EP4081647A1 - Method for producing a nonwoven from bacterial nanocellulose - Google Patents

Method for producing a nonwoven from bacterial nanocellulose

Info

Publication number
EP4081647A1
EP4081647A1 EP20839087.2A EP20839087A EP4081647A1 EP 4081647 A1 EP4081647 A1 EP 4081647A1 EP 20839087 A EP20839087 A EP 20839087A EP 4081647 A1 EP4081647 A1 EP 4081647A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
acid
hydrogel
vitamin
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20839087.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Cord LABUHN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kim Koester & Cord Henning Labuhn GbR
Original Assignee
Kim Koester & Cord Henning Labuhn GbR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kim Koester & Cord Henning Labuhn GbR filed Critical Kim Koester & Cord Henning Labuhn GbR
Publication of EP4081647A1 publication Critical patent/EP4081647A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/425—Cellulose series
    • A61F13/01012—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2301/02—Cellulose; Modified cellulose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2509/00—Medical; Hygiene

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hydrogel consisting of bacterial nanocellulose, with the steps of providing a sugar-containing solution, inoculating the sugar-containing solution with a bacterial strain, cultivating the solution and washing the hydrogel resulting from the cultivation, as well as a fleece produced according to the aforementioned method.
  • dimensionally stable hydrogels made from bacterial nanocellulose are known. This is produced by cultivating a suitable bacterial strain in an aqueous and acid-buffered nutrient medium, with a dimensionally stable hydrogel forming at the interface between the nutrient medium and the air during the cultivation, which sometimes takes several weeks. Depending on the manufacturing process, hydrogels produced in this way also meet the requirements for vegan products. In the following, these dimensionally stable hydrogels are also referred to as “nanocellulose gels”.
  • Nanocellulose gels Due to their structural similarity to human skin, their good compatibility with the human organism and their high water retention capacity, nanocellulose gels can be used as massage sponges, washcloths, wet wipes or protective films, among other things. Nanocellulose gels can be loaded during growth and given special properties (such as color, taste, fragrance, surface structure, permeability, active ingredient loading). In addition, in-situ modification, i.e. influencing the synthesis during the ongoing cultivation process by adding different additives to the nutrient medium, is known. It is also known to change biomaterials based on bacterial nanocellulose after its synthesis (post-modification). For this purpose, an instant powder was developed within the scope of the invention, which greatly simplifies the domestic production of nanocellulose gels.
  • this powder When dissolved in water, this powder is also suitable for subsequent loading and modification of the nanocellulose.
  • an appropriately cultivated bacterial strain sets in motion the growth of a new probiotic 'active' nanocellulose gel and is later used for hygienic storage and renovation of it.
  • Microorganisms include polymers that are produced by a microorganism such as bacteria, fungi or algae.
  • Nanocellulose is synthesized preferably by cultivating microbial strains such as Gluconacetobacter, Enterobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, and Rhizpobium.
  • microbial strains such as Gluconacetobacter, Enterobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, and Rhizpobium.
  • the bacterial strain Gluconacetobacter xylinus which is most extensively researched and documented in this context, is particularly suitable for the production of nanocellulose gels.
  • the nanocellulose gel is produced by microorganisms at the interface between air and a nutrient medium containing D-glucose.
  • sucrose in aqueous solution is the source of carbon.
  • the bacteria here expel the cellulose as fibrils, which aggregate to form fibers at the interface between the nutrient medium and air. This creates a three-dimensionally interwoven fiber network, which consists of around 99% water and 1% nanocellulose.
  • Bacterial nanocellulose can be sterilized under the usual conditions, is characterized by a high water content and mechanical stability, while the surface and consistency are pleasantly soft and is described particularly smoothly.
  • cosmetics for example, it is enriched with active ingredients and vitamins in the form of face masks.
  • blood vessels, implants and wound dressings made from bacterial nanocellulose are researched and used.
  • N. Hessler, D. Klemm Alteration of bacterial nanocellulose structure by in situ modification using polyethylene glycol and carbohydrate additives, Cellulose (Dordrecht, Netherlands) (2009), 16 (5), 899-910;
  • Nanocellulose gels according to the invention in the form of cleaned fleeces can be used for massage purposes, are used in physiotherapy, medical practice, osteopathy, body therapy (also as cooling or warming cushions, massage aids, haptic stimulants) and in body hygiene (wet wipes, refreshing wipes , probiotic washcloth), for disinfection (loaded with disinfectants) as a stimulation aid or protective film and active for medical purposes.
  • a fleece made of nanocellulose gel can be used as a massage Gloves, washcloths or a means for the large-scale application of cosmetic products (lotions, creams, oils) can be used.
  • cosmetic products lotions, creams, oils
  • the synthesized hydrogel must be as free as possible from bacterial residues which can adhere during the synthesis of the gel or which are retained in the fiber network. Further impurities, particularly those that are harmful to health, must also be at least below a limit value. At the same time, it should be taken into account during the cleaning process that the hydrogel is an organic substance; the cleaning process must therefore be correspondingly gentle in order to obtain the desired properties.
  • the method should be quick and easy to carry out as well as cost-effective and environmentally friendly.
  • the process for producing a fleece consisting of bacterial nanocellulose has four process steps:
  • a sugar-containing solution is provided.
  • Fructose or sucrose can serve as the carbon source, in the simplest case glucose in an aqueous and acid-buffered nutrient medium, with crystalline D-glucose with, for example, sodium hydrogen phosphate and citric acid at a concentration of 2% by weight to 20% by weight in water. This results in a buffered pH value in slightly acidic area.
  • the sugar-containing solution is inoculated with a bacterial strain.
  • Nanocellulose gels are preferably synthesized using microbial strains such as Gluconacetobacter, Enterobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, and Rhizpobium.
  • the bacterial strain Gluconacetobacter xylinus also known as Komagataeibacter xylinus, is particularly suitable for the production of nanocellulose gels.
  • Possible bacterial strains are also Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus and Saccharomyces cerevisiae.
  • the solution is cultivated, ie conditions are created and maintained which ensure that the nutrients are metabolized by the bacteria.
  • the cultivation takes place in the time interval of 2 to 25 days.
  • the dimensionally stable hydrogel is produced by microorganisms at the interface between air and the nutrient medium.
  • the bacteria expel the cellulose as fibrils, which assemble to form fibers at the interface between the nutrient medium and air. This creates a three-dimensionally interwoven fiber network, which consists of around 99% water and 1% nanocellulose.
  • the hydrogel produced by the cultivation is washed in order to achieve a level of purity that is harmless to health.
  • further components are at least one further organic acid with a concentration of 0.1% by weight to 5% by weight selected from the group comprising: gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, Folic acid, oxalic acid, usnic acid, succinic, apple, malonic and citric acid, as well as an additional trace element (e.g. potassium, calcium, copper, zinc, manganese, cobalt) with a concentration of 1 ppm to 100 ppm.
  • the solution may contain at least one vitamin (e.g. vitamin B1, vitamin B2, vitamin B3, vitamin B6, vitamin B12, vitamin C, vitamin D, vitamin E, vitamin K).
  • the hydrogel formed by the cultivation is washed in an alkali with a 5 wt.% To 50 wt.% Alkali for a period of 5 min to 400 min at a temperature of 37 ° C to 142 ° C.
  • the temperature interval for the cleaning process is preferably 90 ° C to 142 ° C, particularly preferably 100 ° C to 142 ° C.
  • the duration of the washing process is preferably 60 min to 400 min, particularly preferably 120 min to 400 min.
  • the hydrogels produced by this process according to the invention are very easy to wash off due to their surface structure and, especially in their synthesized pure form, are insensitive to cleaning agents which are also used on the skin (soap, detergent, etc.).
  • the hydrogels can be boiled in water or sterilized with superheated steam and also cleaned in the dishwasher without being deformed. They are therefore reusable and the hydrogels are completely biodegradable if properly disposed of.
  • the lye is a 5% by weight to 50% by weight sodium hydroxide solution.
  • Caustic soda i.e. a solution of NaOH (sodium hydroxide) in water
  • NaOH sodium hydroxide
  • Disposal is also easily possible through neutralization with acids or sufficiently strong dilution. Washing with sodium hydroxide solution, adjusted in concentration and duration to the strength and nature of the hydrogel, causes the hydrogel to be more flexible, softer and more supple in its cell structure, without reducing the stability and water retention capacity for its purpose.
  • a relative movement between the washing solution and the hydrogel is generated during the washing process. Due to the relative movement, impurities adhering to the hydrogel and stored in the hydrogel are removed more quickly and more thoroughly than with a static cleaning process.
  • the washing process is carried out in two stages. The two stages of the washing process differ in particular with regard to the concentration of the washing solution and the temperature of the washing solution and the duration of the washing process or at least in one of the parameters mentioned.
  • a 40% by weight to 50% by weight sodium hydroxide solution is used at a temperature at or up to 15 ° C. below the boiling point of the sodium hydroxide solution used.
  • the boiling point of a 45% by weight sodium hydroxide solution is 142 ° C.
  • the duration of the first stage of the cleaning process is between 1 minute and 150 minutes, preferably between 100 and 140 minutes, and in the second stage a washing solution with a lower concentration, lower temperature and longer duration is used.
  • the concentration of the sodium hydroxide solution is in the range from 0.4% by weight to 8% by weight, the temperature is between 37 ° C. and 100 ° C. and thus below the boiling point of the washing solution used.
  • the duration is 1 hour to 400 minutes.
