我国一次性可降解环保餐具的发展概况与应用前景

摘要:本文介绍了目前我国一次性可降解环保餐具的发展概况,同时还介绍了一次性可降解餐具的生产原理及工艺流程。最后对可降解餐具的应用前景以及存在的问题进行了阐述。

  关键词:可降解 环保餐具 模压成型

  一、“白色污染”造成的危害及一次性可降解餐具的提出背景

  一次性餐具自1984年在我国道次使用以来,这种以聚苯乙烯(EPS)为主要原料的发泡塑料餐具迅速遍布我国的每个角落,进入人们的日常生活,形成巨大的消费市场。据统计,目前我国每年消费快餐用具约100亿只,其中大部分是一次性发泡塑料餐具,并且每年以25%的速度增长。据了解,一个普通的街头小快餐店每天消耗快餐盒大约300-600只,月消耗就是1万来只。就广州市而言,广州有上千家酒店餐馆、近千所学校、机关、公司的饭堂,再加上数不清的遍布街头小巷的小快餐店,每天消耗一次性发泡塑料餐具的数量超过100万只。随着社会经济的不断发展,人们生活节奏的不断加快,快餐业正在蓬勃发展,已经成为我国饮食业的重要组成部分。而一次性快餐具的使用,不仅给人们的生活带来了极大的方便,降低了人们的劳动强度,而且也大大地提高了公共卫生和人们的健康水平,深得消费者和饮食部门的喜爱。

  然而,由于聚苯乙烯的不可降解,难以回收等特点,给处理工作带来很大的不便。目前在我国各城市的大街小巷、旅游景点、铁路沿线及江河湖泊,这种被废弃的一次性快餐具随处可见,可谓触目惊心,给环境造成了严重的污染。这种“白色污染”不仅增加了环卫工人的劳动强度,给人们带来视觉上的污染,而且正日益严重地污染着我们赖以生存的土地资源和水资源,同样给人们带来了诸多的不便和危害。

  如今,“白色污染”尤如过街老鼠,上至中央政府下至平民百姓都已充分地认识到它对人类所造成的危害。世界上的许多国家都已禁止使用发泡塑料餐具。我国政府也已经明令禁止使用一次性发泡塑料餐具,各大城市也先后出台了相应的政策,对塑料餐具的生产进行严格的限制。因此,寻求一种可以替代聚苯乙烯的可降解一次性餐饮具有显得愈来愈紧迫了。

  令人欣慰过的是我国在这方面的研究已经做了大量的工作,并且取得了很大的成绩,加上在政府的科学指导和强有力的支持下,各种环境餐具便应运而生,而且已经全面使用于我国的铁路部门,收到良好的社会效果。

  

  目前可以替代聚苯乙烯的餐具主要有:二、我国一次性可降解餐具的生产情况

  1.以纸质为原料的纸浆模塑餐具。

  主要以草浆、苇浆和纸浆为原料,经过成型、整型切边、干燥和消毒等工序而制成。

  2.以植物纤维为原料的一次性餐具,其主要以蔗渣、稻草、麦秆等为原料,经过粉粹、配料、加压成型等工艺而制成的。

  具有原料来源广泛、成本低廉、性能好、可降解等特点。

  3.以淀粉为原料的一次性餐具。

  顾名思义,这种餐具是以淀粉类植物为原料而制成的一次性可降解餐具。

  4.可降解的塑料餐具,这种餐具主要是在塑料制品生产过程中加入某些添加剂(如淀粉、生物降解剂等)使塑料的稳定性下降而达到在自然环境条件下降解的目的。

  其中,尤以纸质餐具最为盛行,由于该种餐具无毒无害无污染、可回收、可在自然条件下降解等特点,逐渐被消费者所接受,是目前生产能力最大、生产企业最多的替代产品,约占90%,年产量可达30亿只以上。据不完全统计,截至1999年底止在全国注册的纸浆模塑机械和制品生产单位及相关企业约有300家左右,其中餐具产品生产单位近150家。但我国纸浆模塑餐具的生产也存在一些问题,主要是:

  ①价格比较贵,消费者难以接受。

  ②我国是森林资源贫乏的国家,如果大量生产纸浆模塑餐具,无疑会给我国的森林资源带来沉重的负担。

  ③众所周知,制浆造纸本身就是对水资源的污染,因而也就增加了对环境治理的压力。

  而以植物纤维为原料的一次性餐具,由于具有从生产到废弃后的全过程无污染、生产和再生耗能低等特点,正普遍受到人们的接受,大有与纸质餐具并驾齐驱之势。而其他替代产品(如淀粉餐具、可降解塑料餐具)由于各种原因其产量(约10%左右)和发展空间都比较狭小,更多地是停留在研制和实验阶段,因而对整个替代用品以一次性纸杯发展最快,但目前该类产品以淋膜(PS)材料为主,降解情况尚不能令人满意。可溶性一次性纸杯的使用和推广还处于初期阶段。根据国家环境保护总局固体污染控制司提供的资料可以看出我国各类一次性餐具的生产情况(如下表):




权重因素 单项等级系数 单项评价指数pi
发泡塑料型 光降解塑料 纸浆模塑型 植物纤维型 淀粉掺合型
原料性能 7 4 4 4 5 5
生产工艺 5 7 7 8 4 4
生产成本 8 8 7 6 5 7
产品使用性能 6 9 7 7 3 4
生产环境因素 8 3 5 3 6 8
回收性能 9 4 4 4 5 5
降解性能 10 0 6 8 9 9
市场接受程度 9 9 6 7 1 3
企业建设难易 3 3 3 6 2 2
p=∑CiPi / 331 370 406 338 403
撩序外次 / 5 3 1 4 2


