棕榈叶植物纤维餐盒的热压成型工艺研究

商霓 张辉 赵昆

摘要：本文探讨的植物餐盒以棕榈叶和普通树叶为原料，在采用热压成型工艺的基础上，研究植物餐盒的最佳制压条件。经过实验分析，热压成型对植物餐盒压制质量的影响因素从主到次为：时间>压力>温度>水分。

关键词：棕榈叶；植物餐盒；热压成型

1 绪论

现今，环境保护与资源利用成为全球关注的话题。如何解决资源过度消耗及环境污染问题愈发重要，其中餐饮行业所产生的垃圾比率超出50%。[1]由此可见，植物餐盒可以在一定程度上提高资源利用率，减少餐饮业对环境造成的破坏。

在一次性餐具生产应用方面，目前广泛使用的包括纸质、可降解塑料、玉米秸秆、稻壳等植物纤维餐具及可食性餐具等。[2]利用植物树叶并加少量棕榈叶作为缝合原料，添加极少粘合剂、防水剂等辅料，采用热压成型工艺，就可以制作出一次性餐具。本文提出的棕榈叶等树叶资源丰富、造价低廉、无污染，具有很好的发展前景，是塑料餐具的理想替代产品。

在前期研究的基础上，本文以棕榈叶加荷叶植物纤维作为研究对象，借助 SAS 9.3 软件，以外观品质为评价指标，利用正交实验法对设计的树叶植物餐盒热压工艺中的重要参数进行优化。有关植物纤维餐具热压成型工艺的具体流程可以参见文献。[3]

2 压制参数确定

根据初步研究阶段所做的试验，利用棕榈叶纤维缝合树叶后压制植物餐盒时，对其能否成型的主要影响因素含有以下五点：定型时间、含水率、成型压力、上模温度（比下模温度高 12℃）、下模温度。本文以产品外观品质为评价指标，在控制并保证上述影响因素，且其他的影响因素不变的情况下，以定型时间、含水率、成型压力、上模温度等因素设计正交实验如表1。实验按照D（时间/s）、P（压力/MPa）、W（水分/%）、T（温度/℃）四类影响因素的不同参数分为三组数据实验，由此确定餐盒成型的影响因素和其影响力度的大小顺序及其变量的大致范围。实验所用原料只含棕榈树纤维、植物树叶和水，此外无任何多余试剂。

3 外观品质评价指标

棕榈树餐盒质量评估标准[4]从外观色泽、完整程度、裂变程度、起皮及起泡程度、粘模情况及餐具变形程度等指标各分三个等级综合评定餐具的成型质量，评分细则如表2。本文将表2指标作为评价标准，对棕榈植物纤维餐具干法热压成型工艺进行优化，重点研究加压压力、水分、上模温度和加压时间 4 个关键因素对产品外观品质的影响。

4 实验结果

通过实验，得到表3實验结果方差分析表，从表中可以看出，热压成型工艺的影响因素中所涉及的四个参数对于棕榈树纤维缝合树叶餐盒的成品质量影响的差异性皆不显著。因此可得出结论，即影响餐盒成品因素从主到次依次为：D>P>T>W，即时间>压力>温度>水分。

5 结论

本文研究了最佳工艺参数对棕榈叶植物纤维餐具成型质量的影响，为棕榈及树叶等植物纤维模压成环保餐具的进一步试验研究提供依据。实验表明最佳压制环境：时间40s、温度125℃、压力7Mpa、水分2%。

参考文献：

[1]王芮栋.植物纤维餐具的现状分析与对策[J].包装工程，1998，19（6）：4546.

[2]郭文川，朱新华.一次性可降解餐具的研究与应用现状[J].包装与食品机械，2001，19（1）：3234.

[3]刘天舒，李树君，景全荣，等.植物纤维干法热压成型机的设计[J].农业机械，2011（3）：98100.

[4]刘天舒，李树君，景全荣.植物纤维餐具干法热压成型工艺响应面法优化[J].农业机械学报，2012，49（9）：116119.