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纸浆模塑环保餐具概况描述

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【摘要】:

 1 随着时代的飞速发展,人们的生活节奏的加快,一次性餐具早已成为众多人群每天必需的消耗品。市场需求量的增长,使一次性餐具的质量安全及废弃餐具对现有环境的潜在威胁等问题日益突显,尽管我国在2001年发布《关于餐饮企业停止使用一次性发泡塑料餐具的通知》,但其凭借着重量轻、保温耐压、价格较低等优势,仍占领了大量的市场份额,而发泡餐具对人体及环境所会造成的危害不容忽视,它的过度使用,加重环境负担,与我国近年提出的“节能减排”背道而驰。“一次性发泡餐具”的环保替代品应运而生,秸秆绿色环保饭盒以其易降解、可回收利用、污染物排放少、原料清洁且来源广泛、对人体无毒害等特点,向世人展现它环保、卫生、价廉和节约资源等一系列的优越性。
  2 我国农区秸秆的利用现状及存在问题
  我国农作物的年总产量位居世界前列,而随着农作物产量的不断增长,每年将产生大量的秸秆,使我国也成为了秸秆资源较为丰富的国家之一。目前,对这种秸秆有机资源的如何再生利用成为人们逐渐关注的焦点。
  2.1 秸秆还田
  秸秆具有极高的肥料资源价值和较高的养分含量。据研究,农作物秸秆平均含氮0.6%、磷0.3%、钾1.0%、碳40%~50%,此外还含有机质和微生物等。通过机械直接还田、覆盖还田、堆沤腐熟还田和过腹还田等几种方式,利用秸秆的肥料资源价值,减少化肥的使用量,降低污染,实现资源的合理利用。然而秸秆直接还田后,由于土壤中大量微生物会与农作物争夺氮磷等养分,引起作物减产及死亡,因此需要适当施加一些氮肥或磷肥,造成秸秆还田成本的增加,同时土壤中的微生物对秸秆的分解周期较长,不能作为直接当季作物的肥源。
  2.2 秸秆作饲料
  秸秆含有粗纤维、矿物质及少量的蛋白质和油脂,具有较高的营养价值。而农作物在生长过程中,约有50%生物量贮存于籽粒中,其余的均存在于秸秆中。由于秸秆这种特殊的营养结构,使得秸秆常用来作为饲料使用。
  然而,秸秆的利用过程中,受到饲料种类及生产目的的影响,随经物理方法处理,秸秆仍存在消化效率低、可利用的营养物质少等问题。此外,通过碱化、氨化等化学处理后,营养价值虽有提高,但生产成本较高,环境污染较为严重,使其利用和推广受到限制。
  2.3 秸秆作燃料
  秸秆的热能大约相当于标准煤的一半,具有较高的热值,我国农村人口较多,很大一部分地区直接用秸秆作燃料,从而减少化石燃料的燃烧和煤炭资源的消耗。但是焚烧秸秆会对环境造成污染,大气质量下降,且易诱发火灾,大量焚烧,尤其在夜间,甚至会造成市区与郊区的热岛环流,辐射逆温,造成市区严重的空气污染,对人体健康极为不利。此外,焚烧秸秆造成生物能源的浪费,使生态系统失衡。因此,秸秆焚烧导致养分损失和环境污染问题是目前秸秆综合利用中的棘手问题之一。
  2.4 秸秆作为工业原料
  经过气化、发酵等处理后的秸秆可作为工业原料来利用。秸秆气化技术是将粉碎后的秸秆通过干馏气化炉设备的高温热解,经干馏、热解、气化转化成一氧化碳和氢气等可燃性混合气体,因此,可以农区产生的大量秸秆作为气化原料,通过集中供气的方式向农民提供燃气。秸秆制沼气技术主要是利用秸秆和畜禽粪便等混合发酵制成沼气,这样不仅可消耗大量的秸秆,同时也解决了农村燃料不足的问题。
  近几年,沼气示范工程在我国逐渐增加,但以农作物秸秆作原料在技术上仍存在发酵设备复杂、反应条件苛刻、原料利用率低、能耗高、产气率较低等问题。
  3 秸秆餐具的比较优势
  1)秸秆属农作物废弃物,来源广,产量大,可就地取材,并且较传统一次性环保餐具,如淀粉类、纸质类餐具,材料成本低,无污染,易被环境降解。同时,该产品具有优于发泡塑料和纸制餐具较好的保温隔热效果、优良的强度、挺度,还耐油、耐热、耐酸碱、耐冷冻等性能;
  2)无毒无害,绿色环保。产品原料均为绿色植物,制作过程中无废液,毒气和废渣的污染,生产用水可循环使用。使用过的饭盒经回收通过粉碎处理,可被作为家畜饲料、助燃料等再利用,或被自然自行降解为有机肥料;
  3)制作餐具的过程中使用的面粉、米粉等或者他们的混合物等均属于天然化合物,符合食品卫生标准,具有无毒,无害及降解性能;
  4)国内制作工艺成熟,具有流程短、投资少等优点,可用于批量生产,并且品适用性强,可根据需求加工成各种形状,方便美观,弥补了纸质餐具硬度差不易塑型的缺点。
  4 工艺流程
  4.1 基本原理
  秸秆绿色环保餐具原理是原材料秸秆经过清洗晾晒后进行精粉碎和粗粉碎,使其成为粉状物料,选择无毒害的淀粉胶体或碳水化合物胶黏剂与粉状物料和水进行混压,将餐具预压成型,在排气将制作中产生的水蒸气排尽后进行保压成型。
  4.2 原材料的选择
  秸秆具有密度小、来源广泛及模量小等特点,并在切割、压缩和粉碎等加工过程中体现出抗拉、抗压及抗剪切等较高的机械强度等性能,可以在餐具中起到骨架支撑作用。基于以上种种优势,故在制作过程中选择麦秆、秸秆等作为产品的主要原材料。
  4.3 粘合剂的选择
  根据一次性餐具本身的特性及其工艺配方,所选用的粘合剂需满足无毒害、符合国家卫生标准和卫生要求等条件。秸秆环保餐具在制作过程中,使用的粘合剂属天然化合物,淀粉在经过适度的氧化后,其分子结构和性质均发生改变,以此控制淀粉的溶解性和粘性,而聚乙烯醇属可降解热塑性高分子粘合剂,耐冲击、黏度好、无公害等优点,可作为辅助粘合剂,以提高产品的综合性能。   