  • the washing solution is renewed between the first stage and the second stage of the washing process. If the washing process is carried out with the same washing solution, it makes sense to renew the solution in order to reduce the concentration of undesired foreign substances.
  • rinsing with distilled water for 30-120 minutes at 80 ° C., possibly multiple times, and sterilization (of the hydrogel) are carried out.
  • the cleaning process can optionally be completed with sterilization in order to kill other microorganisms and ensure the longest possible shelf life in the packaging.
  • the sterilization can take place in an autoclave.
  • the sterilization is carried out by means of hot steam.
  • the cleaning process can optionally be completed with a sterilization, for example using superheated steam for 20 minutes at 121 ° C, in order to remove other microorganisms kill and ensure the longest possible shelf life in the packaging.
  • the sterilization can take place at least partially in an autoclave.
  • the object is also achieved by the fleece made of a hydrogel according to claim 8.
  • the fleece according to the invention made from a bacterial nanocellulose has a water content between 80% by weight and 99.5% by weight and a cellulose content between 0.5% by weight and 20% by weight.
  • the fleece has a foreign matter content between 0.1% by weight and 15% by weight.
  • the foreign substances are unusual components that are intentional or unintentional components of the fleece.
  • the foreign substances contain impurities and loads.
  • Impurities are unwanted components and are largely removed from the fleece by the washing process.
  • Loads are intentional components and are applied to and introduced into the nonwoven during or after the synthesis process of the nonwoven.
  • Such nonwovens appear in cosmetics, for example, enriched with active ingredients and vitamins in the form of skin coverings and active ingredient carriers.
  • the fleece also has different proportions of the corresponding nutrient solution, which consists of various acids and chemical additives, yeasts, vitamins or organic residues (e.g. from plants such as tea, flowers , Fruits or coconut).
  • the corresponding nutrient solution which consists of various acids and chemical additives, yeasts, vitamins or organic residues (e.g. from plants such as tea, flowers , Fruits or coconut).
  • an active, sour-probiotic charge of the fleece see Kombucha culture
  • effective plant components comparable to CBD from cannabis in-situ instead of in post-modification
  • the impurities have a content of 0.05% by weight to 1% by weight. In a further embodiment of the invention, the impurities have a content of 0.1% by weight to 0.5% by weight. In a further embodiment of the invention, the impurities contain one or more substances of the Group of the above acids, trace elements, yeasts, vitamins, as well as organic or inorganic coloring particles, probiotics, antimycotics, disinfectants, alcohol, aloe vera, hyaluronic acid, essential oils, extracts from leaves, roots and fruits as well as skin particles or body fluids (after use on of the skin).
  • the contaminants contain biological contaminants and / or chemical contaminants.
  • the use of gram-negative bacterial strains during the synthesis of the fleece harbors the risk of endotoxin contamination of the end products, i.e. the retention of decay products from the outer cell membrane of bacteria, which can trigger undesirable reactions in the human organism. These are only present in harmless concentrations in the fleece according to the invention.
  • the manufacturing process also optionally includes the following steps:
  • the following step is carried out: Introducing a powder comprising 2% by weight to 10% by weight of an extract from black tea, green tea and / or cannabis tea, 90% by weight - 98% by weight sucrose and / or glucose, 1% by weight to 5% by weight. -% fruit or vegetable powder, dried leaves and flowers as well as dried herbal flavors and active ingredients.
  • the inoculation takes place by adding dried microbes or a liquid solution containing them, at least one species selected from the group comprising: Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigomyii, Saccharomyces apiculatus or Saccharomyces apiculatus.
  • At least one other organic acid with a concentration of 0.1% by weight to 5% by weight is selected from the group comprising: gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, folic acid, oxalic acid, usnic acid, succinic acid , Apple, malonic and citric acid added.
  • the sum of the proportions by weight of the constituents adds up to 100% by weight.
  • the following step can be carried out: Introducing a solution of 300 g of white refined beet sugar or cane sugar in 2 l of coconut water, as well as 120 ml of concentrated, anhydrous acetic acid.
  • a set for using one of the aforementioned manufacturing processes comprises 2% by weight to 10% by weight of an extract from black tea, green tea and / or cannabis, 90% by weight - 98% by weight sucrose and / or glucose, 1% by weight.
  • Gluconacetobacter xylinus Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludans Saccharomyces apiculatus or Saccharomyces cerevisiae.
  • the set also has at least one other organic acid with a concentration of 0.1 wt.% To 5 wt.% Selected from the group comprising: acetic acid, gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, folic acid, oxalic acid , Usnic acid, succinic, apple, malonic and citric acid.
  • the sum of the proportions by weight of the constituents together is 100% by weight.
  • the set is composed in such a way that a pH value of 3.5 to 7 develops in an aqueous solution.
  • Kombucha with its traditional indigenous brewing and fermentation culture, often appears as an undefined culture, but usually contains a desired probiotic composition of bacterial and yeast strains. However, this can vary greatly due to the nature of the wild fermentation.
  • Known included ingredients are here: Gluconoacetobacter xylinus, Gluconoacetobacter kombuchae, Gluconoacetobacter hansenii, Acetobacter xylinoides,, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus, Saccharomyces cerevisiae.
  • Organic acids include acetic acid, gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, folic acid, oxalic acid, usnic acid, traces of succinic, apple, malonic and citric acid. Iron, magnesium, sodium, potassium, calcium, copper, zinc, manganese, cobalt and other minerals should be mentioned as trace elements and minerals.
  • vitamins includes vitamin B1, vitamin B2, vitamin B3, vitamin B6, vitamin B12, vitamin C, vitamin D, vitamin E, vitamin K. It also contains various amino acids, enzymes, tannins, the ferments invertase, amylase, catalase, Sucrose, rennet and a proteolytic ferment, antibiotic substances, alcohol and carbonic acid.
  • the bacterial cultures of the Kombucha have the special property of being able to assert themselves in sufficiently acidic liquid against foreign bacteria that threaten the system. If you supply them with nutrients, natural colorings, active ingredients and aromas, the growing bacterial cellulose with its high water absorption (approx. 99% water, 1% cellulose) and its water retention capacity takes on additional properties.
  • Active nanocellulose gels contain living probiotic bacterial strains, with passive nanocellulose gels the bacterial strains were killed and leached out through purification steps, and the hydrogels sterilized through autoclaving (121 ° C steam for 15-20 minutes) or electron beam processes.
  • the combination of 250 ml of sour Kombucha tea ["Fairment Kombucha - Original” pH 2.5-2.8] or a defined nanocellulose gel strain (pH 2, 2-3, 5) with a suitable active bacterial culture and 25 g Instant powder is suitable for one or more kombucha-based cultivation in 2-25 days under hygienic conditions and with an oxygen supply To produce nanocellulose gels with a total mass of 50 g or more.
  • the material properties of the Kombucha-based nanocellulose gels are similar to the synthesized biopolymers mentioned above.
  • the liquid by-product is an acidic tea solution with the usual Kombucha composition of bacterial and yeast cultures (pH 2.3-4) with proportions of organic aromas, colors, flavors and active ingredients (from fruit or vegetables, teas, vegetable aromas and active ingredients according to the composition of the instant powder).
  • Kombucha composition of bacterial and yeast cultures pH 2.3-4
  • This solution is now suitable for inoculating and dyeing, as well as for storing, renovating and maintaining a nanocellulose gel. With it, a sterilized, passive fleece can be revitalized with the probiotic culture.
  • the manufacturing process of fermentation in standing cultivation over 2 days to 25 days is suitable, the nutrient medium (pH 2.3 - 3.5) being composed as follows: 120ml concentrated, anhydrous acetic acid (glacial acetic acid), 300g sugar [Naturata Bio- Beet sugar] (white, refined, alternatively raw cane sugar), 300ml Nata Starter (bacterial strain Gluconacetobacter xylinus), alternatively a kombucha starter or unpasteurized kombucha drink [“Fairment Kombucha - Original”], plus 2 liters of coconut water [“Coco Juice pure organic "].
  • a fourth way of producing bacterial nanocellulose is to use medicinally effective cannabis.
  • the nutrient solution is prepared by boiling 5 g of cannabis leaves or flowers with 1 l of water and a teaspoon of coconut oil for 60 minutes and adding 100 g of sugar [Naturata organic beet sugar] (white, refined, alternatively raw cane sugar).
  • sugar Naturala organic beet sugar
  • Many receptors for cannabinoids are located in the skin and mucous membranes.
  • the medicinally active ingredient cannabidiol (CBD) for example, promotes blood circulation in the tissue, which can lead to greater sensitivity.
  • the nanocellulose gels produced in different ways are preferably used in the following product variants:
  • the wet wipe or the protective film has a size of 150-300mm x 150-300mm and a thickness of 0.1-3mm and a drained weight of 12-180g.
  • the washcloth (or massage sponge or haptic stimulant) has a size of 120-180 mm x 120-180 mm and a thickness of 3-10 mm and a drained weight of 60-180 g.
  • Both formats can be combined with a glass or plastic cylinder, which can be filled with warm water or skin care products.
  • a wash glove is the result of a combination of two cloths (e.g. square, rectangular, in the shape of a hand, etc.) that can be cut, sewn and turned over or pressed similar to textiles.
  • the non-rolled fleece has a length of 150-400 mm and a width of 120-300 mm.
