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作者：施克磊华南理工大学

学位级别：硕士

淀粉基发泡材料是一种绿色、可降解的填充型缓冲材料,对于代替我国传统石油基发泡材料以减少对环境的污染具有重要的意义。但是淀粉基发泡材料存在膨胀率低、机械性能差等缺陷,限制了它的工业化生产和应用。发泡剂在淀粉加工过程起着的... 详细信息

淀粉基发泡材料是一种绿色、可降解的填充型缓冲材料,对于代替我国传统石油基发泡材料以减少对环境的污染具有重要的意义。但是淀粉基发泡材料存在膨胀率低、机械性能差等缺陷,限制了它的工业化生产和应用。发泡剂在淀粉加工过程起着的重要作用,热分解产生的气体会影响淀粉挤出过程中内部气泡核的形成和成长,并提供发泡动力,从而对材料的结构和性能方面造成影响。基于课题组自主研发的“两步法”挤出发泡技术,论文首先以水分子在发泡过程中作用机制进行探讨,并以淀粉粒材为原料制备淀粉基发泡材料,开发了水为发泡剂的发泡剂体系;在此基础上,添加碳酸氢钠与水复配为复合发泡剂体系;并采用单硬脂酸甘油酯对碳酸氢钠进行改性处理,提高其热分解区间,建立不同的复合发泡剂体系,以改善发泡材料的结构和性能,具体研究如下:1. 研究不同水分和温度对于淀粉基发泡材料的影响,开发了水为发泡剂的发泡剂体系,进行淀粉挤出的单一发泡剂体系的建立。结果表明,淀粉粒材中的水含量从12%上升到18%时,淀粉粒材的熔点逐渐从170°C降低到120°C,粒材更易塑化,得到的材料泡孔数量逐渐变多,孔径变大,结构由未完全展开的闭孔结构变为开孔结构;当水分含量为14%-16%时,材料的表观形貌和机械性能最佳:膨胀率由3.6提高到5.5,密度由38.3kg/m降低到30.2kg/m;回弹性和恢复率分别由105.2%、69.3%增加到113.1%、73.7%;随着发泡温度的升高,淀粉塑化效果好,水分的利用率和蒸发速率提高,发泡气体充足,材料的泡孔孔径变大、合并破裂的开孔结构变多;当发泡温度为190°C-205°C时,材料的表观形貌和机械性能最佳:膨胀率由4.2提高至5.3,密度由60.1kg/m降至30.1 kg/m;回弹性和恢复率分别由111.2%、69.8%增加到120.2%、77.7%;2. 采用水和碳酸氢钠为发泡剂进行复配,构建复合发泡剂体系,并研究碳酸氢钠含量对于淀粉基发泡材料的影响。通过研究发现,碳酸氢钠的热分解区间为70°C-160°C,低于挤出机的输送段和熔融段之间的发泡温度(120°C-180°C),可以为淀粉加工过程提供额外的发泡气体,解决水为单一发泡剂时发泡动力不足的问题;碳酸氢钠的含量从0‰提高到6‰的过程中,材料的泡孔数量变多,分布更均匀,得到的材料膨胀率由5.2提高到6.6,密度由34.2kg/m减小到28.1kg/m;回弹性和恢复率分别由113%、73.7%增加到118.5%、80.1%;当碳酸氢钠的含量进一步提高到9‰的过程中,淀粉在挤出过程中出现热降解现象,挤出物熔融强度降低,材料泡孔大量合并,孔径大小不均一;膨胀率减小了2.3,密度增加了22.1kg/m;回弹性和恢复率分别减小了5.2%、6.4%;3. 采用单硬脂酸甘油酯为改性剂对碳酸氢钠进行改性处理,提高其热分解区间,探究改性碳酸氢钠热分解区间温度与发泡温度吻合度对于淀粉基发泡材料的影响。研究发现,碳酸氢钠的热分解区间随着单硬脂酸甘油酯的添加量的增加从70°C-160°C提高到125°C-190°C;当碳酸氢钠的热分解区间从70°C-160°C提高到110°C-180°C时,与挤出机的输送段和熔融段之间的发泡温度(120°C-180°C)比较相近,分解产生的气体可以最大化的利用于淀粉内部气泡核的生成和聚集成长,得到的材料的泡孔数量增加,分布均匀,为完整的开孔结构;膨胀率由6.6提高到7.6,密度由28.3kg/m减小到23.2kg/m;回弹性和恢复率也分别由117.5、74.1增加到127.9、82.2。