  注:表中排序评价采用下列公式:p=∑CiPi,其中p=材料的综合评价指数;Ci=某一权重因素的等级系数,采用0-10确定某一要权重因素在整个评价中的地位;Pi=材料的单项评价指数,采用0-10确定材料对某一权重因素的评价。

  三、一次性可降解餐具的生产原理及工艺流程

  按照可降解餐具生产工艺流程的要求,生产餐具制品的主要设备一肌由原料制作、模压成型、干燥、消毒处理等。由于以纸质为原料的一次性餐具的生产工艺介绍得比较多,工艺也比较成熟,因此,这里主要介绍以植物纤维为原料的一次性餐具的生产原理及工艺流程。

  一次性植物纤维餐具的研制是一项涉及化工、机械专业的综合性技术,采用模压成型工艺方法。其主体原料是将植物纤维粉碎制成粒度为80-120目的粉状物料,再加入一定量的固化剂、脱模剂、水以及其他的添加剂等,经过均匀混合便组成用于制作餐具的模压料。

  模压成型原理是把加压、赋形、加热等过程依靠被加热的模具的闭合而实现的。即将一定量的模压料放于金属对模中,在一定的温度和压力作用下使模压料熔化(或塑化)、流动并充满整个模腔,最终使物料发生固化反应而脱模成型(如下图所示)。



  由于高温高压的作用使得餐具有成型时会粘附在模具上,因此为了使餐具与模具易于脱离,改善模压制品的脱模性能,一般需使用脱模剂,其目的是防止餐具制品和模具表面的粘结。

  高温高压的物理作用是使物料在模具中处于蒸煮状态。由于高压和运动摩擦产生的高温足以使物料得到蒸煮而被糊化,此时称为“粘流阶段”。继续提高温度,使模压料中的固化剂发生化学交联反应,分子量增大。当分子交联形成网状结构时,流动性很快降低直至表现一定的弹性。再继续受热,化学反应继续进行,交联反应进一步增加,最后失去流动性而变为不溶不熔的体形结构,达到了“固化阶段”而成形。而机械能的输入使部分粉粒开始熔化,因而水溶性也大大提高,增加了物料的水溶剂渗透性,粘度、亲和力和成型性能进一步得到改善。

  一次性植物纤维餐具的生产艺流程如下:



  四、发展前景及存在问题

  鉴于“白色污染”对人类和环境资源所造成的危害日益严重,我国政府已于1999年发布命令,明令在2000年年底全面禁止生产和使用一次性发泡塑料餐饮具。同时也成立了全国方便食品一次性发泡塑料包装替代工作领导小组,全面负责并具本指导全国的方便食品包装替代工作。最的国家质量技术监督局也公布了我国第一部可降解餐饮具国家标准《一次性可降解餐饮具通用技术条件》,为规范可降解餐饮具的生产和检测提供了法律保证。在我国肆虐已久的“白色污染”必将退出历史舞台。而在国家环保政策强有力的支持和科学引导下,一次性可降解绿色环保餐具逐渐为消费者广泛认识和接受。可以预见,随着时间的推移,社会的进步和人们生活水平的提高,人们的环境保护意识也将不断增强,人们对一次性快餐具的考虑不仅仅停留在它的方便性和经济性,而更多地考虑一次性餐具对人类健康的影响,对社会环境的影响,考虑废弃物处理的简便性和资源的回收再利用。因此,为保护环境,节约资源而大力发展一次性可降解环保餐具是大势所趋,人心所向。

  但同时我们也应该看到,由于我国技术水平、人们消费水平和消费观念等因素的影响,一次性可降解环保餐具在我国的全面使用还有很长一段时间,共主要原因以下几点:

  1.人们对环境保护的重要性认识不足,环保意识不强,对“白色污染”所造成的危害认识不足。

  政府部门特别是地方政府出于对当地经济发展的考虑而忽略了对环境保护的宣传工作,没有政策配套、经济手段及组织管理上给予科学引导和强有力的支持。

  2.一次性可降解环保餐具的生产技术不够成熟,除了纸质餐具,由于研帛的时间较长,其技术、质量较成熟以外,其他一次性餐具的生产技术大多还处于研制和实验阶段,其生产技术和产品质量仍不够稳定,因而也就限制其发展。

  就以植物纤维为原料的快餐具生产情况而言,目前主要存在的问题有:

  ①配料方案不成熟,由于植物纤维的成分各异,其含水量和化学特性各不相同,因此在技术配方上存在很大的差别。加上可供的技术资料比较少,很多技术参数只参在实验中摸索,因此也就影响了餐具制品性能的稳定性。

  ②由于模具设计上的问题和模压料的湿度、温度和压力调节不当等原因,使得餐具在成型过程中容易出现飞边、起泡、粘模、开裂、和变形等缺陷,而最终导致可降解餐具的生产可靠性不高,质量不稳定。

  3.一次性可降解餐具成本较高,与塑料餐具相比在市场上不占优势,可降解餐具的价格一般都在0.3元/只以上,比起一次性塑料餐具(0.07元/只)要高得多,这对于一般消费者而言难以接受,因而严重地削弱了可降解餐具的市场竞争力,也极大地限制了一次性环保餐具的全面推广。

[时间:2001-10-23  作者:黄海军  来源:包装世界2001-4]

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