包裝學(xué)課題論文綠色包裝材料的研究進(jìn)展及展望

1、綠色包裝材料的研究進(jìn)展及展望作者：xxx（食品質(zhì)量與安全1班 1111111111）摘 要：人們生產(chǎn)和活動(dòng)帶來的環(huán)境污染與破壞，讓地球環(huán)境問題越來越嚴(yán)峻。其中包裝帶來的污染更為突出。綠色包裝又可以稱為無公害包裝和環(huán)境之友包裝，根據(jù)3R+1D 這一原則，分為可重復(fù)使用、可重復(fù)再生、可食性、可降解材料，指對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康無害，能重復(fù)使用和再生，符合可持續(xù)發(fā)展的包裝。所以綠色包裝是包裝學(xué)科的發(fā)展方向，也是中國(guó)包裝業(yè)的可持續(xù)發(fā)展之路。近年來隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)食品包裝材料的要求也越來越高，因此新型的環(huán)保的包裝材料也越來越受到重視，本文闡述了綠色包裝材料的基本定義與分類, 介紹了幾種綠色包

2、裝材料的研究進(jìn)展和促進(jìn)綠色包裝材料發(fā)展的措施，最后探討了綠色包裝的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：食品；綠色包裝材料；研究進(jìn)展；措施；前景中圖分類號(hào)：TQ43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AGreen Packaging Materials Research Progress and Prospects Author: xxxx( Food Quality and Safety Class 1xxxxxxxx)Abstract:People Production and activities the environmental pollution and destruction, so that global enviro

3、nmental problems are becoming increasingly severe. Pollution caused by packaging them more prominent. Green packaging and packaging, and environmental pollution can be called the Friends of packaging, according to the 3R +1 D to this principle, divided into reusable, reusable regeneration, edible, b

4、iodegradable materials, refers to the ecological environment and human health harmless, can be reused and recycled, in line with the sustainable development of the packaging. So green packaging is the packaging discipline development direction, but also China's packaging industry for sustainable

5、 development. In recent years, with the continuous improvement of quality of life, people on food packaging materials are increasingly high requirements, so the new environmentally friendly packaging materials are also more and more attention, the paper describes the basic definition of green packag

6、ing materials and classification, description several green packaging materials research progress and promote the development of green packaging materials, measures, and finally discusses the prospects for the development of green packaging.Key words：food; green packaging materials; research progres

7、s; measures; prospects 目前全球的固體廢棄物年產(chǎn)量為10億t,包裝廢棄物約占總量的1/ 3,大量的包裝垃圾尤其是塑料包裝未經(jīng)無害化處理就被遺棄，成為困擾城市、威脅人類生存空間和損害人類健康的大敵。為保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人們對(duì)綠色包裝的呼聲越來越高，它將是未來包裝的主流。綠色包裝材料的研制開發(fā)是綠色包裝最終得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,開發(fā)有利于生態(tài)環(huán)境的綠色包裝材料已是刻不容緩,選擇綠色包裝材料,可使污染程度降到最低,有利于環(huán)境保護(hù),可以說綠色包裝與環(huán)境保護(hù)密不可分。1. 綠色包裝概述1.1 綠色包裝的定義 綠色包裝是指對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康無害，能重復(fù)使用和再生，符

8、合可持續(xù)發(fā)展的包裝，也可稱之為生態(tài)包裝。從技術(shù)角度講，綠色包裝是指以天然植物和有關(guān)礦物質(zhì)為原料研制成對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康無害，有利于回收利用，易于降解、可持續(xù)發(fā)展的一種環(huán)保型包裝，也就是說，其包裝產(chǎn)品從原料選擇、產(chǎn)品的制造到使用和廢棄的整個(gè)生命周期，均應(yīng)符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求，應(yīng)從綠色包裝材料、包裝設(shè)計(jì)和大力發(fā)展綠色包裝業(yè)三方面入手實(shí)現(xiàn)綠色包裝。綠色包裝設(shè)計(jì)是一種綜合了面向?qū)ο蠹夹g(shù)、并行工程、壽命周期的一種發(fā)展中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。是將包裝的質(zhì)量、功能、壽命和環(huán)境一體化的系統(tǒng)。它不僅需要考慮包裝的質(zhì)量、功能和成本，更要考慮從原材料到加工、使用、廢棄全過程中包裝對(duì)環(huán)境的影響。即從搖籃到再現(xiàn)的全過程。