  • the result is a cylindrical shape of the length mentioned and, depending on the thickness of the material (0.5-25 mm), an outer diameter of 30-120 mm, with a drained weight of 100-1200 g. Size specifications vary, as the products are both industrially made up are as well as can be individually adapted to the needs of consumers.
  • a correspondingly shaped vessel - preferably made of glass or a food-safe plastic - foldable and rollable flaps (e.g.
  • circular, oval, rectangular, square, diamond-shaped, triangular can be varied in thickness / strength, depending on the duration of the fermentation , the temperature and the addition of nutrients.
  • various components such as cylinders, hose-like covers and protectors can also be designed with the method described.
  • shapes can be modeled from a solidly grown block or a thin membrane that would not be created by purely organic growth. This results in a large number of additional components in the modular system.
  • nanocellulose gel components can be connected to one another using rubber bands, cords, cuffs, rings, clamps, clips or the technique of sewing.
  • Massage tools, bags, vessels such as glasses, bottles or tubes can be combined to give shape and stabilize, or they can be used for storage.
  • tools such as stencils made of plastic, glass or cork can also be used to shape the bacterial nanocellulose gel that is growing on the surface while it is still growing. This can represent the final form or individual components for a specific design of more complex models based on nanocellulose gels.
  • stamps, stamping tools and branding stamps objects made of bacterial nanocellulose can be provided with model numbers, production dates or other information or designed.
  • the ecological chance of spreading the technology in application on the skin is the reduction of plastic waste and the use of non-renewable raw materials.
  • resource-saving individual domestic production such as also the possibility of choosing from different manufacturing processes in order to be able to access locally produced and easily available raw materials on an industrial scale, packaging, delivery routes and thus emissions can be avoided.
  • the ideal duration of the purification following the cultivation and the concentration of NaOH (in distilled water) depends on the exact composition of nutrients and the bacteria used, whether it is composites, hybrids or pure cultures.
  • a one-stage cleaning process is used. For every millimeter of thickness of the fleece, a contact time of 2 hours at 85 ° C. in 100 ml of 0.8% by weight NaOH solution per cubic centimeter of cellulose results in a reliable termination of all bacterial activity in all of the processes mentioned. Depending on the desired degree of purity, this process step can be repeated with renewal of the sodium hydroxide solution - or it can also take place in a dynamic cycle - until this NaOH solution absorbs no or only minor detectable impurities from the cellulose produced.
  • the fleece cleaned in this way has an (intentional) loading of 8% by weight and 1.5% by weight of impurities.
  • the purification can optionally be completed with a sterilization, for example with superheated steam for 20 minutes at 121 ° C, in order to kill other microorganisms and ensure the longest possible shelf life in the packaging.
  • packaging should be vacuum-sealed in water-impermeable film, without air supply in liquid (distilled water or in loading solution) and in the interests of sustainability in a reusable, lockable cylindrical container or the bacterial nanocellulose freeze-dried in water-repellent or waterproof packaging for later swelling.
  • the fleece is cleaned at 110 ° C. for 240 minutes with a 45% strength by weight NaOH solution.
  • the amount of NaOH Solution is also 100 ml per cubic centimeter of cellulose.
  • the fleece is also rinsed with distilled water and optionally citric acid.
  • the fleece cleaned in this way has a loading of 9.5% by weight and 0.8% by weight of impurities.
  • a two-stage cleaning process is used.
  • first stage coarse cleaning
  • second cleaning stage the fleece is cleaned with an 8% strength by weight NaOH solution at a temperature of 85 ° C. for 240 minutes.
  • the fleece cleaned in this way has a loading of 10.5% by weight and 0.27% by weight of impurities.

Abstract

The invention relates to a method for producing a dimensionally stable hydrogel that consists of bacterial nanocellulose. The method comprises the steps of providing a sugar-containing solution, inoculating the sugar-containing solution with a bacterial strain, cultivating the solution and washing the nonwoven resulting from the cultivation.

Description

VE RFAH RE N ZU R H E RSTE L LU N G E I N ES VL I ES E S AU SVE RFAH RE N ZU R E RSTE L LU N G E I N ES VL I ES E S AU S
BAKTE RI E L L E R NAN O C E L LU LOS E BAKTE RI E L L E R NAN O C E L LU LOS E
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hydrogels bestehend aus bakterieller Nanocellulose, mit den Schritten Bereitstellen einer zuckerhaltigen Lösung, Beimpfen der zuckerhaltigen Lösung mit einem Bakterienstamm, Kultivieren der Lösung und Waschen des aus der Kultivierung entstandenen Hydrogels, sowie ein Vlies hergestellt nach vorgenannten Verfahren. The invention relates to a method for producing a hydrogel consisting of bacterial nanocellulose, with the steps of providing a sugar-containing solution, inoculating the sugar-containing solution with a bacterial strain, cultivating the solution and washing the hydrogel resulting from the cultivation, as well as a fleece produced according to the aforementioned method.
Es sind formstabile Hydrogele aus bakterieller Nanocellulose bekannt. Diese wird hergestellt durch Kultivieren eines geeigneten Bakterienstammes in einem wässrigen und sauer gepufferten Nährmedium, wobei sich während der zum Teil mehrwöchigen Kultivierung an der Grenzfläche zwischen Nährmedium und der Luft ein formstabiles Hydrogel bildet. Je nach Herstellungsverfahren erfüllen so hergestellte Hydrogele auch die Anforderungen an vegane Produkte. Im Folgenden werden diese formstabilen Hydrogele auch als "Nanocellulose-Gele" bezeichnet. Dimensionally stable hydrogels made from bacterial nanocellulose are known. This is produced by cultivating a suitable bacterial strain in an aqueous and acid-buffered nutrient medium, with a dimensionally stable hydrogel forming at the interface between the nutrient medium and the air during the cultivation, which sometimes takes several weeks. Depending on the manufacturing process, hydrogels produced in this way also meet the requirements for vegan products. In the following, these dimensionally stable hydrogels are also referred to as “nanocellulose gels”.
Nanocellulose-Gele können durch ihre strukturelle Ähnlichkeit mit der menschlichen Haut, ihre gute Verträglichkeit mit dem menschlichen Organismus und ihr hohes Wasserrückhaltevermögen unter anderem als Massageschwamm, Waschlappen, Feuchttuch oder Schutzfilm eingesetzt werden. Nanocellulose-Gele können während des Wachstums beladen und mit besonderen Eigenschaften (etwa Farbe, Geschmack, Duft, Oberflächenstruktur, Durchlässigkeit, Wirkstoffbeladung) ausgestattet werden. Außerdem ist die in-situ Modifizierung, also die Beeinflussung der Synthese im laufenden Kultivierungsprozess durch Hinzugabe unterschiedlicher Additive zum Nährmedium bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, Biomaterialien auf Basis von bakterieller Nanocellulose nach dessen Synthese zu verändern (post-Modifizierung). Hierfür wurde im Rahmen der Erfindung ein Instantpulver entwickelt, welches die heimische Herstellung von Nanocellulose-Gelen stark vereinfacht. Aufgelöst in Wasser eignet sich dieses Pulver auch für die nachträgliche Beladung und Modifizierung der Nanocellulose. Ein entsprechend kultivierter Bakterien-Stamm setzt in Anwesenheit der Instantlösung das Wachstum eines neuen probiotischen .aktiven’ Nanocellulose-Gels in Gang und dient später zur hygienischen Aufbewahrung und Renovation dessen. Due to their structural similarity to human skin, their good compatibility with the human organism and their high water retention capacity, nanocellulose gels can be used as massage sponges, washcloths, wet wipes or protective films, among other things. Nanocellulose gels can be loaded during growth and given special properties (such as color, taste, fragrance, surface structure, permeability, active ingredient loading). In addition, in-situ modification, i.e. influencing the synthesis during the ongoing cultivation process by adding different additives to the nutrient medium, is known. It is also known to change biomaterials based on bacterial nanocellulose after its synthesis (post-modification). For this purpose, an instant powder was developed within the scope of the invention, which greatly simplifies the domestic production of nanocellulose gels. When dissolved in water, this powder is also suitable for subsequent loading and modification of the nanocellulose. In the presence of the instant solution, an appropriately cultivated bacterial strain sets in motion the growth of a new probiotic 'active' nanocellulose gel and is later used for hygienic storage and renovation of it.
.Mikrobielle Polymere’ umfassen Polymere, welche durch einen Mikroorganismus produziert werden, beispielsweise Bakterien, Pilze oder Algen. Die Synthetisierung von Nanocellulose erfolgt bevorzugt durch Kultivierung von Mikrobenstämmen wie Gluconacetobacter, Enterobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, und Rhizpobium. Zur Herstellung von Nanocellulose-Gelen eignet sich neben Gluctonacetobacter hansenii und Gluconacetobacter kombuchae besonders gut der Bakterienstamm Gluconacetobacter xylinus, welcher auch am umfassendsten in diesem Zusammenhang erforscht und dokumentiert ist. Das Nanocellulose- Gel wird dabei durch Mikroorganismen an der Grenzfläche zwischen Luft und einem D- Glucose-haltigen Nährmedium hergestellt. In unten erörterten alternativen Herstellungsverfahren stellt Saccharose in wässriger Lösung die Kohlenstoffquelle dar. Die Bakterien stoßen hierbei die Cellulose als Fibrillen aus, welche sich zu Fasern an der Grenzfläche zwischen Nährmedium und Luft zusammenlagern. So entsteht ein dreidimensional verflochtenes Faser-Netzwerk, das aus etwa 99% Wasser und 1% Nanocellulose besteht. "Microbial polymers" include polymers that are produced by a microorganism such as bacteria, fungi or algae. Nanocellulose is synthesized preferably by cultivating microbial strains such as Gluconacetobacter, Enterobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, and Rhizpobium. In addition to Gluctonacetobacter hansenii and Gluconacetobacter kombuchae, the bacterial strain Gluconacetobacter xylinus, which is most extensively researched and documented in this context, is particularly suitable for the production of nanocellulose gels. The nanocellulose gel is produced by microorganisms at the interface between air and a nutrient medium containing D-glucose. In the alternative manufacturing processes discussed below, sucrose in aqueous solution is the source of carbon. The bacteria here expel the cellulose as fibrils, which aggregate to form fibers at the interface between the nutrient medium and air. This creates a three-dimensionally interwoven fiber network, which consists of around 99% water and 1% nanocellulose.
