一种菠萝全叶抗菌纸张及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种菠萝全叶抗菌纸张及其制备方法，本发明专利技术围绕传统的菠萝叶粉碎还田容易造成土壤酸化，菠萝叶提取纤维过程存在成本高、污染大且利用率低等难题，发明专利技术了一种菠萝全叶抗菌纸张及其制备方法，实现了菠萝全叶增值化利用、产品多样性开发。本发明专利技术所制备的纸张物理性能好，抗张强度高、耐撕裂、耐弯折；而且纤维提取工艺简便、成本低廉、绿色环保，菠萝叶浆料得率大于7%，解决了菠萝叶利用率低的问题。本发明专利技术工艺最大程度的保留了菠萝抗菌成分，所制备的菠萝全叶抗菌纸张抗菌性能好，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌的抑制率大于90%，大大降低了传统制备工艺中需要通过添加化学抗菌剂以提高纸张抗菌效果而导致的食品安全风险。致的食品安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种菠萝全叶抗菌纸张及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物质高价值化利用
，具体涉及一种菠萝全叶抗菌纸张及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们生活质量的不断提高，具有抗菌功效的纸张应用越来越广泛，广泛应用于在食品包装、装饰、卫生和医用等方面。
[0003]目前抗菌纸一般采用如下两种方式制作：（1）湿部添加；（2）干巾表面添加。湿部添加即在纸张抄造过程中，在造纸湿部添加具有抗菌功能的化学药品。例如方力平专利技术了一种通过在造纸工艺中添加300
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2000ppm/吨干纸抗菌剂制备抗菌纸的方法（CN1098948）；龙仕君通过将改性木浆与油皮精油共混等制备了一种耐水抗菌纸（CN110055804）；龙春秀采用化学还原法以硼氢化钠还原硝酸银，在植物表面负载一层纳米银，然后在负载银的植物纤维表面包覆一层纳米二氧化钛制备具有防水抗菌纸（CN110004763）；句容市兴武包装有限公司采用阳离子淀粉负载肉桂精油、壳聚糖、氯己定组成的复合抗菌剂制备高效抗菌生活用纸（CN108442178）；华南理工大学专利技术了一种以环氧类交联剂将环糊精接枝到造纸用的阳离子淀粉上，并利用阳离子淀粉上的环糊精的疏水空腔来包合抗菌药物，再以浆内添加的方式添加到纸张中制备抗菌纸的方法（CN103437247）等。上述方法通过湿部添加，保留率低，通常只能起到控制白水微生物的作用，在制成品中仅仅具有很低的抗菌功效，若要使其具有较好的效果，则需要加入大量的杀菌剂造成浪费，且成本大。
[0004]干巾表面添加即在纸张表面通过涂布、喷洒、施胶等将具有抗菌功效的化学药品添加到纸张表面，使纸张具有抗菌功效，采用这种方式使用的化学药品比较广、添加方式灵活，因此通常抗菌纸大多采用此类添加方式。例如浙江科技学院专利技术了一种通过涂布含有中草药提取物、壳聚糖醋酸溶液抗菌的方法制备了一种中草药渣抗菌纸（CN110306379）；赵哲以竹子为原料，通过喷涂纳米金属银粒子制备了一种抗菌纸（CN106245424）；金红叶纸业集团有限公司通过往纸基喷涂含有氨基的聚合物抗菌剂与醇类等抗菌物质，制备了一种抗菌纸（CN105165879）；广东轻工职业技术学院将硝酸银溶液均匀喷洒纸基材，干燥后制备得到一种高银装载量的纳米银抗菌复合纸（CN104005303）；陕西科技大学专利技术了一种将水溶性2
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羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖作为抗菌液，在纸基的施胶和涂布之间的适当部分通过浸渍、喷淋或施胶的方式将抗菌液粘附在湿纸幅上，常规干燥制备一种抗菌纸的工艺（CN101265677A）。该类方法通过添加强效抗菌成分来增强纸张的抗菌性能，在应用于食用包装等方面仍存在安全风险。
[0005]菠萝，作为典型的热带水果，在发展中国家的经济中占有重要的比例。2017年，全球的菠萝产量大约在2700万吨，然而菠萝在采摘和加工过程中会产生大约7640吨的农业废弃物。在我国，每年大于1000万吨的菠萝叶被填埋、焚烧，造成资源的极大浪费，而且菠萝叶粉碎还田容易造成土壤酸化；若通过传统的化学处理对菠萝叶的组分进行提取分离，不仅菠萝叶纤维提取成本高，而且1%左右的纤维得率使得菠萝叶利用率较低，此外化学处理过
程污染大、影响环境。但是菠萝叶纤维提取过程中科研人员发现菠萝叶中含有三萜类、酰胺类、苯丙素类、抗氧化剂等生物活性化合物，能起到显著的抗菌、防螨、除异味、抗紫外线等作用。因此，菠萝叶抗菌成分的提取与保留为废物的高值化利用指明了方向。
[0006]由此可见，现有技术中对于抗菌纸的制备工艺仍不完善，各方法均存在较大缺陷。因此对传统工艺进行改进，通过农业废弃物菠萝叶开发一种生产工艺简便、成本低廉、绿色环保、抗菌效果优异、使用安全性高的抗菌纸具有十分迫切的实际需求和极为广阔的市场前景。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种绿色环保、使用安全、成本低廉、工艺简便、抗菌效果显著的抗菌纸张及其制备方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术是通过如下手段得以实现的：本专利技术第一方面提供了一种菠萝全叶抗菌纸张，包括菠萝叶、软化剂、造纸浆料。
[0009]最优选地，所述菠萝叶优选鲜菠萝叶。
[0010]作为优选地，所述软化剂选自纤维素酶，果胶酶、木聚糖酶，甘露聚糖酶，多聚半乳糖醛酸酶中的一种或多种。所述软化剂添加量为干菠萝叶质量的0.05
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0.2%。