9、綠色包裝設(shè)計(jì)可使資源、能源得到最大限度的利用，使包裝對(duì)環(huán)境的影響減少到最低或完全無污染。11.2 食品綠色包裝的內(nèi)涵綠色包裝一般應(yīng)具有五個(gè)方面的內(nèi)涵： 一是實(shí)行包裝減量化（Reduce）。包裝在滿足保護(hù)、方便、銷售等功能的條件下，應(yīng)是用量最少。 二是包裝應(yīng)易于重復(fù)利用（Reuse），或易于回收再生（Recycle）。通過生產(chǎn)再生制品、焚燒利用熱能、堆肥化改善土壤等措施，達(dá)到再利用的目的。 三是包裝廢棄物可以降解腐化（Degradable）。其最終不形成永久垃圾，進(jìn)而達(dá)到改良土壤的目的。Reduce、Reuse、Recycle和Degradable即當(dāng)今世界公認(rèn)的發(fā)展綠色包裝的3R1D原則。 四

10、是包裝材料對(duì)人體和生物應(yīng)無毒無害。包裝材料中不應(yīng)含有有毒性的元素、病菌、重金屬；或這些含有量應(yīng)控制在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以下。五是包裝制品從原材料采集、材料加工、制造產(chǎn)品、產(chǎn)品使用、廢棄物回收再生，直到其最終處理的生命全過程均不應(yīng)對(duì)人體及環(huán)境造成公害。22. 常用的綠色包裝材料2.1 紙材料 紙的綠色特性較好，原料來源廣泛，在自然環(huán)境中易腐化，既可以回收再生紙張，又可用作植物肥料，是應(yīng)用最早的綠色包裝材料。紙質(zhì)包裝材料一般用于緩沖包裝材料。緩沖包裝材料是產(chǎn)品在流通運(yùn)輸過程中，防止其產(chǎn)品遭受損壞而被使用的保護(hù)材料。目前國(guó)內(nèi)具有開發(fā)應(yīng)用前景的有以下幾種。2.1.1 紙漿模塑制品 紙漿模塑制品是以廢紙和植物纖維

11、作原料，在模塑機(jī)上由特殊的模具塑造出一定形狀的制品。我國(guó)西北農(nóng)業(yè)大學(xué)在這一方面進(jìn)行了大量的研究，研制開發(fā)了果蔬包裝內(nèi)襯、禽蛋托盤、超市托盤、瓦楞芯紙、一次性餐具等一系列產(chǎn)品3。我國(guó)的上海嘉寶包裝公司引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備研制成紙漿模型，此產(chǎn)品采用天然植物纖維，是替代泡沫餐具最理想的產(chǎn)品4。2.1.2 瓦楞紙板 瓦楞紙板具有優(yōu)越的加工性能，生產(chǎn)成本低，使用溫度范圍比泡沫塑料寬，無包裝公害等優(yōu)點(diǎn)。近年又開發(fā)研制出一種新型緩沖包裝結(jié)構(gòu)瓦楞紙板與薄膜相結(jié)合的瓦楞紙復(fù)合板。如中國(guó)農(nóng)大資源環(huán)境學(xué)院研制成功的新型瓦楞紙板和多層紙芯的復(fù)合板材，成功應(yīng)用于制作集裝箱托盤。2.1.3 蜂窩紙板 蜂窩紙板是專家針對(duì)瓦楞紙板復(fù)

12、原性小這個(gè)缺點(diǎn)，提出將瓦楞紙板做成互相平行、垂直和交錯(cuò)的多層結(jié)構(gòu)，使其形狀如蜂窩，這樣能大大提高其緩沖性能。蜂窩紙板在包裝中的應(yīng)用主要有蜂窩紙箱、緩沖襯墊和蜂窩托等。目前國(guó)外食品包裝一般都采用紙盒、紙袋、紙筒、紙罐等，其中紙袋的比例為最大。例如，各類糧食制品如大米、面粉、米粉等都用紙包裝，新鮮的水果、蔬菜也用紙袋，連一些怕壓的果品也是先裝在紙盒中，再用紙袋包裝。其次是一次性紙容器，紙杯、餐盒，這是各類快餐店飲料店的主要盛器。用量居第三的是飲料包裝，即各種果汁、牛奶、飲料所用的紙罐。2.2 可降解材料 在塑料得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，伴隨塑料使用而來的“白色污染”也已經(jīng)引起了世界各國(guó)的廣泛重視。澳大利

