1、一、項目名稱全降解食品包裝材料關鍵技術研發(fā)與應用示范二、申報獎種山東省技術發(fā)明獎三、項目簡介我國食品消費總量巨大，傳統(tǒng)石油基食品包裝材料造成的環(huán)境污染比其他國家更加嚴重。 目前，市場上現(xiàn)有的全降解塑料不僅價格昂貴，而且性能也不能滿足應用的需要。 這些缺陷嚴重阻礙了我國全降解食品包裝材料的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化應用。本項目自 2007 年起，在國家 863 重點項目、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金等系列重大課題的連續(xù)資助下， 通過對原料、 設備和工藝的全面、深入、系統(tǒng)研究，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了全降解食品包裝材料的低成本、高性能、高效率的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，打破了國外技術壁壘和壟斷，為我國全降解食

2、品包裝材料的推廣應用提供了堅實的理論和技術支撐。在理論研究方面，取得了均相分子交聯(lián)機制、混沌對流強化協(xié)同機制、蒙脫土二次插層機理、 熔體超聲增容機制、 淀粉膜基體無級相轉變體系、納米片層“砌磚式”自組裝結構等 6 大重要理論突破。 解析了淀粉納米復合材料的分子結構及構象、結晶形態(tài)、流變性能、微觀形貌、納米結構和熱穩(wěn)定性的關系；揭示了疏水改性淀粉、生物降解聚酯、環(huán)保增塑劑、有機改性納米蒙脫土之間相互作用的分子機制；闡明了淀粉顆粒結構和分子結構在熔融造粒、 擠出吹膜以及存放過程中的演變規(guī)律； 形成了淀粉等天然高分子制膜的成套技術理論， 為高性能全降解食品包裝膜的制備提供了新的理論依據(jù)。在技術開發(fā)方

3、面，取得了基料合成、納米材料制備、專用設備的設計與制造、組分科學配伍級關鍵工藝優(yōu)化等 4 大技術創(chuàng)新。發(fā)明了淀粉半干法疏水改性和均相交聯(lián)的新技術； 在國內(nèi)率先制備了機械強度高、阻水性能好的成膜基料； 創(chuàng)造性的開發(fā)了天然蒙脫土的精準預插層技術，生產(chǎn)出淀粉等天然高分子材料專用有機改性納米蒙脫土；自行設計制造出了國內(nèi)首套適于淀粉、 纖維等高黏流體的熔體超聲造粒系統(tǒng)和混沌對流擠出吹膜系統(tǒng)， 解決了納米復合材料制備過程中存在的各組分相容性差、 納米材料易團聚、 膜的均勻度和透明度差的問題；實現(xiàn)了淀粉基全降解食品包裝膜的連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)，突破了國內(nèi)外學術界關于淀粉不適于吹膜的傳統(tǒng)理論定律， 形成了淀粉

4、基全降解食品包裝膜完整的生產(chǎn)技術體系， 使淀粉膜的工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。本項目獲得國家授權專利7 項，其中發(fā)明專利3 項；發(fā)表高水平研究論文 29 篇。項目推廣應用后，實現(xiàn)了淀粉基全降解食品包裝膜低成本、高效率的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應用，取得經(jīng)濟效益7.05 億元。本項目成果經(jīng)國內(nèi)權威專家鑒定， 認為整體技術已達到世界范圍內(nèi)同類研究的領先水平。四、應用情況、經(jīng)濟和社會效益本項目制備的全降解食品包裝材料具有良好的機械強度、 熱封性能和透光性能， 能夠達到多種食品包裝的應用要求， 已成功用于面制食品（掛面、餅干、糕點等）、沖調(diào)食品（麥片、奶茶、豆?jié){粉、大豆蛋白粉等）和保健食品（低聚異麥芽糖、大豆低聚糖

5、、靈芝孢子粉等）的包裝；另外，本項目研制的全降解食品包裝材料具有良好的智能調(diào)控阻隔性能， 在油炸食品（薯片、薯條、鍋巴等）、休閑零食（糖果、堅果、蜜餞等）、肉制食品（腸類食品、丸類食品、肉脯等）和生鮮果蔬（櫻桃、無花果、娃娃菜、花菜等）等產(chǎn)品的應用效果表現(xiàn)優(yōu)異，滿足了多種食品內(nèi)、外包裝的要求，給相關企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。五、曾獲科技獎勵情況無。六、主要知識產(chǎn)權目錄（見下頁）序知識產(chǎn)權名稱號一種淀粉基可食性膜及其1制備方法一種可食性淀粉基食品包2裝膜及其制備方法一種無堿均相生產(chǎn)氧化淀3粉方法一種可食性全降解材料自4動喂料裝置一種全降解材料制品自動5 噴涂生產(chǎn)線上的膠霧水幕回收裝置6 一種高效混

