本实施例制备的航空用一次性叉子的性能测试结果：
33.防霉性：按国标gb/t 18261-2013《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》中规定的黑曲霉(霉菌)和可可球二孢(变色菌)进行霉变试验。
34.变色菌的防治效力为80％、霉菌的防治效力为67％；
35.表面润湿性(接触角)：95
°
；
36.表面硬度(gb/t 1941-2009)：金氏硬度为4520n。
37.本实施例中s1步骤中的原竹叉子作为对照，性能测试结果：
38.防霉性：变色菌的防治效力为17％、霉菌的防治效力为0％；
39.表面润湿性(接触角)：82
°
；
40.表面硬度(gb/t 1941-2009)：金氏硬度为3869n。
41.实施例2
42.本实施例的食品接触用绿色防霉竹材(绿色防霉竹制茶叶罐)的制备方法，该方法为：
43.s1、竹材烘干:将竹材(竹制茶叶罐)在温度为100℃的条件下烘干，得到含水率为8％的待处理竹材；
44.s2、盐雾气化吸附：将蒸馏水煮沸后冷却至50℃，得到处理后的蒸馏水，将钠盐(硝酸钠)溶于处理后的蒸馏水中，得到盐溶液；将s1中得到的待处理竹材预热至100℃，用温度为50℃的所述盐溶液对待处理竹材进行盐雾气化吸附处理1h，得到盐雾处理后的竹材；多余的盐分回收、结晶纯化后继续使用；所述盐溶液中钠盐的质量分数为20％；
45.s3、在温度为110℃的过热蒸汽的条件下将s2中得到的盐雾处理后的竹材干燥至含水率为30％，然后进行微波干燥至含水率为15％，得到盐雾处理干燥竹材；
46.s4、表面疏水处理：将s3中得到的盐雾处理干燥竹材表面处理平整并采用高压气枪吹扫表面杂物后，在温度为80℃的条件下，将蜡(棕榈蜡)溶于松节油，得到蜡松节油混合物，将所述蜡松节油混合物和半干性植物油(葵花籽油)混合，得到表面疏水剂，对盐雾处理干燥竹材的表面涂刷后，在温度为100℃的烘烤箱中进行涂饰层深度渗透与干燥处理2h，得到食品接触用绿色防霉竹材，即绿色防霉竹制茶叶罐；所述蜡松节油混合物中蜡的质量分数为60％；所述表面疏水剂中蜡松节油混合物和半干性植物油的质量比为1：5。
47.本实施例制备的绿色防霉竹制茶叶罐的性能测试结果：
48.防霉性：按国标gb/t 18261-2013《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》中规定的黑曲霉(霉菌)和可可球二孢(变色菌)进行霉变试验。
49.变色菌的防治效力为75％、霉菌的防治效力为75％；
50.表面润湿性(接触角)：96
°
；
51.表面硬度(gb/t 1941-2009)：金氏硬度为5030n。
52.本实施例中s1步骤中的竹制茶叶罐作为对照，性能测试结果：
53.防霉性：变色菌的防治效力为15％、霉菌的防治效力为0％；
54.表面润湿性(接触角)：85
°
；
55.表面硬度(gb/t 1941-2009)：金氏硬度为4280n。
56.实施例3
57.本实施例的食品接触用绿色防霉竹材(绿色防霉竹编果篮)的制备方法，该方法为：
58.s1、竹材烘干:将竹材(竹编果篮)在温度为85℃的条件下烘干，得到含水率为8％的待处理竹材；
59.s2、盐雾气化吸附：将蒸馏水煮沸后冷却至40℃，得到处理后的蒸馏水，将钾盐(氯化钾)溶于处理后的蒸馏水中，得到盐溶液；将s1中得到的待处理竹材预热至80℃，用温度为40℃的所述盐溶液对待处理竹材进行盐雾气化吸附处理2h，得到盐雾处理后的竹材；多余的盐分回收、结晶纯化后继续使用；所述盐溶液中钾盐的质量分数为25％；