[0011]作为优选地，所述造纸浆料选自针叶木纤维、阔叶木纤维、禾草类纤维、竹纤维中的一种或多种。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种菠萝全叶抗菌纸张的制备方法，包括如下步骤：（1）分选和切条：将新鲜菠萝叶和干菠萝叶进行分选，然后分别切短；（2）清洗：将切短的菠萝叶块分别置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；（3）软化：将软化剂加入软化池中，加入清洗好的干菠萝叶块实现干菠萝叶表皮的软化；（4）高浓疏解或磨浆：将鲜菠萝叶块和软化后的干菠萝叶块加入水调节至一定的浓度，置于纤维疏解器中进行高浓疏解或盘磨机中进行高浓磨浆；（5）低浓打浆：将步骤（4）高浓疏解或高浓磨浆后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；（6）筛浆：将步骤（5）打浆后的菠萝叶浆料在平板缝筛、圆孔筛等筛浆机中进行筛选、收集；（7）抄片：将步骤（6）中收集的菠萝浆料与针叶木纤维、阔叶木纤维、禾草类纤维、竹纤维中的一种或多种进行配抄，置于纤维疏解器中疏解，随后在抄片机中进行抄片；（8）干燥：将湿纸页置于干燥机中干燥，即得菠萝全叶抗菌纸张。
[0013]作为优选地，步骤（4）中所述高浓疏解或高浓磨浆浆液浓度为15
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25%。
[0014]作为优选地，步骤（5）中所述低浓打浆采用3级梯度打浆，打浆浓度为1.5
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10%，第1级打浆负荷为0
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1kg，30
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90min；第2级打浆负荷为1.5
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3kg，20
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60min；第3级打浆负荷3.5
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5kg，5
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20min。
[0015]作为优选地，步骤（6）中所述菠萝叶浆筛选机器为平板缝筛、圆孔筛，其中平板缝筛的缝宽为0.1
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0.5mm；圆孔筛的筛孔直径5
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12mm。
[0016]作为优选地，步骤（7）中所述针叶木纤维为南方松、云杉、思茅松、辐射松等；阔叶
木纤维如桉木、杨木等；草类纤维为麦草、稻草、甘蔗渣、芦苇等；竹浆选自斑竹、慈竹、单竹、毛竹等；所述菠萝浆料与造纸浆料配抄的比例为1:4
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9:1。
[0017]作为优选地，步骤（8）中干燥温度为60
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130℃，干燥时间为10
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60 min。
[0018]由上述步骤制得的一种菠萝全叶抗菌纸张，其特征在于：该工艺制得的菠萝叶浆料得率均大于7 %，菠萝全叶抗菌纸张克重约为70 g/m2，紧度0.35
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种菠萝全叶抗菌纸张，其特征在于，包括菠萝叶、软化剂、造纸浆料。2.根据权利要求1所述的菠萝全叶抗菌纸张，其特征在于，所述菠萝叶选自新鲜菠萝叶、干菠萝叶中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的菠萝全叶抗菌纸张，其特征在于，所述软化剂选自纤维素酶，果胶酶、木聚糖酶，甘露聚糖酶，多聚半乳糖醛酸酶中的一种或多种。4.根据权利要求1
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3任一项所述的菠萝全叶抗菌纸张，其特征在于，所述造纸浆料选自针叶木纤维、阔叶木纤维、草类纤维、竹纤维等。5.根据权利要求1
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4任一项所述的菠萝全叶抗菌纸张的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）分选和切条：将新鲜菠萝叶和干菠萝叶进行人工或机械分选，然后分别切短；（2）清洗：将切短的菠萝叶块分别置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；（3）软化：将软化剂加入软化池中，加入清洗好的干菠萝叶块实现干菠萝叶表皮的软化；（4）高浓疏解或磨浆：将鲜菠萝叶块和软化后的干菠萝叶块加入水调节至一定的浓度，置于纤维疏解器中进行高浓疏解或常用盘磨机中高浓磨浆；（5）低浓打浆：将步骤（4）高浓疏解后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；（6）筛浆：将步骤（5）打浆后的菠萝叶浆料在平板缝筛、圆孔筛等筛浆机中进行筛选、收集；（7）抄片：将步骤（6）中收集的菠萝浆料与针叶木纤维、阔叶木纤维、草类纤维、竹纤维中的一种或多种进行配抄，置于纤维疏解器中疏解，随后在抄片机中进行抄片；（8）干燥：将湿纸页置于干燥机中干燥，即得菠萝全叶抗菌纸张。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述高浓疏解或磨浆浆料浓度为15
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25%。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述低浓打浆采用3级梯度打浆，打浆浓度为1.5
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10%，第1级打浆负荷为0
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈港，刘义军，钱杨杨，王淳玉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：