6、合器干法制備變性淀粉反應裝7置知識產(chǎn)權類發(fā)明人知識產(chǎn)權人知識產(chǎn)權號取得日期國（區(qū)）別發(fā)明專利證明材料別有效狀態(tài)董海洲、侯漢2012 年 1發(fā)明專利權學、王兆升、 劉山東農(nóng)業(yè)大學ZL201010232198.81.中國有效附件 -1月 4 日傳富侯漢學、董海2012 年 4發(fā)明專利權洲、代養(yǎng)勇、 張山東農(nóng)業(yè)大學ZL201010232190.11.中國有效附件 -2月 25日慧董海洲、代養(yǎng)2012 年 1發(fā)明專利權勇、侯漢學、 劉山東農(nóng)業(yè)大學ZL201010238449.31.中國有效附件 -3月 4 日傳富、王兆升實用新型專董海洲、侯漢山東九發(fā)生物2009 年 12降解工程有限ZL2009200

7、18373.61.中國有效附件 -4利權學、魏寶坤月 16日公司實用新型專董海洲、侯漢山東九發(fā)生物2009 年 12降解工程有限ZL200920018374.01.中國有效附件 -5利權學、魏寶坤月 16日公司實用新型專董海洲、侯漢2005 年 11學、張錦麗、 劉山東農(nóng)業(yè)大學ZL200420097423.11.中國有效附件 -6利權月 2 日傳富、宋曉慶實用新型專侯漢學、董海2005 年 11洲、劉傳富、 張山東農(nóng)業(yè)大學ZL200420097423.71.中國有效附件 -7利權月 2 日錦麗、宋曉慶七、主要論文論著目錄序論文（論著）名稱發(fā)表刊物（出版社）發(fā)表（出版）號作者（按刊物發(fā)表順序）時

8、間1Effects of low poly(vinyl alcohol) content on properties ofJournal of ThermoplasticWentao Wang, Hui Zhang, Yangyong Dai,biodegradable blowing films based on two modified starchesComposite Materials2015.10Hanxue Hou, Haizhou Dong2Effects of co plasticization of acetyl tributyl citrate and glycerol

9、onJournal of AppliedWentao Wang, Enjie Diao, Hui Zhang,the properties of starch/PVA filmsPolymer Science2015.7Yangyong Dai, Hanxue Hou, Haizhou DongEffects of various nanomaterials on the properties ofWentao Wang Hui Zhang Yangyong Dai3starch/poly(vinyl alcohol) composite films formed by blowIranian

10、 Polymer Journal2015.7extrusion processHanxue Hou Haizhou Dong4Effect of five saturated fatty acids on properties ofJournal of AppliedPengfei Liu, Shenglin Sun, Hanxue Hou,sweet-potato-starch-based films. Journal of applied polymer sciencePolymer Science2014.12Wentao Wang, Haizhou Dong5Effects of or

11、ganic modification of montmorillonite on theApplied Clay ScienceYuling Gao, Yangyong Dai, Hui Zhang,performance of starch-based nanocomposite films2014.7Enjie Diao, Hanxue Hou, Haizhou DongProperties and Antimicrobial Activities of Starch Sodium AlginateJournal of AppliedQianqian Yan, Jinli Zhang, H

12、aizhou Dong,6Composite Films Incorporated with Sodium Dehydroacetate orPolymer Science2012.2Rosemary ExtractHanxue Hou, Pei Guo7Preparation of oxidized corn starch in a screw extruder underStarch/StarkeYangyong Dai, Haizhou Dong, Hanxuealkali-free conditions2011.12Hou, Xiaoyan Qi and Hui Zhang8Effec

13、ts of clays with various hydrophilicities on properties ofCarbohydrate PolymersWei Gao, Haizhou Dong, Hanxue Hou, Huistarchclay nanocomposites by film blowing2011.12Zhang9Effects of extrusion and glycerol content on properties of oxidizedCarbohydrate PolymersQianqian Yan, Hanxue Hou, Pei Guo,and ace

14、tylated corn starch-based films2011.8Haizhou Dong10Preparation and properties of oxidized corn starches by semi-dryCereal ChemistryHanxue Hou, Haizhou Dong, Guanjun Liu,process.2007.6and Hui Zhang證明材料附件 -8附件 -9附件 -10附件 -11附件 -12附件 -13附件 -14附件 -15附件 -16附件 -17八、主要完成人情況表（姓名、排名、技術職稱、工作單位、對本項目技術創(chuàng)造性貢獻、曾獲省