Durch die besonderen Materialeigenschaften dieses Biopolymers, eine ausgesprochen hohe Biokompatibilität, die strukturelle Ähnlichkeit zu körpereigenem Gewebe auf Proteinbasis, die Formenvielfalt und zahlreiche Modifizierungsmöglichkeiten wird es bereits eingesetzt in Pharmazie, Medizin, Kosmetik und Lebensmittelchemie. Bakterielle Nanocellulose ist unter den üblichen Bedingungen sterilisierbar, zeichnet sich durch einen hohen Wassergehalt und mechanische Stabilität aus, während die Oberfläche und Konsistenz als angenehm weich und besonders glatt beschrieben wird. So tritt sie etwa in der Kosmetik angereichert durch Wirkstoffe und Vitamine in Form von Gesichtsmasken in Erscheinung. In der Medizin werden Blutgefäße, Implantate und Wundverbände aus bakterieller Nanocellulose erforscht und eingesetzt. Due to the special material properties of this biopolymer, an extremely high biocompatibility, the structural similarity to the body's own protein-based tissue, the variety of shapes and numerous modification options, it is already used in pharmacy, medicine, cosmetics and food chemistry. Bacterial nanocellulose can be sterilized under the usual conditions, is characterized by a high water content and mechanical stability, while the surface and consistency are pleasantly soft and is described particularly smoothly. In cosmetics, for example, it is enriched with active ingredients and vitamins in the form of face masks. In medicine, blood vessels, implants and wound dressings made from bacterial nanocellulose are researched and used.
Quellen: Swell:
K.-Y. Lee, J.J. Blaker, A. Bismarck: Surface functionalisation of bacterial cellulose as the route to produce green polylactide nanocomposites with improved properties, Composites Science and Technology (2009), K.-Y. Lee, J.J. Blaker, A. Bismarck: Surface functionalization of bacterial cellulose as the route to produce green polylactide nanocomposites with improved properties, Composites Science and Technology (2009),
D. Klemm, D. Schumann, F. Kramer, N. Heßler, M. Hornung, H.-P. Schmauder, S. Marsch: Nanocelluloses as Innovative Polymers in Research and Application. Advances in Polymer Science (2006), 205(Polysaccharides II). D. Klemm, D. Schumann, F. Kramer, N. Heßler, M. Hornung, H.-P. Schmauder, S. Marsch: Nanocelluloses as Innovative Polymers in Research and Application. Advances in Polymer Science (2006), 205 (Polysaccharides II).
H. Wang, F. Guan, X. Ma, S. Ren: Production and performance determination of modified bacterial cellulose, Shipin Keji (2009), (5), 28-31 ; H. Wang, F. Guan, X. Ma, S. Ren: Production and performance determination of modified bacterial cellulose, Shipin Keji (2009), (5), 28-31;
N. Hessler, D. Klemm: Alteration of bacterial nanocellulose structure by in situ modification using polyethylene glycol and carbohydrate additives, Cellulose (Dordrecht, Netherlands) (2009), 16(5), 899-910; N. Hessler, D. Klemm: Alteration of bacterial nanocellulose structure by in situ modification using polyethylene glycol and carbohydrate additives, Cellulose (Dordrecht, Netherlands) (2009), 16 (5), 899-910;
D. Klemm, D. Schumann, F. Kramer, N. Heßler, M. Hornung, H.-P. Schmauder, S. Marsch: Nanocelluloses as Innovative Polymers in Research and Application. Advances in Polymer Science (2006), 205(Polysaccharides II), 49-96 ; D. Klemm, D. Schumann, F. Kramer, N. Heßler, M. Hornung, H.-P. Schmauder, S. Marsch: Nanocelluloses as Innovative Polymers in Research and Application. Advances in Polymer Science (2006), 205 (Polysaccharides II), 49-96;
M. Seifert: Modifizierung der Struktur von Bakteriencellulose durch die Zusammenstellung des Nährmediums bei der Kultivierung von Acetobacter xylinum. M. Seifert: Modification of the structure of bacterial cellulose through the composition of the nutrient medium in the cultivation of Acetobacter xylinum.
Erfindungsgemäße Nanocellulose-Gele in Form von gereinigten Vliesen können zu Massage- Zwecken verwendet werden, finden Einsatz in der Physiotherapie, Heilpraxis, Osteopathie, Körpertherapie (auch als Kühl- oder Wärmekissen, Massagehilfe, Haptik-Stimulant) sowie in der Körperhygiene (Feuchttuch, Erfrischungstuch, probiotischer Waschlappen), zur Desinfektion (beladen mit Desinfektionsmitteln) als Stimulationshilfe oder Schutzfolie und aktiv zu medizinischen Zwecken. Außerdem kann ein Vlies aus Nanocellulose-Gel als Massage- Handschuh, Waschlappen oder ein Mittel zur großflächigen Applikation von Kosmetikprodukten (Lotionen, Cremes, öle) verwendet werden. Es besteht ein verstärkter Bedarf an Nanocellulose-Gele die auch, aber nicht ausschließlich, durch einen Nutzer nach der Synthese der Gele individuell beladen werden können. Für diese post-Modifizierung ist ein unbeladenes Nanocellulose-Gel erforderlich. Das synthetisierte Hydrogel muss möglichst frei von bakteriellen Rückständen sein, die während der Synthese des Gels anhaften können oder in dem Fasernetzwerk zurückgehalten werden. Weitere insbesondere gesundheitsbedenkliche Verunreinigungen müssen ebenfalls zumindest unterhalb eines Grenzwertes liegen. Gleichzeitig ist während des Reinigungsvorgangs in Betracht zu ziehen, dass das Hydrogel eine organische Substanz ist, der Reinigungsvorgang muss daher entsprechend schonend sein, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Nanocellulose gels according to the invention in the form of cleaned fleeces can be used for massage purposes, are used in physiotherapy, medical practice, osteopathy, body therapy (also as cooling or warming cushions, massage aids, haptic stimulants) and in body hygiene (wet wipes, refreshing wipes , probiotic washcloth), for disinfection (loaded with disinfectants) as a stimulation aid or protective film and active for medical purposes. In addition, a fleece made of nanocellulose gel can be used as a massage Gloves, washcloths or a means for the large-scale application of cosmetic products (lotions, creams, oils) can be used. There is an increased need for nanocellulose gels which can also, but not exclusively, be individually loaded by a user after the synthesis of the gels. An unloaded nanocellulose gel is required for this post-modification. The synthesized hydrogel must be as free as possible from bacterial residues which can adhere during the synthesis of the gel or which are retained in the fiber network. Further impurities, particularly those that are harmful to health, must also be at least below a limit value. At the same time, it should be taken into account during the cleaning process that the hydrogel is an organic substance; the cleaning process must therefore be correspondingly gentle in order to obtain the desired properties.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Herstellung eines Vlieses bestehend aus bakterieller Nanocellulose bereitzustellen, bei dem das hergestellte Hydrogel weitestgehend frei von Fremdstoffen ist. Gleichzeitig soll das Verfahren schnell und einfach durchführbar sowie kostengünstig und umweltschonend sein. It is therefore the object of the present invention to provide a method for producing a fleece consisting of bacterial nanocellulose, in which the hydrogel produced is largely free of foreign matter. At the same time, the method should be quick and easy to carry out as well as cost-effective and environmentally friendly.
Es ist ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein formstabiles Hydrogel bestehend aus bakterieller Nanocellulose bereitzustellen, das weitestgehend frei von Fremdstoffen sowie schnell, kostengünstig und umweltschonend herstellbar ist. It is also an object of the present invention to provide a dimensionally stable hydrogel consisting of bacterial nanocellulose, which is largely free of foreign substances and can be produced quickly, inexpensively and in an environmentally friendly manner.
Die Aufgabe wird mittels des Verfahrens zur Herstellung eines Vlieses bestehend aus bakterieller Nanocellulose gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt. The object is achieved by means of the method for producing a fleece consisting of bacterial nanocellulose according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are set out in the subclaims.