13、亞塑料技術(shù)有限公司開發(fā)出一種遇水就會(huì)慢慢溶解的新型環(huán)保塑料包裝袋。這種新型塑料包裝袋具有生物可降解性，對(duì)人體無害，其主要原料是玉米淀粉等。目前，澳大利亞塑料技術(shù)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的新型環(huán)保塑料包裝袋主要用于包裝餅干、巧克力等食品，公司計(jì)劃在今年內(nèi)，推出具有更多用途的塑料包裝袋。 可降解材料是指在特定時(shí)間內(nèi)造成性能損失的特定環(huán)境下，其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的一種塑料。可降解塑料包裝材料既具有傳統(tǒng)塑料的功能和特性，又可以在完成使用壽命之后，通過陽光中紫外光的作用或土壤和水中的微生物作用，在自然環(huán)境中分裂降解和還原，最終以無毒形式重新進(jìn)入生態(tài)環(huán)境中，回歸大自然。 可降解塑料主要分為合成光降解塑料、添加光敏劑

14、的光降解塑料和生物降解塑料，以及多種降解塑料復(fù)合在一起的多功能降解塑料。也有按降解塑料的環(huán)境條件分為光降解塑料、生物降解塑料（完全生物降解塑料、部分生物降解塑料）、化學(xué)降解塑料（氧化降解塑料、水降解塑料），以及上述三種降解塑料組合成的復(fù)合降解材料。 在合成光降解塑料中，以聚羥基丁酸酯（PHB）及聚羥基戊酸酯（PHV）生產(chǎn)最多，英國(guó)Seneca公司年產(chǎn)量已達(dá)1000t，它們的性能與聚乙烯和聚丙烯相似，價(jià)格為聚乙烯的10倍左右。其降解原理是聚合物吸收紫外光發(fā)生光引發(fā)作用，使鍵能減弱，長(zhǎng)鏈分裂成較低分子量的碎片，物理性能下降。較低分子量的碎片在空氣中進(jìn)一步發(fā)生氧化作用，產(chǎn)生自由基斷鏈，進(jìn)一步降解為二

15、氧化碳和水5。 以石油為基本原料合成的聚合物，它們?cè)谧匀粭l件下，很難被普通的微生物所分解。而含有易發(fā)生水解的基因所合成的聚合物和天然聚合物都具有較高的生物降解性能。我國(guó)研究較多的是以淀粉與聚烯烴塑料相混的不完全生物降解型。這類塑料的降解機(jī)理是淀粉顆粒先 被真菌和細(xì)菌侵襲、消耗，從而削弱了塑料的強(qiáng)度，同時(shí)經(jīng)過塑料與土壤中存在的某些鹽類接觸，自氧化作用而形成過氧化物，促使塑料中聚合物的分子鏈斷裂，它們互相促進(jìn)，相輔相成，細(xì)菌消耗淀粉，使塑料表面積增大而有利于自氧化降解。周而復(fù)始，高分子鏈逐漸斷 裂、縮短、使塑料強(qiáng)度降低，直至聚合物的分子量降低到能被微生物代謝的程度。2.3 可食性包裝材料 可食性包

16、裝是指當(dāng)包裝功能實(shí)現(xiàn)后，即將成為“廢棄物”時(shí)，使它轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N食用原料。目前可降解塑料及天然大分子材料制成的可食性膜已成為食品加工和包裝領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)6,7。它主要可以分為五大類：淀粉類、蛋白質(zhì)類、多糖類、脂肪類和復(fù)合類8。淀粉類主要是以淀粉為原料加入膠粘劑按一定比例配制， 充分?jǐn)嚢?，再通過熱壓等方式加工制得的。所用淀粉有玉米、紅薯、土豆、魔芋及小麥等，所加入的膠粘劑多為天然無毒的植物膠或動(dòng)物膠，如明膠、瓊脂、天然樹脂膠等9制造出一種可食性“米紙”，已廣泛應(yīng)用于食品包裝行業(yè)。蛋白質(zhì)類主要是以蛋白質(zhì)為基料，利用蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，加入其它添加劑改變膠體的親水性而制得的包裝材料，多以包裝薄膜形式存在。