关键词：淀粉挤出发泡发泡剂发泡剂体系淀粉基发泡材料

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淀粉类生物聚合物的挤压加工与环境友好型发泡材料的制备

淀粉类生物聚合物的挤压加工与环境友好型发泡材料的制备

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作者：王斌北京化工大学

学位级别：硕士

本文研究了淀粉类天然高分子材料在挤压过程中的质构转变，并在此基础上探讨了应用淀粉材料制备环境友好型泡沫缓冲材料的方法。通过大量实验和分析确定了可工业化生产的配方，对加工工艺条件进行了优化。淀粉是一种天然的多聚糖物料... 详细信息

本文研究了淀粉类天然高分子材料在挤压过程中的质构转变，并在此基础上探讨了应用淀粉材料制备环境友好型泡沫缓冲材料的方法。通过大量实验和分析确定了可工业化生产的配方，对加工工艺条件进行了优化。淀粉是一种天然的多聚糖物料，分子量大且分布范围宽，在挤压机内高温、高压和剪切的作用下将发生一列复杂的高分子物理化学变化，作用过程极其复杂。在阐明了淀粉的基本结构之后，对其在挤压过程中的分子结构和相态变化进行了描述。在单、双螺杆挤出机上进行了多种淀粉原料的挤压实验，研究了原料含水率、挤压操作参数、设备结构对挤出过程和挤压产品的影响。由于淀粉分子间较强的氢键作用，自然状态下，其熔融温度高于分解温度，不具有热塑性，本文中通过合理的配方设计和工艺条件控制实现了淀粉热塑挤出，并用此方法制备了环境友好型泡沫缓冲填料。这些研究工作帮助我们了解淀粉基产品性能和加工条件之间的关系，为各种以淀粉为原料的产品的挤压加工奠定基础。环境友好型缓冲材料的制造拓展了淀粉原料的应用领域，符合现代环保的要求，具有重大的实用价值。

关键词：淀粉食品挤压淀粉基发泡材料

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包装用热塑性淀粉发泡材料的研究

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北京工商大学学报（自然科学版） 2002年第1期20卷 17-20页

作者：周祝波王佩璋北京工商大学高分子材料系北京100037

通过正交分析 ,探讨了淀粉基发泡材料的性能影响因素 ,获得了淀粉基发泡材料的最佳配方以及最大影响因素 ,并对不同的因素进行了分析探讨 ,制备的材料密度在 0 .2 g/cm3以下 ,回弹率可达 75 % 。

关键词：包装材料热塑性淀粉发泡材料生物降解淀粉基发泡材料配方设计材料密度回弹率韧性

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新型二氧化硫缓释保鲜垫的制备及在生鲜面保鲜中应用

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现代食品科技 2024年第10期40卷 208-218页

作者：缪承杜宋玉清马悦刘一玮刘宏生吴磊徐彦渊吴俊师林东广州科技金融集团有限公司广东广州510627 华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510640 河南恒瑞淀粉科技股份有限公司河南漯河462000 广州绿发材料科技有限公司广东广州510555 广州辐锐高能技术有限公司广东省工业钴-60伽玛射线应用工程技术研究中心广东广州511458 广州华隧威预制件有限公司广东广州511423

该文采用绿色可降解、经济、具有广阔应用前景的淀粉基发泡板为基体材料,研发了一种可对二氧化硫(SO_(2))气体进行缓释的可降解保鲜垫,并对其微观结构、吸湿行为及SO_(2)缓控释放特性进行了研究。研究中选用焦亚硫酸钠作为前驱体,基于... 详细信息

该文采用绿色可降解、经济、具有广阔应用前景的淀粉基发泡板为基体材料,研发了一种可对二氧化硫(SO_(2))气体进行缓释的可降解保鲜垫,并对其微观结构、吸湿行为及SO_(2)缓控释放特性进行了研究。研究中选用焦亚硫酸钠作为前驱体,基于淀粉发泡材料湿敏特性逐步吸收环境中水分发生化学反应,缓控释放出SO_(2)气体。选用三种不同焦亚硫酸钠用量(1.6、8.0、16.0 g/m^(2))的保鲜垫应用于生鲜面保鲜研究,测定了贮存过程中生鲜面的形貌、水分含量、色差值、菌落总数、霉菌菌落数、蒸煮特性及SO_(2)残留量等指标。试验结果表明,使用含量为8.0 g/m^(2)的保鲜垫的生鲜面褐变情况较轻,失水率、吸水率仅下降0.9%、9%,蒸煮时间仅缩短70 s,48 h后菌落总数为0.7×10^(5) CFU/g,符合国家标准,在常温下可将生鲜面的保质期从不到24 h延长至48 h以上,同时SO_(2)残留量约为1.35 mg/kg,远低于国家食品使用中的限制要求(10 mg/kg)。该研究成果表明含量为8.0 g/m^(2)的保鲜垫对生鲜面保鲜效果最好。该研究为生鲜面及其他食品保鲜提供了一种新的途径和方案。