60.s3、在温度为120℃的过热蒸汽的条件下将s2中得到的盐雾处理后的竹材干燥至含水率为25％，然后进行微波干燥至含水率为10％～15％，得到盐雾处理干燥竹材；
61.s4、表面疏水处理：将s3中得到的盐雾处理干燥竹材表面处理平整并采用高压气枪吹扫表面杂物后，在温度为60℃的条件下，将蜡(小烛树蜡)溶于松节油，得到蜡松节油混合物，将所述蜡松节油混合物和半干性植物油(亚麻籽油)混合，得到表面疏水剂，对盐雾处理干燥竹材的表面涂刷后，在温度为120℃的烘烤箱中进行涂饰层深度渗透与干燥处理1.5h，得到食品接触用绿色防霉竹材，即绿色防霉竹编果篮；所述蜡松节油混合物中蜡的质量分数为50％；所述表面疏水剂中蜡松节油混合物和半干性植物油的质量比为1：4。
62.本实施例制备的绿色防霉竹编果篮的性能测试结果：
63.防霉性：按国标gb/t 18261-2013《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》中规定的黑曲霉(霉菌)和可可球二孢(变色菌)进行霉变试验。
64.变色菌的防治效力为75％、霉菌的防治效力为75％。
65.本实施例中s1步骤中的竹编果篮作为对照，性能测试结果：
66.防霉性：变色菌的防治效力为17％、霉菌的防治效力为0％。
67.实施例4
68.本实施例的食品接触用绿色防霉竹材(绿色防霉竹砧板)的制备方法，该方法为：
69.s1、竹材烘干:将竹材(竹砧板)在温度为75℃的条件下烘干，得到含水率为9％的待处理竹材；
70.s2、盐雾气化吸附：将蒸馏水煮沸后冷却至45℃，得到处理后的蒸馏水，将钾盐(氯化钾)溶于处理后的蒸馏水中，得到盐溶液；将s1中得到的待处理竹材预热至70℃，用温度为45℃的所述盐溶液对待处理竹材进行盐雾气化吸附处理2h，得到盐雾处理后的竹材；多余的盐分回收、结晶纯化后继续使用；所述盐溶液中钾盐的质量分数为20％；
71.s3、在温度为125℃的过热蒸汽的条件下将s2中得到的盐雾处理后的竹材干燥至含水率为27％，然后进行微波干燥至含水率为13％，得到盐雾处理干燥竹材；
72.s4、表面疏水处理：将s3中得到的盐雾处理干燥竹材表面处理平整并采用高压气枪吹扫表面杂物后，在温度为70℃的条件下，将蜡(棕榈蜡)溶于松节油，得到蜡松节油混合物，将所述蜡松节油混合物和半干性植物油(蓖麻油)混合，得到表面疏水剂，对盐雾处理干燥竹材的表面涂刷后，在温度为130℃的烘烤箱中进行涂饰层深度渗透与干燥处理1h，得到食品接触用绿色防霉竹材，即绿色防霉竹砧板；所述蜡松节油混合物中蜡的质量分数为45％；所述表面疏水剂中蜡松节油混合物和半干性植物油的质量比为1：3。
73.本实施例制备的绿色防霉竹砧板的性能测试结果：
74.防霉性：按国标gb/t 18261-2013《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》中规定的黑曲霉(霉菌)和可可球二孢(变色菌)进行霉变试验。
75.变色菌的防治效力为85％、霉菌的防治效力为67％；
76.表面润湿性(接触角)：105
°
；
77.表面硬度(gb/t 1941-2009)：金氏硬度为5210n。
78.本实施例中s1步骤中的竹砧板作为对照，性能测试结果：
79.防霉性：变色菌的防治效力为17％、霉菌的防治效力为0％；
80.表面润湿性(接触角)：85
°
；
81.表面硬度(gb/t 1941-2009)：金氏硬度为3980n。
82.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。