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降低纸浆模塑餐具生产成本（上）

关键词：纸浆模塑餐具；生产实践；加热方式；工艺配方

本课题为广西“创新计划”资助项目。

我国政府已明令在2000年底前彻底消除“白色污染”，绝对禁止生产和使用泡沫塑料餐饮具。但是，我国纸浆模塑餐具的生产成本还偏高，质量有待进一步提高。本课题组在小试和中试已成功的基础上，进行了低成本纸浆模塑餐具的生产性试验，其中主要是进行了改变加热方式、优化工艺配方及回收废边角料等研究工作。

1 改变加热方式

我国第一代纸浆模塑餐具的干燥定型设备一般采用电加热方式，这种加热方式突出的缺陷在于其电耗极高（每台机组的上、下模具加热管的功率在10kW以上），导致干燥成本居高不下，且易在加热模具表面出现温度滞后现象，使双辽生产效率降低。因此，如果采用蒸汽加热方式取将从动针拨回零点代电加热方式，必将在很大程度上降低纸浆模塑餐具的生产能耗。广西大学造纸科学研究所与福建泉州远东机械公司合作，共同开发了SP-型纸浆模塑蒸汽加热设备。该设备的特点在于利用对流传热原理，使流体流过固体表面时发生对流和热传导联合作用而传热，蒸汽直接将热量传至干燥模具中，缩短了传热过程，使传热效率提高，基本上避免了加热模具表面的温度滞后现象。

本课题组利用该技术在广西几家纸浆模塑餐具厂进行了生产试验研究，试验结果表明木模，将电加热系统改为蒸汽加热系统后，可降低能耗60%左右，使纸浆模塑餐具的单位成本降低了0.03元/只。而且由于传热速率的提高，基本避免了因模具表面传热滞后而停机等待的现象，提高了生产效率。对于原来已配备有锅炉的企业来说，只需把蒸汽管道引入纸质餐具生产车间，更换加热模具即可。

2 合优化工艺配方

2.1 助剂加入顺序的优化

纸浆模塑餐具生产过程中所需的常规助剂包括防水剂、防油剂和增强剂3种，其中防水剂、防油剂的作用是赋予纸餐具抗水和油渗透的特性，而增强剂则可以改善纸质餐具的物理强度性能。在过去的试验和生产实践中，我们发现不同的助剂加入顺序对助剂的耗用量有着重要的影响。本研究采用法国阿托化学品公司的F-321防油剂以及广西南宁博世科工贸有限公司的WSF-I纳米级防水剂和PPE-L增强剂进行试验（试验过程中每种助剂的加入量相同），试验结果如表1所示。

表1 助剂加入顺序对纸质餐具性能的影响

编 号ABCDEF防水性能

防油性能

负重性能略有渗漏

不渗漏

变形超标不渗漏

不渗漏

变形合格渗漏

略有渗漏

变形超标略有渗漏

渗漏

变形合格略有渗漏

渗漏

变形合格渗漏

略有渗漏

变形合格 注 A：防油剂→增强剂→防水剂；B：防油剂→防水剂→增强剂；C：防水剂→增强剂→防油剂；D：防水剂→防油剂→增转椅强剂；E：增强剂→防水剂→防油剂；F：增强剂→防油剂→防水剂。

由表1可知，最佳的助剂加入顺序为防油剂→防水剂→增强剂，这种现象与理论是完全相符合的。因为本试验所采用的助剂均为阳离子型聚合物，其阳离子度大小为增强剂＞防水剂＞防油剂，按照相同离子性物质匹配的原则，应严格按阳离子性大小从低到高的顺序加入，否则会造成助剂用量增加的不良后果。因此，我们选择防油剂→防水剂→增强剂的加入顺序是科学合理的，按照这个加入顺序可减少助剂用量。

2.2 添加填料

造纸工业常常通过添加高白度的碳酸钙、滑石粉等填料来降低纸张的成本、提高纸张白度、改善纸张匀度及表面平滑度，这在纸浆模塑餐具的生产中同样可以借鉴，所不同的是用于纸浆模塑行业的填料必须是无毒产品。为此，我们选择食品级的高白度轻质碳酸钙作为填料加入到蔗渣纸浆模塑餐具的浆料系统中。试验结果表明：当轻质碳酸钙的加入量为10%时，可使纸浆模塑餐具的白度提高5%～8%，浆耗降低5%，内面平滑度提高5%～6%；同时，产品的匀度明显提高，外观质量上了一个新台阶，可创造综合经济效益0.02元/只。但是，我们也发现，如果填料的加入量过大，会导致防水剂、防油剂等助剂用量增加，反而增加了成本，因此填料的加入量以不超过10%为好。

2.3 添加防油增效剂

我国的防油剂生产技术起步晚，总体水平比较落后，尚未能生产出性能优越通过钢丝上的孔、质量稳定的高效防油剂，因而目前国内纸浆模塑餐具行业所采用的防油剂均为国外进口产品，如法国阿托公司的F-321，美国杜邦公司的Zonyl 8868，瑞士汽巴公司的Ciba 208等。上述这些防油剂均属于全氟烷基目前南山铝业已正式成为世界最尖真个航空材料供应商俱乐部成员和国内首家乘用车4门两盖铝板生产商丙烯酸酯类物质，其价格相当昂贵，一般防油剂占纸浆模塑餐具的单位成本为0.04元/只，如此昂贵的价格使生产厂家和用户难以承受。因此，开发国产防油剂或国产防油增效剂具有极其重要的意义。（未完待续）

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