关键词：淀粉基发泡材料 SO_(2)缓释生鲜面保鲜抑菌

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淀粉基缓释保鲜垫的制备及其应用研究

淀粉基缓释保鲜垫的制备及其应用研究

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作者：李超华南理工大学

学位级别：硕士

保鲜垫具有简单高效、适用性广等优点已应用于采后水果保鲜等领域,对阻碍微生物侵染、延长水果保鲜期具有显著作用。目前,基于二氧化硫(SO)气体释放实现抑菌功能的保鲜垫已广泛应用。然而,在应用过程中这些传统的保鲜垫中SO释放速率单一... 详细信息

保鲜垫具有简单高效、适用性广等优点已应用于采后水果保鲜等领域,对阻碍微生物侵染、延长水果保鲜期具有显著作用。目前,基于二氧化硫(SO)气体释放实现抑菌功能的保鲜垫已广泛应用。然而,在应用过程中这些传统的保鲜垫中SO释放速率单一,或短时突释或长效低释,均无法达到缓释的效果,且相关负载保鲜剂的载体材料通常不可降解,容易造成环境污染。淀粉作为一种天然可降解高分子聚合物,价格便宜、来源广泛、天然无毒,已广泛应用于环保材料领域。淀粉基发泡材料具有良好的缓冲性能,可对包装物进行有效保护;同时其对湿度有高度敏感性,可作为挥发性保鲜成分(因子)的良好载体。基于淀粉分子的结构特征和性能开发新型缓控释保鲜材料,延长水果保鲜期,将为我国农产品保鲜技术的发展提供新的途径和技术方法。本论文采用项目组前期开发出的淀粉基发泡板(淀粉含量>91%)为缓释载体材料,开发了一种可基于淀粉材料亲水行为,通过材料吸湿量进行SO缓控释放的新型保鲜垫,同时其具备缓冲保护及可降解性能。论文主要研究内容和结果如下:1.淀粉基发泡板载体材料的制备及性能研究:采用水蒸气发泡协同挤出技术制备淀粉基发泡板材料,并基于淀粉的湿敏特性开展了不同湿度梯度下发泡材料的结构及性能变化研究。在98%相对湿度下,发泡材料的吸湿率可达26%,且回弹率超过70%,表现出良好的缓冲性能;淀粉基发泡板材料具有优异的降解性能,45天内降解率可达97.37%。负载焦亚硫酸钠(保鲜剂)的发泡材料在湿度环境下进行SO缓控释放时,可使释放峰值下降至对照组中的10%左右,表现出良好的缓释性能。2.新型SO缓释保鲜垫的制备及性能研究:以淀粉基发泡板材料为缓释载体,选取焦亚硫酸钠为保鲜剂,设计并开发出具有类似“三明治”结构、并可基于材料吸湿量进行SO缓控释放的淀粉基缓释保鲜垫,并探究了不同外界环境湿度条件(86%/93%/98%)对保鲜垫性能的影响。研究结果表明,随着保鲜垫吸湿量逐渐增大,SO释放均呈现出初期高速释放与后期慢速释放相结合的释放模式。外界环境湿度的增大使保鲜垫的吸湿速率与最大吸湿量增加,SO缓释曲线呈现整体下移的趋势。不同相对湿度下的抑菌性能试验表明,新型保鲜垫对致病菌均具有较好的抑制效果,且在93%RH下表现出最佳的抑菌性能。当焦亚硫酸钠用量为25 g/m时,保鲜垫对贮藏环境中霉菌的抑制率高达80%3.新型SO缓释保鲜垫在葡萄保鲜中的应用研究:采用巨峰葡萄为研究对象,对保鲜过程中葡萄的腐烂率、落粒率、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、VC含量以及SO残留量等指标进行测定,并探究不同焦亚硫酸钠用量对保鲜效果的影响。与对照组相比较,采用保鲜垫处理后的葡萄的腐烂率与落粒率显著下降,可溶性固形物含量、可滴定酸含量与VC含量的下降速率显著减慢。在焦亚硫酸钠用量为15 g/m时表现出最佳保鲜性能,可使常温下巨峰葡萄保鲜期延长15天,且贮藏结束后SO残留量为4.27 mg/kg,低于国标限定值10 mg/kg。。

关键词：淀粉基发泡材料保鲜垫葡萄 SO2 抑菌性

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