15、級以上科技獎勵情況）1. 姓名：董海洲，排序： 1/9 ，職稱：教授，工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：全面負責本項目研究計劃的制定與實施。主持完成本項目中淀粉的疏水改性與分子交聯(lián)、改性蒙脫土納米材料的制備、 熔體超聲雙螺桿造粒機和混沌對流單螺桿吹膜系統(tǒng)的設計制造以及成套生產(chǎn)線的建立；主持完成本項目的第一項 6 大理論和第二項 4 大技術創(chuàng)新。 在本項目研究中， 授權發(fā)明專利 3 項，發(fā)表英文論文 10 篇。曾獲省級以上科技獎勵情況：可食性全降解食品包裝材料工業(yè)化制造，山東省科技進步二等獎（ JB2011-2-1-1 ），第 1 位，2011.12.07 ；普通玉米淀粉深加工產(chǎn)品開

16、發(fā)， 山東省科技進步二等獎 （JB2006-2-53-2 ），第 2 位，2007.4.29 ；高效變性淀粉反應裝置研制， 山東省科技進步三等獎 （ JB2006-3-131-3 ），第 3 位，2007.4.29 。2. 姓名：侯漢學，排序： 2/9 ，職稱：副教授，工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：參與完成本項目中改性蒙脫土納米材料的制備、熔體超聲雙螺桿造粒機和混沌對流單螺桿吹膜系統(tǒng)的設計制造以及全降解食品包裝膜成套生產(chǎn)線的建立； 參與完成本項目的第一項 2、3、4 三項理論和第二項 2，3，4 三項技術創(chuàng)新。在本項目研究中，授權發(fā)明專利 3 項，發(fā)表英文論文 10 篇。曾獲省

17、級以上科技獎勵情況：可食性全降解食品包裝材料工業(yè)化制造， 山東省科 技進步 二等獎（ JB2011-2-1-2 ），第 2 位，2011.12.07 ；普通玉米淀粉深加工產(chǎn)品開發(fā)，山東省科技進步二等獎（ JB2006-2-53-4 ），第 4 位， 2007.4.29 ；高效變性淀粉反應裝置研制，山東省科技進步三等獎 （JB2006-3-131-4 ），第 4 位，2007.4.29 。3. 姓名：王文濤，排序： 3/9 ，職稱：講師，工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻： 參與完成本項目中熔體超聲雙螺桿造粒機和混沌對流單螺桿吹膜系統(tǒng)的設計制造以及全降解食品包裝膜成套生產(chǎn)線的建立；參與

18、完成本項目的第一項 5、6 兩項理論和第二項 2，3，4 三項技術創(chuàng)新。在本項目研究中，發(fā)表英文論文 3 篇。4. 姓名：滕鴻儒，排序： 4/9 ，職稱：中級，工作單位：山東一滕新材料股份有限公司對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：參與完成本項目中淀粉的疏水改性；參與完成本項目的第二項 1 一項技術創(chuàng)新。5. 姓名：滕鯤，排序： 5/9 ，職稱：中級，工作單位：山東一滕新材料股份有限公司對本項目技術創(chuàng)造性貢獻： 參與完成本項目中納米復合材料的制備；參與完成本項目的第二項 2 一項技術創(chuàng)新。6. 姓名：代養(yǎng)勇，排序： 6/9 ，職稱：副教授，工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻： 參與完成本項目中淀

19、粉的疏水改性與分子交聯(lián)研究；參與完成本項目的第一項 1、2 兩項理論和第二項 2 兩項技術創(chuàng)新。在本項目研究中，授權專利 2 項，發(fā)表英文論文1，5篇。曾獲省級以上科技獎勵情況： 可食性全降解食品包裝材料工業(yè)化制造，山東省科技進步二等獎（ JB2011-2-1-9 ），第 9 位。7. 姓名：張慧，排序： 7/9 ，職稱：講師，工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻： 參與完成本項目中改性納米蒙脫土的制備；參與完成本項目的第一項 1、2 兩項理論和第二項 1，2 兩項技術創(chuàng)新。在本項目研究中，授權專利 1 項，發(fā)表英文論文 7 篇。曾獲省級以上科技獎勵情況： 可食性全降解食品包裝材料工業(yè)