Das Verfahren zur Herstellung eines Vlieses bestehend aus bakterieller Nanocellulose weist vier Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt wird eine zuckerhaltige Lösung bereitgestellt. Als Kohlenstoffquelle kann Fructose oder Saccherose dienen, im einfachsten Falle Glucose in einem wässrigen und sauer gepufferten Nährmedium, wobei kristalline D- Glucose mit z.B. Natriumhydrogenphosphat und Zitronensäure mit einer Konzentration von 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% in Wasser gelöst wird. Dabei stellt sich ein gepufferter pH-Wert im leicht sauren Bereich ein. Im zweiten Verfahrensschritt wird die zuckerhaltige Lösung mit einem Bakterienstamm geimpft. Die Synthetisierung von Nanocellulose-Gelen erfolgt bevorzugt mittels Mikrobenstämmen wie Gluconacetobacter, Enterobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, und Rhizpobium. Zur Herstellung von Nanocellulose-Gelen eignet sich besonders der Bakterienstamm Gluconacetobacter xylinus, auch bekannt als Komagataeibacter xylinus. Mögliche Bakterienstämmme sind außerdem Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus sowie Saccharomyces cerevisiae. Im dritten Verfahrensschritt wird die Lösung kultiviert, d.h. Bedingungen geschaffen und aufrechterhalten, die eine Verstoffwechselung der Nährstoffe durch die Bakterien gewährleisten. Die Kultivierung erfolgt in dem Zeitintervall von 2 bis 25 Tagen. Das formstabile Hydrogel wird dabei durch Mikroorganismen an der Grenzfläche zwischen Luft und dem Nährmedium hergestellt. Die Bakterien stoßen hierbei die Cellulose als Fibrillen aus, welche sich zu Fasern an der Grenzfläche zwischen Nährmedium und Luft zusammenlagern. So entsteht ein dreidimensional verflochtenes Faser-Netzwerk, das aus etwa 99% Wasser und 1% Nanocellulose besteht. Im vierten Verfahrensschritt wird das durch die Kultivierung entstandene Hydrogel gewaschen, um einen gesundheitlich unbedenklichen Grad an Reinheit zu erreichen. Bei der Aufzucht von bakterieller Nanocellulose kommt es je nach Herstellungsverfahren mit unterschiedlichen Kulturmedien und Bakterienstämmen zu Verunreinigungen, denen mit einem Prozessschritt der Purifikation nach der Kultivierung Rechnung getragen wird. Ein derartiger Verfahrensschritt ist nötig, um die bakterielle Nanocellulose als Vlies, Werkstoff, gestaltetes Objekt oder beladbaren Träger zur Verwendung auf der Haut zu nutzen. The process for producing a fleece consisting of bacterial nanocellulose has four process steps: In the first process step, a sugar-containing solution is provided. Fructose or sucrose can serve as the carbon source, in the simplest case glucose in an aqueous and acid-buffered nutrient medium, with crystalline D-glucose with, for example, sodium hydrogen phosphate and citric acid at a concentration of 2% by weight to 20% by weight in water. This results in a buffered pH value in slightly acidic area. In the second process step, the sugar-containing solution is inoculated with a bacterial strain. Nanocellulose gels are preferably synthesized using microbial strains such as Gluconacetobacter, Enterobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, and Rhizpobium. The bacterial strain Gluconacetobacter xylinus, also known as Komagataeibacter xylinus, is particularly suitable for the production of nanocellulose gels. Possible bacterial strains are also Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus and Saccharomyces cerevisiae. In the third process step, the solution is cultivated, ie conditions are created and maintained which ensure that the nutrients are metabolized by the bacteria. The cultivation takes place in the time interval of 2 to 25 days. The dimensionally stable hydrogel is produced by microorganisms at the interface between air and the nutrient medium. The bacteria expel the cellulose as fibrils, which assemble to form fibers at the interface between the nutrient medium and air. This creates a three-dimensionally interwoven fiber network, which consists of around 99% water and 1% nanocellulose. In the fourth process step, the hydrogel produced by the cultivation is washed in order to achieve a level of purity that is harmless to health. During the cultivation of bacterial nanocellulose, depending on the manufacturing process, different culture media and bacterial strains lead to contamination, which is taken into account with a process step of purification after cultivation. Such a process step is necessary in order to use the bacterial nanocellulose as a fleece, material, designed object or loadable carrier for use on the skin.
Weitere Bestandteile sind zur optionalen Beladung oder alternativen Kultivierung des Hydrogels mindestens eine weitere organische Säure mit einer Konzentration von 0,1 Gew-% bis 5 Gew.-% ausgesucht aus der Gruppe aufweisend: Gluconsäure, Glucuronsäure, rechtsdrehende (L+) Milchsäure, Weinsäure, Folsäure, Oxalsäure, Usninsäure, Bernstein-, Apfel, Malon- und Zitronensäure, sowie zusätzlich ein Spurenelement (z.B. Kalium, Kalzium, Kupfer, Zink, Mangan, Kobalt) mit einer Konzentration von 1 ppm bis 100 ppm. Außerdem kann die Lösung mindestens ein Vitamin (z.B. Vitamin B1 , Vitamin B2, Vitamin B3, Vitamin B6, Vitamin B12, Vitamin C, Vitamin D, Vitamin E, Vitamin K) enthalten. For optional loading or alternative cultivation of the hydrogel, further components are at least one further organic acid with a concentration of 0.1% by weight to 5% by weight selected from the group comprising: gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, Folic acid, oxalic acid, usnic acid, succinic, apple, malonic and citric acid, as well as an additional trace element (e.g. potassium, calcium, copper, zinc, manganese, cobalt) with a concentration of 1 ppm to 100 ppm. also the solution may contain at least one vitamin (e.g. vitamin B1, vitamin B2, vitamin B3, vitamin B6, vitamin B12, vitamin C, vitamin D, vitamin E, vitamin K).
Erfindungsgemäß wird das durch die Kultivierung entstandene Hydrogel in einer Lauge mit einer 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% Lauge für einen Zeitraum von 5 min bis 400 min bei einer Temperatur von 37 °C bis 142 °C gewaschen. Bevorzugt beträgt das Temperaturintervall für den Reinigungsvorgang 90 °C bis 142 °C, besonders bevorzugt 100 °C bis 142 °C. Die Dauer des Waschvorgangs beträgt bevorzugt 60 min bis 400 min, besonders bevorzugt 120 min bis 400 min. Die durch dieses erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Hydrogele sind durch ihre Oberflächenstruktur sehr gut abwaschbar und besonders in ihrer synthetisierten Reinform unempfindlich gegenüber Reinigungsmitteln, welche auch an der Haut verwendet werden (Seife, Spülmittel etc.). Die Hydrogele lassen sich in Wasser abkochen oder mit Heißdampf sterilisieren sowie sich auch in der Spülmaschine ohne Deformation reinigen. Sie sind damit wiederverwendbar, und die Hydrogele im Falle der fachgerechten Entsorgung biologisch vollständig abbaubar. According to the invention, the hydrogel formed by the cultivation is washed in an alkali with a 5 wt.% To 50 wt.% Alkali for a period of 5 min to 400 min at a temperature of 37 ° C to 142 ° C. The temperature interval for the cleaning process is preferably 90 ° C to 142 ° C, particularly preferably 100 ° C to 142 ° C. The duration of the washing process is preferably 60 min to 400 min, particularly preferably 120 min to 400 min.The hydrogels produced by this process according to the invention are very easy to wash off due to their surface structure and, especially in their synthesized pure form, are insensitive to cleaning agents which are also used on the skin (soap, detergent, etc.). The hydrogels can be boiled in water or sterilized with superheated steam and also cleaned in the dishwasher without being deformed. They are therefore reusable and the hydrogels are completely biodegradable if properly disposed of.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lauge eine 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% Natronlauge. Natronlauge, also eine Lösung von NaOH (Natriumhydroxid) in Wasser, ist ein Standardmaterial der chemischen Industrie und daher verfügbar und preiswert. NaOH ist im reinen Zustand fest und lässt sich daher einfach transportieren. Die Entsorgung ist ebenfalls durch Neutralisation mit Säuren bzw. ausreichend starker Verdünnung leicht möglich. Eine Waschung mittels Natronlauge in Konzentration und Dauer auf Stärke und Beschaffenheit des Hydrogels abgestimmt, bewirkt, dass das Hydrogel in seiner Zellstruktur flexibler, weicher und anschmiegsamer ist, ohne dass Stabilität und Wasserrückhaltevermögen maßgeblich für seinen Zweck verringert wird. In a further development of the invention, the lye is a 5% by weight to 50% by weight sodium hydroxide solution. Caustic soda, i.e. a solution of NaOH (sodium hydroxide) in water, is a standard material in the chemical industry and is therefore available and inexpensive. NaOH is solid in its pure state and can therefore be easily transported. Disposal is also easily possible through neutralization with acids or sufficiently strong dilution. Washing with sodium hydroxide solution, adjusted in concentration and duration to the strength and nature of the hydrogel, causes the hydrogel to be more flexible, softer and more supple in its cell structure, without reducing the stability and water retention capacity for its purpose.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird während des Waschvorgangs eine Relativbewegung zwischen Waschlösung und Hydrogel erzeugt. Durch die Relativbewegung werden am Hydrogel anhaftende und im Hydrogel eingelagerte Verunreinigungen schneller und gründlicher entfernt als bei einem statischen Reinigungsvorgang. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Waschvorgang zweistufig durchgeführt. Die zwei Stufen des Waschvorgangs unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Konzentration der Waschlösung sowie der Temperatur der Waschlösung und der Dauer des Waschvorgangs oder zumindest in einem der genannten Parameter. In der ersten Stufe (Grobreinigung) wird eine 40 Gew.-% bis 50 Gew.