17、美國(guó)克雷姆遜大學(xué)，以玉米、大豆、小麥為原料提取蛋白質(zhì)加工研制的谷類薄膜，既能保持水分，又具有較好的防潮隔氧能力，還有一定的抗菌性，適用于香腸等食品的包裝，使用后可供家禽食用或作肥料。（玉米蛋白質(zhì)包裝膜適用于油脂較重、滲透性強(qiáng)的高油脂食品包裝以及其它帶油食品的包裝內(nèi)層包裝）。多糖類主要利用多糖食物的凝膠作用， 以多糖食品原料為基料而制得。日本開發(fā)出用殼類物質(zhì)提煉的脫乙酸殼多糖制成可食用包裝紙，這種可食用包裝紙包裝的快餐面調(diào)料可直接放入火鍋內(nèi)烹調(diào)， 使用可食包裝既方便了消費(fèi)者，又避免了包裝廢棄物污染環(huán)境。用甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和果膠等基料可制得纖維素薄膜； 以水產(chǎn)貝類提取物和殼聚糖為基料可

18、制得殼聚糖薄膜，Ghaouth 等人10用殼聚糖涂膜處理草莓，然后置于3的環(huán)境中，第21天腐敗率僅為11%，對(duì)照組則高達(dá)52%，利用紅薯、土豆、木薯、谷物等農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)發(fā)酵后產(chǎn)生的高分子化合物茁霉多糖可制得茁霉多糖薄膜； 利用谷物淀粉糊與水可制得水解淀粉薄膜11。脂肪類可食性包裝材料是利用食物中脂肪組織纖維的致密性制得的包裝材料，根據(jù)不同的脂肪來源可分為制得植物油型薄膜、動(dòng)物脂肪型薄膜和蠟質(zhì)型薄膜等3種脂肪類包裝材料。復(fù)合類可食性包裝材料是利用多種基材組合，采用不同的加工工藝制得的包裝材料。英國(guó)一家公司研制成了一種可食用的果蔬保鮮劑，它是由糖、淀粉、脂肪酸和聚酯物調(diào)配而成的半透明乳液，采用噴霧、涂

19、刷或浸漬等方法覆蓋于蘋果、柑橘等水果蔬菜的表面。在其表面形成一層密封膜，防止氧氣進(jìn)入果蔬內(nèi)部，起到保鮮作用， 可使保鮮期延長(zhǎng)至200天以上，還可以同果蔬一起食用12。食用紙也屬于復(fù)合類，主要有兩種：一種是以蔬菜為主要原料，將蔬菜打漿，成型后烘干，另一種是將淀粉、糖類精化，加入其他食品添加劑制成，富含膳食纖維、多種維生素及礦物質(zhì)，解決了蔬菜易腐爛、不易儲(chǔ)藏的問題。目前以蔬菜為原料的綠色產(chǎn)品更具有發(fā)展?jié)摿Α?.4 重復(fù)再用和再生的包裝材料 重復(fù)再用包裝，如啤酒、飲料、醬油、醋等包裝采用玻璃瓶反復(fù)使用。瑞典等國(guó)家實(shí)行聚酯PET飲料瓶和PC奶瓶的重復(fù)再用達(dá)20次以上。荷蘭Wellman公司與美國(guó)Joh

20、nson公司對(duì)PET容器進(jìn)行100的回收。 再生利用包裝，例如聚酯瓶在回收之后，可用兩種方法再生，物理方法是指直接徹底凈化粉碎，無任何污染物殘留，經(jīng)處理后的塑料再直接用于再生包裝容器。化學(xué)方法是指將回收的PET粉碎洗滌之后，用解聚劑甲醇水、乙二醇或二甘醇等在堿性催化劑作用下，使PET全部解聚成單體或部分解聚成低聚物，純化后再將單體或低聚物重新聚合成再生PET樹脂包裝材料。包裝材料的重復(fù)利用和再生，僅僅延長(zhǎng)了塑料等高分子材料作為包裝材料的使用壽命，當(dāng)達(dá)到其使用壽命后，仍要面臨對(duì)廢棄物的處理和環(huán)境污染問題。3. 促進(jìn)綠色包裝發(fā)展的具體措施3.1 政府方面3.1.1 加強(qiáng)法制建設(shè) 健全完備的法律制度