20、化制造，省科技進步二等獎（ JB2011-2-1-8 ），第 8 位。8. 姓名：王兆升，排序： 8/9 ，職稱：副教授，工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻： 參與完成本項目中淀粉基全降解膜成套生產(chǎn)線的建立；參與完成本項目的第一項 1 一項理論創(chuàng)新。曾獲省級以上科技獎勵情況： 可食性全降解食品包裝材料工業(yè)化制造，省科技進步二等獎（ JB2011-2-1-6 ），第 6 位。9. 姓名：李向陽，排序： 9/9 ，職稱：教授，工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻： 參與完成本項目中納米復合材料的制備與應用；參與完成本項目的第二項 2 一項技術創(chuàng)新。九、主要完成單位情況表（單位名稱

21、、排名、對本項目科技創(chuàng)新和推廣應用情況的貢獻）1. 山東農(nóng)業(yè)大學：主持完成了“全降解食品包裝材料關鍵技術研發(fā)與應用示范”項目 , 在全降解食品包裝材料的原料改性、納米材料的制備、專用設備的設計制造、 原料科學配伍和工藝優(yōu)化方面取得重要突破，形成了淀粉基全降解食品包裝膜完整的生產(chǎn)技術體系， 實現(xiàn)了淀粉基全降解食品包裝膜低成本、高效率的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應用。本單位授權專利 7 項，發(fā)表論文 29 篇。組織相關單位，對本項目進行了推廣和應用，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 。2. 山東一滕新材料股份有限公司： 建立了全降解食品包裝膜生產(chǎn)線和產(chǎn)品的推廣、應用。注：推薦省自然科學獎、技術發(fā)明獎和科技

22、進步獎一等獎的，還需附推薦專家意見（專家姓名、工作單位、推薦意見）。十、推薦專家意見專家姓名：趙祥穎工作單位：山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設計院推薦意見：山東農(nóng)業(yè)大學董海洲教授主持完成的全降解食品包裝材料關鍵技術研發(fā)與應用示范項目，以淀粉、纖維素等可再生資源為主料，以聚乳酸、聚己二酸/ 對苯二甲酸丁二酯等生物降解聚酯為輔料，采用新型半干法工藝和均相交聯(lián)技術對天然高分子進行疏水改性和分子交聯(lián)， 為全降解食品包裝材料的生產(chǎn)提供高品質(zhì)原料。采用半干法捏合工藝， 優(yōu)選了蒙脫土改性劑的種類和改性程度，制備出淀粉基降解塑料專用蒙脫土納米材料。根據(jù)淀粉、纖維素等天然大分子熔體黏度高、加工窗口窄的特點，設計制造出熔

23、體超聲雙螺桿造粒系統(tǒng)?？朔矸鄣壬镔|(zhì)材料與聚乳酸等生物降解聚酯相容性差的技術難題，設計開發(fā)了混沌對流單螺桿擠出吹膜系統(tǒng)。通過對成膜材料的科學配伍、制膜工藝的優(yōu)化，制備出機械性能、阻隔性能和熱封性能良好的全降解食品包裝材料。 該項目在全降解食品包裝膜專用原料、專用蒙脫土納米材料、專用設備和關鍵技術方面，取得了重大突破，攻克了全降解食品包裝膜領域存在的重大技術難題，在我國首次實現(xiàn)了全降解食品包裝膜低成本、 高效率的工業(yè)化生產(chǎn)和應用。該項目研制的全降解包裝膜已成功應用于多種食品的包裝，取得了良好效果。 該項目的研究成果對解決我國石油基非降解食品包裝膜造成的環(huán)境污染問題將起到巨大的推動作用。 根據(jù)山

24、東省科學技術獎有關推薦條件和標準，建議推薦該項目為山東省技術發(fā)明一等獎。專家姓名：孔令讓工作單位：山東農(nóng)業(yè)大學推薦意見：山東農(nóng)業(yè)大學董海洲教授主持完成的全降解食品包裝材料關鍵技術研發(fā)與應用示范 項目，針對我國全降解食品包裝材料存在的技術難題，通過對成膜基料、納米增強材料、制膜設備和生產(chǎn)工藝等方面的深入系統(tǒng)研究， 形成了淀粉等天然高分子制膜的成套技術理論，為高性能全降解食品包裝膜的制備提供了新的理論基礎。 自行設計制造出了國內(nèi)首套適于淀粉、 纖維素、降解聚酯等高黏流體的熔體超聲造粒系統(tǒng)和混沌對流擠出吹膜系統(tǒng)， 解決了淀粉基納米復合材料制備過程中存在的各組分相容性差、 納米材料易團聚、 膜的均勻度和透明度差的問題。根據(jù)淀粉、纖維素、生物降解聚酯等分子結構特點，采用擠出熔融交聯(lián)技術， 實現(xiàn)了高分子聚合物的無級相轉變以及納米材料的精準預插層。 通過材料的科