-% Natronlauge eingesetzt bei einer Temperatur am oder bis zu 15 °C unter dem Siedepunkt der verwendeten Natronlauge. Der Siedepunkt einer 45 Gew.-% Natronlauge beträgt 142 °C. Die Dauer der ersten Stufe des Reinigungsvorgangs beträgt zwischen 1 min und 150 min, bevorzugt zwischen 100 und 140 min. In der zweiten Stufe wird eine Waschlösung mit geringerer Konzentration, geringerer Temperatur und längerer Zeitdauer eingesetzt. Die Konzentration der Natronlauge liegt im Bereich von 0,4 Gew.-% bis 8 Gew.-%, die Temperatur beträgt zwischen 37 °C und 100 °C und damit unter dem Siedepunkt der verwendeten Waschlösung. Die Dauer beträgt 1 h bis 400 min. In a further embodiment of the invention, a relative movement between the washing solution and the hydrogel is generated during the washing process. Due to the relative movement, impurities adhering to the hydrogel and stored in the hydrogel are removed more quickly and more thoroughly than with a static cleaning process. In a further embodiment of the invention, the washing process is carried out in two stages. The two stages of the washing process differ in particular with regard to the concentration of the washing solution and the temperature of the washing solution and the duration of the washing process or at least in one of the parameters mentioned. In the first stage (coarse cleaning), a 40% by weight to 50% by weight sodium hydroxide solution is used at a temperature at or up to 15 ° C. below the boiling point of the sodium hydroxide solution used. The boiling point of a 45% by weight sodium hydroxide solution is 142 ° C. The duration of the first stage of the cleaning process is between 1 minute and 150 minutes, preferably between 100 and 140 minutes, and in the second stage a washing solution with a lower concentration, lower temperature and longer duration is used. The concentration of the sodium hydroxide solution is in the range from 0.4% by weight to 8% by weight, the temperature is between 37 ° C. and 100 ° C. and thus below the boiling point of the washing solution used. The duration is 1 hour to 400 minutes.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird zwischen der ersten Stufe und der zweiten Stufe des Waschvorgangs die Waschlösung erneuert. Wenn der Waschvorgang mit derselben Waschlösung durchgeführt wird, ist es sinnvoll, die Lösung zu erneuern, um die Konzentration der unerwünschten Fremdstoffe zu reduzieren. In a further development of the invention, the washing solution is renewed between the first stage and the second stage of the washing process. If the washing process is carried out with the same washing solution, it makes sense to renew the solution in order to reduce the concentration of undesired foreign substances.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird im Anschluss an den Waschvorgang eine ggf. mehrmalige Spülung mit destilliertem Wasser für 30-120 Minuten bei 80°C und eine Sterilisation (des Hydrogels) durchgeführt. Der Reinigungsvorgang kann optional mit einer Sterilisation abgeschlossen werden, um andere Mikroorganismen abzutöten und eine möglichst lange Haltbarkeit in der Verpackung zu gewährleisten. Die Sterilisation kann in ein einer Autoklave erfolgen. In an advantageous embodiment of the invention, subsequent to the washing process, rinsing with distilled water for 30-120 minutes at 80 ° C., possibly multiple times, and sterilization (of the hydrogel) are carried out. The cleaning process can optionally be completed with sterilization in order to kill other microorganisms and ensure the longest possible shelf life in the packaging. The sterilization can take place in an autoclave.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Sterilisation mittels heißen Wasserdampfs durchgeführt. Der Reinigungsvorgang kann optional mit einer Sterilisation, etwa durch Heißdampf für 20 Minuten bei 121 °C abgeschlossen werden, um andere Mikroorganismen abzutöten und eine möglichst lange Haltbarkeit in der Verpackung zu gewährleisten. Die Sterilisation kann zumindest teilweise in einer Autoklave erfolgen. In a further development of the invention, the sterilization is carried out by means of hot steam. The cleaning process can optionally be completed with a sterilization, for example using superheated steam for 20 minutes at 121 ° C, in order to remove other microorganisms kill and ensure the longest possible shelf life in the packaging. The sterilization can take place at least partially in an autoclave.
Die Aufgabe wird weiterhin durch das Vlies aus einem Hydrogel gemäß Anspruch 8 gelöst. The object is also achieved by the fleece made of a hydrogel according to claim 8.
Das erfindungsgemäße Vlies aus einer bakteriellen Nanocellulose weist einen Wassergehalt zwischen 80 Gew.-% und 99,5 Gew.-% sowie einen Cellulosegehalt zwischen 0,5 Gew.-% und 20 Gew.-% auf. Erfindungsgemäß weist das Vlies einen Fremdstoffgehalt zwischen 0,1 Gew.- % und 15 Gew.-% auf. Die Fremdstoffe sind im Rahmen dieser Schrift unübliche Bestandteile, die gewollt oder ungewollt Bestandteile des Vlieses sind. The fleece according to the invention made from a bacterial nanocellulose has a water content between 80% by weight and 99.5% by weight and a cellulose content between 0.5% by weight and 20% by weight. According to the invention, the fleece has a foreign matter content between 0.1% by weight and 15% by weight. In the context of this document, the foreign substances are unusual components that are intentional or unintentional components of the fleece.
In einer Weiterbildung der Erfindung enthalten die Fremdstoffe Verunreinigungen und Beladungen. Verunreinigungen sind ungewollte Bestandteile und werden durch den Waschvorgang weitestgehend aus dem Vlies entfernt. Beladungen sind hingegen gewollte Bestandteile und werden während oder nach dem Synthesevorgang des Vlieses auf- und in das Vlies eingebracht. So treten derartige Vliese etwa in der Kosmetik angereichert durch Wirkstoffe und Vitamine in Form von Hautauflagen und Wirkstoffträgern in Erscheinung. In a further development of the invention, the foreign substances contain impurities and loads. Impurities are unwanted components and are largely removed from the fleece by the washing process. Loads, on the other hand, are intentional components and are applied to and introduced into the nonwoven during or after the synthesis process of the nonwoven. Such nonwovens appear in cosmetics, for example, enriched with active ingredients and vitamins in the form of skin coverings and active ingredient carriers.
Das Vlies weist je nach Bakterienstamm, Nährmedium, Kultivierungs-Temperatur und -Dauer sowie weiterer Einflüsse zusätzlich unterschiedlich große Anteile der entsprechenden Nährstofflösung auf, die von verschiedenen Säuren und chemischen Additiven, über Hefen, Vitaminen oder organischen Rückständen (etwa von Pflanzen wie Tee, Blüten, Früchten oder Kokosnuss) reichen können. In bestimmten Fällen, etwa einer aktiven, sauer-probiotischen Ladung des Vlieses (s. Kombucha-Kultur) oder wirksamer pflanzlicher Anteile (vergleichbar CBD aus Cannabis in-situ anstatt in post-Modifikation) kann dies erwünscht sein. Depending on the bacterial strain, nutrient medium, cultivation temperature and duration as well as other influences, the fleece also has different proportions of the corresponding nutrient solution, which consists of various acids and chemical additives, yeasts, vitamins or organic residues (e.g. from plants such as tea, flowers , Fruits or coconut). In certain cases, such as an active, sour-probiotic charge of the fleece (see Kombucha culture) or effective plant components (comparable to CBD from cannabis in-situ instead of in post-modification), this may be desirable.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen die Verunreinigungen einen Gehalt von 0,05 Gew.% bis 1 Gew.% auf. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weisen die Verunreinigungen einen Gehalt von 0,1 Gew.% bis 0,5 Gew.% auf. In einer weiteren Ausführung der Erfindung enthalten die Verunreinigungen ein oder mehrere Substanzen der Gruppe oben genannter Säuren, Spurenelemente, Hefen, Vitamine, sowie organischer oder anorganischer farbgebender Partikel, Probiotika, Antimykotika, Desinfektionsmittel, Alkohol, Aloe Vera, Hylaruonsäure, ätherische öle, Auszüge aus Blättern, Wurzeln und Früchten sowie Hautpartikeln oder Körperflüssigkeiten (nach einer Verwendung auf der Haut). In a further embodiment of the invention, the impurities have a content of 0.05% by weight to 1% by weight. In a further embodiment of the invention, the impurities have a content of 0.1% by weight to 0.5% by weight. In a further embodiment of the invention, the impurities contain one or more substances of the Group of the above acids, trace elements, yeasts, vitamins, as well as organic or inorganic coloring particles, probiotics, antimycotics, disinfectants, alcohol, aloe vera, hyaluronic acid, essential oils, extracts from leaves, roots and fruits as well as skin particles or body fluids (after use on of the skin).
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung enthalten die Verunreinigungen biologische Verunreinigungen und/oder chemische Verunreinigungen. Die Verwendung von gramnegativen Bakterienstämmen während der Synthese des Vlieses birgt die Gefahr einer Endotoxinbelastung der Endprodukte, also dem Zurückbleiben von Zerfallsprodukten aus der äußeren Zellmembran von Bakterien, die im menschlichen Organismus unerwünschte Reaktionen auslösen können. Diese sind im erfindungsgemäßen Vlies lediglich in unbedenklicher Konzentration vorhanden. In a further embodiment of the invention, the contaminants contain biological contaminants and / or chemical contaminants. The use of gram-negative bacterial strains during the synthesis of the fleece harbors the risk of endotoxin contamination of the end products, i.e. the retention of decay products from the outer cell membrane of bacteria, which can trigger undesirable reactions in the human organism. These are only present in harmless concentrations in the fleece according to the invention.