21、，能夠保證綠色包裝體系順利運(yùn)行，使綠色包裝的生產(chǎn)、流通和使用有法可依，以法律形式促進(jìn)和規(guī)范綠色包裝發(fā)展。需要有關(guān)部門積極、及時(shí)制定相應(yīng)的法規(guī)、政策，扶持和保護(hù)綠色包裝企業(yè)及其產(chǎn)品，同時(shí)對(duì)那些不符合綠色包裝發(fā)展要求的企業(yè)應(yīng)限期整改。在制定法規(guī)時(shí)，既要結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，又要與國(guó)際接軌，促進(jìn)綠色包裝健康發(fā)展。3.1.2 給予政策扶持政府應(yīng)宏觀調(diào)控，建設(shè)包裝押金、資源回收獎(jiǎng)勵(lì)、綠色補(bǔ)貼等制度，為綠色包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造條件；促進(jìn)市場(chǎng)需求，增加企業(yè)收入，倡導(dǎo)有利于環(huán)境的生活方式和消費(fèi)方式，使環(huán)保觀念深入人心；政府應(yīng)對(duì)資源循環(huán)運(yùn)作的包裝生產(chǎn)企業(yè)大力鼓勵(lì)，在項(xiàng)目審批、市場(chǎng)準(zhǔn)入、稅收、信貸方面給予政策性傾斜；設(shè)

22、立專項(xiàng)基金，增加資金投入，優(yōu)化包裝產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高包裝行業(yè)素質(zhì)；對(duì)綠色包裝材料的進(jìn)出口給予關(guān)稅和配額方面的優(yōu)惠等。發(fā)揮稅收杠桿作用。為減少自然資源的使用，鼓勵(lì)再生材料的使用，可以發(fā)揮稅收作用開設(shè)有關(guān)包裝方面的新稅種。對(duì)于使用不同包裝材料的包裝征收不同的稅率。對(duì)于綠色包裝則應(yīng)該免稅。充分體現(xiàn)稅收的效率性。通過包裝稅的區(qū)別征收，既相對(duì)降低那些使用綠色包裝的產(chǎn)品價(jià)格，又提高那些包裝廢棄物需要特別處理或不易回收的包裝的產(chǎn)品成本，激勵(lì)生產(chǎn)者采用綠色包裝，從而促進(jìn)綠色包裝發(fā)展。3.2 企業(yè)方面 3.2.1 強(qiáng)化綠色包裝意識(shí) 作為企業(yè)應(yīng)提高綠色包裝意識(shí)，樹立科學(xué)發(fā)展觀念。企業(yè)更應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到發(fā)展綠色包裝既能

23、降低能耗成本、減少污染，又能提高企業(yè)形象，還能增加消費(fèi)者對(duì)企業(yè)的認(rèn)同和信任，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)包裝材料使用綠色化要求做到：必須避免使用含有毒性的材料；盡量使用重復(fù)再用和再生材料；大力開發(fā)動(dòng)植物包裝材料；注意選用可降解的材料。3.2.2 積極開發(fā)綠色包裝材料 出口商品的包裝材料只有符合進(jìn)口國(guó)的規(guī)定，才能被準(zhǔn)許輸入該進(jìn)口國(guó)，否則進(jìn)口國(guó)海關(guān)將不放行。許多國(guó)家以法規(guī)形式對(duì)進(jìn)口商品的包裝材料進(jìn)行限制或進(jìn)行強(qiáng)制性監(jiān)督和管理。具體可以按一下方面做。 一是避免使用含有毒性的材料。包裝容器或標(biāo)簽上所使用的顏料、染料、油漆等應(yīng)采用不含重金屬的原料，作為接合材料的粘劑，除應(yīng)不含毒性或有毒成份外，還應(yīng)在分

24、離時(shí)易于分解。 二是盡可能使用循環(huán)再生材料。目前國(guó)際上使用的可循環(huán)再生材料多是再生紙，以廢紙回收后制成的再生紙箱、模制紙漿、峰漿紙板和紙管等。 三是積極開發(fā)植物包裝材料。植物基本上可以延續(xù)不息地重產(chǎn)繁殖，而且大量使用植物一般不會(huì)對(duì)環(huán)境、生態(tài)平衡和資源的維護(hù)造成危害，受到國(guó)際包裝市場(chǎng)青睞。四是選用單一包裝材料。這樣不必使用特殊工具即可將材料解體，還可以節(jié)省回收與分離時(shí)間，避免使用粘合方法而導(dǎo)致回收、分離的困難。135. 結(jié)語 中國(guó)現(xiàn)已加入WTO,必須實(shí)施“綠色包裝工程”,在國(guó)際貿(mào)易中必須達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。而中國(guó)作為一個(gè)包裝廢棄物產(chǎn)生大國(guó),必須要解決好包裝與環(huán)境問題。我國(guó)包裝工業(yè)應(yīng)從保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、節(jié)約資源的高度