4.4 工艺流程
  以植物粗纤维等为原料生产一次性快餐具在工艺上主要有干法和湿法两种工艺路线(图1、图2)。目前通常选用干法生产。
  5 植物纤维素环保餐具推广的社会意义
  人们的环保意识和素质与时俱进,国家逐步禁止使用塑料制品并提出一般可降解材料的升级换代,在全降解材料制品及其工艺装备的商机和市场潜力逐渐被认可与发掘的同时,其巨大的社会价值也初现端倪。
  5.1 延长农业产业链
  植物秸秆不同于淀粉制品,不浪费粮食,不需要单独生产,同时还能增加农民的收入,优化资源能源结构,对我国经济社会的可持续发展有重要作用。以其为原料来进行物质生产,能够延长农业产业链,围绕其产生的收购、贮存、加工、销售、运输等环节,可以增加农村的就业岗位。
  5.2 对生态系统的影响
  塑料制品在旅游区、水体、景观、道路和农田土壤中散落,进入环境后很难降解,并且会使土壤的自然肥力和持水性能大大下降,对生态系统造成深层的长期的问题。传统一次性餐具的原材料获取会造成粮食和森林资源的极度开发,相比于此,秸秆餐具节约资源,生产过程相对环保,排污量较小,进入环境后可以被充分降解,不会对动物和土壤造成伤害,且密度相对较大,不会随风飞起损害市容市貌。
  5.3 减轻对城市人群健康的威胁
  秸秆焚烧是当下屡禁不止的市政问题之一,不仅破坏环境,对人体的健康也将造成极大危害。这种“放错地方的资源”的充分开发利用,将减轻焚烧对大气环境容量的负担,优化城市生活环境,减少人体健康威胁。而以秸秆为原料制作餐具在解决废弃的秸秆的处理和再利用问题的同时,避免焚烧带来的生态环境的危害,而且给农区居民增加了部分收入,消灭城市人群健康的一个巨大隐患。
  6 前景及展望
  我国是世界上最大的一次性餐具消费市场,一次性发泡餐具被明令禁止后,我国快餐市场对可降解餐具的需求急剧增加,秸秆绿色环保餐具迎来了良好的发展契机,成为消除白色污染的有力武器。秸秆绿色环保餐具顺应社会进步和时代发展的趋势,将废弃的秸秆作为一种巨大可再生资源来推广和普及,延长了农业产业链,促进农业产业结构调整,改善农民生活状况,减少部分人员的大量流动问题,对维持社会经济的可持续发展具有重要意义,与之相关的秸秆利用产业也将与国家产业结构调整和单位GDP能耗下调的目标相符,因此将具有广阔的发展前景。