Das Herstellungsverfahren beinhaltet weiterhin optional folgende Schritte: The manufacturing process also optionally includes the following steps:
Auflösen in einem Gefäß mit einem ebenen Boden von kristalliner Glucose mit einer Konzentration von 2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, Natriumhydrogenphosphat und Zitronensäure in Wasser, wobei sich ein gepufferter pH-Wert zwischen pH 4 bis pH 7 ausbildet, Einbringen einer trockenen Mischung aus Pepton und eines Hefextraktes mit je einer Konzentration zwischen 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-% in die gepufferte, wässrige Lösung, Rühren der Lösung, bis sich das Pepton vollständig gelöst hat und das Hefextrakt vollkommen suspendiert ist. Sterilisation durch Autoklavieren bei 121°C für 20 Minuten. Beimpfen mit Bakterienstamm Gluconacetobacter xylinus, Kultivieren der Lösung zwischen 2 Tagen und 25 Tagen, bis sich an der Grenzfläche von Nährmedium zur Luft ein Hydrogel bildet, Dekantieren der wässrigen Lösung, Waschen des Hydrogels, Purifikation und anschließendes optionales Einlegen des Hydrogels in eine wässrige Lösung aufweisend Färb-, Geschmacks-, Duft- und Wirkstoffen zwischen 30 Minuten und 30 Tagen, und schließlich Sterilisieren durch Heißdampf. Dissolve in a vessel with a flat bottom of crystalline glucose with a concentration of 2 wt .-% to 20 wt .-%, sodium hydrogen phosphate and citric acid in water, whereby a buffered pH value between pH 4 to pH 7 is formed dry mixture of peptone and a yeast extract with a concentration between 0.1% by weight and 5% by weight each in the buffered, aqueous solution, stirring the solution until the peptone has completely dissolved and the yeast extract is completely suspended. Sterilization by autoclaving at 121 ° C for 20 minutes. Inoculating with the bacterial strain Gluconacetobacter xylinus, cultivating the solution between 2 days and 25 days until a hydrogel forms at the interface between the nutrient medium and air, decanting the aqueous solution, washing the hydrogel, purifying and then optionally placing the hydrogel in an aqueous solution Color, flavor, fragrance and active ingredients between 30 minutes and 30 days, and finally sterilization with superheated steam.
In einem alternativen Verfahren wird anstelle vom Einbringen von Glucose, Pepton, Hefe, Natriumhydrogenphosphat und Zitronensäure der folgende Schritt ausgeführt: Einbringen eines Pulvers aufweisend 2 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Extraktes aus Schwarztee, Grüntee und/oder Cannabistee, 90 Gew %- 98 Gew.-% Saccharose und/oder Glucose, 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Frucht- oder Gemüsepulver, getrocknete Blätter und Blüten sowie getrocknete pflanzliche Aromen und Wirkstoffe. In an alternative method, instead of introducing glucose, peptone, yeast, sodium hydrogen phosphate and citric acid, the following step is carried out: Introducing a powder comprising 2% by weight to 10% by weight of an extract from black tea, green tea and / or cannabis tea, 90% by weight - 98% by weight sucrose and / or glucose, 1% by weight to 5% by weight. -% fruit or vegetable powder, dried leaves and flowers as well as dried herbal flavors and active ingredients.
Das Beimpfen erfolgt durch das Beigeben von getrockneten Mikroben oder einer diese enthaltenden flüssigen Lösung, mindestens einer Art ausgesucht aus der Gruppe aufweisend: Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus oder Saccharomyces cerevisiae. Außerdem werden mindestens eine weitere organische Säure mit einer Konzentration von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% ausgesucht aus der Gruppe aufweisend: Gluconsäure, Glucuronsäure, rechtsdrehende (L+) Milchsäure, Weinsäure, Folsäure, Oxalsäure, Usninsäure, Bernstein-, Apfel, Malon- und Zitronensäure hinzugegeben. Die Summe der Gewichtsanteile der Bestandteile ergibt zusammen 100 Gew.-%. The inoculation takes place by adding dried microbes or a liquid solution containing them, at least one species selected from the group comprising: Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigomyii, Saccharomyces apiculatus or Saccharomyces apiculatus. In addition, at least one other organic acid with a concentration of 0.1% by weight to 5% by weight is selected from the group comprising: gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, folic acid, oxalic acid, usnic acid, succinic acid , Apple, malonic and citric acid added. The sum of the proportions by weight of the constituents adds up to 100% by weight.
Alternativ kann anstatt des Einbringens von Glucose, Pepton, Hefe, Natriumhydrogenphosphat und Zitronensäure der folgende Schritt ausgeführt wird: Einbringen einer Lösung aus 300 g weißen raffinierter Rübenzucker oder Rohrzucker in 2 I Kokoswasser, sowie 120ml konzentrierte, wasserfreie Essigsäure. Alternatively, instead of introducing glucose, peptone, yeast, sodium hydrogen phosphate and citric acid, the following step can be carried out: Introducing a solution of 300 g of white refined beet sugar or cane sugar in 2 l of coconut water, as well as 120 ml of concentrated, anhydrous acetic acid.
In einer weitere Ausgestaltung des Verfahrens werden anstatt des Einbringens von Glucose, Pepton, Hefe, Natriumhydrogenphosphat und Zitronensäure, und anstatt des Beimpfens mit Komagataeibacter xylinus die folgenden Schritte ausgeführt: In a further embodiment of the method, instead of introducing glucose, peptone, yeast, sodium hydrogen phosphate and citric acid, and instead of inoculating with Komagataeibacter xylinus, the following steps are carried out:
Einbringen einer Lösung aus 5 g getrockneten Cannabisblüten oder -Blättern, die in 1000 ml Wasser unter Zugabe eines Teelöffels Kokosöl 60 min ausgekocht wurden, versetzt mit 100 g Zucker (weißer raffinierter Rübenzucker oder Rohrzucker), abgekühlt auf Raumtemperatur und Einbringen von 250 ml saurem Kombucha-Tee (pH 2,2 - pH 3,5) der eine aktive Kombucha-Kultur (etwa lebendigen Gluconacetobacter kombuchae) beinhaltet. Ein Set zur Anwendung eines der vorgenannten Herstellungsverfahren umfasst 2 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Extraktes aus Schwarztee, Grüntee und/oder Cannabis, 90 Gew. % - 98 Gew.-% Saccharose und/oder Glucose, 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Frucht- oder Gemüsepulver, getrocknete Blätter und Blüten, getrocknete pflanzliche Aromen und Wirkstoffe sowie getrocknete Mikroben mindestens einer Art ausgesucht aus der Gruppe aus: Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus oder Saccharomyces cerevisiae. Introducing a solution of 5 g of dried cannabis flowers or leaves that have been boiled in 1000 ml of water with the addition of a teaspoon of coconut oil for 60 minutes, mixed with 100 g of sugar (white refined beet sugar or cane sugar), cooled to room temperature and introduction of 250 ml of sour kombucha -Tea (pH 2.2 - pH 3.5) which contains an active Kombucha culture (e.g. living Gluconacetobacter kombuchae). A set for using one of the aforementioned manufacturing processes comprises 2% by weight to 10% by weight of an extract from black tea, green tea and / or cannabis, 90% by weight - 98% by weight sucrose and / or glucose, 1% by weight. -% to 5% by weight of fruit or vegetable powder, dried leaves and flowers, dried herbal flavors and active ingredients as well as dried microbes of at least one species selected from the group of: Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter kombuchae, Komagataeibacter hansenii, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludans Saccharomyces apiculatus or Saccharomyces cerevisiae.
Das Set weist außerdem mindestens eine weitere organische Säure mit einer Konzentration von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew..-% ausgesucht aus der Gruppe aufweisend: Essigsäure, Gluconsäure, Glucuronsäure, rechtsdrehende (L+) Milchsäure, Weinsäure, Folsäure, Oxalsäure, Usninsäure, Bernstein-, Apfel, Malon- und Zitronensäure. Hierbei ist die Summe der Gewichtsanteile der Bestandteile zusammen 100 Gew.-%. Das Set ist derart zusammengesetzt, das sich ein pH-Wert von 3,5 bis 7 in wässriger Lösung ausbildet. The set also has at least one other organic acid with a concentration of 0.1 wt.% To 5 wt.% Selected from the group comprising: acetic acid, gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, folic acid, oxalic acid , Usnic acid, succinic, apple, malonic and citric acid. The sum of the proportions by weight of the constituents together is 100% by weight. The set is composed in such a way that a pH value of 3.5 to 7 develops in an aqueous solution.
Das Verfahren zur Herstellung von bakterieller Nanocellulose mit einer trockenen Instantmischung oder der nachfolgend beschriebenen Zwei-Komponenten Lösung ist neu. Entscheidende Parameter der Herstellung werden hier standardisiert, was zu einem stark vereinfachten und planbareren Ergebnis führt. Dieses Verfahren kann auch im Bereich der Lebensmittel (etwa Kombucha-Getränke) oder der Textilien (Herstellung veganen Leders oder Stoffe auf Basis von Bakterieller Nanocellulose) Anwendung finden, da der Prozessschritt des Aufbrühens und Abkühlen des Tees wegfällt und das Mischverhältnis zwischen den Inhaltsstoffen konstant bleibt. Besonders für den Heimanwender stellt die Instantmischung eine starke Vereinfachung dar. The process for the production of bacterial nanocellulose with a dry instant mixture or the two-component solution described below is new. Crucial production parameters are standardized here, which leads to a greatly simplified and more predictable result. This process can also be used in the field of food (e.g. kombucha drinks) or textiles (production of vegan leather or fabrics based on bacterial nanocellulose), since the process step of brewing and cooling the tea is no longer necessary and the mixing ratio between the ingredients remains constant . The instant mix is a great simplification, especially for home users.
Kombucha tritt mit seiner traditionellen heimischen Brau- und Fermentationskultur oft als Undefinierte Kultur auf, aber beinhaltet für gewöhnlich eine erwünschte probiotische Zusammensetzung von Bakterien- und Hefestämmen. Diese kann dennoch durch die Natur der wilden Fermentation stark variieren. Bekannte enthaltene Bestandteile sind hier: Gluconoacetobacter xylinus, Gluconoacetobacter kombuchae, Gluconoacetobacter hansenii Acetobacter xylinoides, , Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus, Saccharomyces cerevisiae. Kombucha, with its traditional indigenous brewing and fermentation culture, often appears as an undefined culture, but usually contains a desired probiotic composition of bacterial and yeast strains. However, this can vary greatly due to the nature of the wild fermentation. Known included ingredients are here: Gluconoacetobacter xylinus, Gluconoacetobacter kombuchae, Gluconoacetobacter hansenii, Acetobacter xylinoides,, Gluconobacter oxydans, Saccharomyces ludwigii, Saccharomyces apiculatus, Saccharomyces cerevisiae.
Als organische Säuren sind zu nennen Essigsäure, Gluconsäure, Glucuronsäure, rechtsdrehende (L+) Milchsäure, Weinsäure, Folsäure, Oxalsäure, Usninsäure, Spuren von Bernstein-, Apfel, Malon- und Zitronensäure. Als Spurenelemente und Mineralstoffe sind zu nennen Eisen, Magnesium, Natrium, Kalium, Kalzium, Kupfer, Zink, Mangan, Kobalt und andere Mineralstoffe. Organic acids include acetic acid, gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, folic acid, oxalic acid, usnic acid, traces of succinic, apple, malonic and citric acid. Iron, magnesium, sodium, potassium, calcium, copper, zinc, manganese, cobalt and other minerals should be mentioned as trace elements and minerals.
Die Liste der Vitamine umfasst Vitamin B1 , Vitamin B2, Vitamin B3, Vitamin B6, Vitamin B12, Vitamin C, Vitamin D, Vitamin E, Vitamin K. Außerdem enthalten sind verschiedene Aminosäuren, Enzyme, Gerbstoffe, die Fermente Invertase, Amylase, Katalase, Saccharase, Labferment und ein proteolytisches Ferment, antibiotische Stoffe, Alkohol und Kohlensäure. The list of vitamins includes vitamin B1, vitamin B2, vitamin B3, vitamin B6, vitamin B12, vitamin C, vitamin D, vitamin E, vitamin K. It also contains various amino acids, enzymes, tannins, the ferments invertase, amylase, catalase, Sucrose, rennet and a proteolytic ferment, antibiotic substances, alcohol and carbonic acid.
Die Bakterienkulturen des Kombucha haben die besondere Eigenschaft, sich in ausreichend saurer Flüssigkeit gegenüber fremden Bakterien durchzusetzen, die das System bedrohen. Versorgt man sie mit Nährstoffen, natürlichen Farbstoffen, Wirkstoffen und Aromen, nimmt die wachsende bakterielle Cellulose mit ihrer hohen Wasseraufnahme (ca. 99% Wasser, 1% Cellulose) und ihrem Wasserrückhaltevermögen weitere Eigenschaften an. The bacterial cultures of the Kombucha have the special property of being able to assert themselves in sufficiently acidic liquid against foreign bacteria that threaten the system. If you supply them with nutrients, natural colorings, active ingredients and aromas, the growing bacterial cellulose with its high water absorption (approx. 99% water, 1% cellulose) and its water retention capacity takes on additional properties.
Aktive Nanocellulose-Gele enthalten lebendige probiotische Bakterienstämme, bei passiven Nanocellulose-Gelen wurden die Bakterienstämme durch Prozessschritte der Purifikation abgetötet und herausgelöst, und die Hydrogele durch Autoklavierung (121 °C Wasserdampf für 15-20 Minuten) oder Electron-Beam-Verfahren sterilisiert. Active nanocellulose gels contain living probiotic bacterial strains, with passive nanocellulose gels the bacterial strains were killed and leached out through purification steps, and the hydrogels sterilized through autoclaving (121 ° C steam for 15-20 minutes) or electron beam processes.
Die Kombination von 250 ml saurem Kombucha-Tee [„Fairment Kombucha - Original“ pH 2,5- 2,8] oder eines definierten Nanocellulose-Gel-Stammes (pH 2, 2-3, 5) mit geeigneter aktiver Bakterienkultur und 25 g Instantpulver eignet sich, um in 2-25 Tagen Standkultivierung unter hygienischen Bedingungen und Sauerstoffzufuhr ein oder mehrere Kombucha-basierte Nanocellulose-Gele mit einer Gesamtmasse von 50 g oder mehr zu produzieren. Die Materialeigenschaften der Kombucha-basierten Nanocellulose-Gele ähneln den oben genannten synthetisierten Biopolymeren. The combination of 250 ml of sour Kombucha tea ["Fairment Kombucha - Original" pH 2.5-2.8] or a defined nanocellulose gel strain (pH 2, 2-3, 5) with a suitable active bacterial culture and 25 g Instant powder is suitable for one or more kombucha-based cultivation in 2-25 days under hygienic conditions and with an oxygen supply To produce nanocellulose gels with a total mass of 50 g or more. The material properties of the Kombucha-based nanocellulose gels are similar to the synthesized biopolymers mentioned above.
Das flüssige Nebenprodukt ist eine saure Teelösung mit Kombucha-üblicher Zusammensetzung von Bakterien- und Hefekulturen (pH 2,3-4) mit Anteilen von organischen Aroma-, Färb-, Geschmacks- und Wirkstoffen (aus Frucht- oder Gemüse, Teesorten, Pflanzliche Aromen und Wirkstoffe entsprechend der Zusammensetzung des Instantpulvers). Diese Lösung eignet sich nun zum Beimpfen und Färben, sowie zur Aufbewahrung, Renovation und Pflege eines Nanocellulose-Gels. Mit ihr lässt sich ein sterilisiertes, passives Vlies mit der probiotischen Kultur beleben. The liquid by-product is an acidic tea solution with the usual Kombucha composition of bacterial and yeast cultures (pH 2.3-4) with proportions of organic aromas, colors, flavors and active ingredients (from fruit or vegetables, teas, vegetable aromas and active ingredients according to the composition of the instant powder). This solution is now suitable for inoculating and dyeing, as well as for storing, renovating and maintaining a nanocellulose gel. With it, a sterilized, passive fleece can be revitalized with the probiotic culture.
Wegen der hohen Wasseraufnahme und der Fähigkeit, unter mechanischen Einflüssen Wasser abgeben zu können, unterliegen Gewichtsangaben starken Schwankungen und können hier nur als Richtwert gelten. Das Wachstum wird außerdem entscheidend von dem Behältnis beeinflusst. Hierbei sind die Form, die Oberfläche, der Füllstand und das Material Faktoren, welche die Eigenschaften bestimmen. Porzellan-, Kunststoff und Glasbehälter eignen sich am besten für die Aufzucht von Nanocellulose-Gelen in Heimanwendung. Due to the high water absorption and the ability to release water under mechanical influences, weight information is subject to strong fluctuations and can only be used as a guide. The growth is also decisively influenced by the container. The shape, the surface, the fill level and the material are factors that determine the properties. Porcelain, plastic, and glass containers are best for growing nanocellulosic gels for home use.
Neben synthetisierten, passiven Nanocellulose-Vliesen und den probiotisch aktiven Hydrogelen gibt es eine dritte Methode, ein Nanocellulose-Gel auf der Basis von Kokosnuss zu produzieren, welches wiederum ähnliche Materialeigenschaften wie die oben erwähnten Nanocellulose-Gele aufweist und ebenso in-situ oder nachträglich beladen werden kann. Auch hier eignet sich das Herstellungsverfahren der Fermentation in Standkultivierung über 2 Tage bis 25 Tage, wobei sich das Nährmedium (pH 2,3 - 3,5) wie folgt zusammensetzt: 120ml konzentrierte, wasserfreie Essigsäure (Eisessig), 300g Zucker [Naturata Bio-Rübenzucker] (weiss, raffiniert, alternativ Rohrohrzucker), 300ml Nata Starter (Bakterienstamm Gluconacetobacter xylinus), alternativ kann ein Kombucha Starter oder nicht-pasteurisiertes Kombucha-Getränk [„Fairment Kombucha - Original“] verwendet werden, außerdem 2 I Kokoswasser [„Coco Juice pure organic“]. Eine vierte Variante, bakterielle Nanocellulose herzustellen, ist die Verwendung arzneilich wirksamen Cannabis. Hierzu wird die Nährlösung zubereitet, indem 5 g Cannabisblätter oder -blüten mit 1 I Wasser und einem Teelöffel Kokosöl 60 Minuten gekocht und mit 100 g Zucker [Naturata Bio- Rübenzucker] (weiß, raffiniert, alternativ Rohrohrzucker) versetzt werden. Die Beigabe von 250 ml saurem Kombucha-Tee [Fairment Kombucha - Original pH 2, 5-2, 8] oder eines definierten Nanocellulose-Gel-Stammes (pH 2, 2-3, 5) setzt die Produktion der Nanocellulose in Gang, welche neben oben genannten Eigenschaften wirksame Cannabinoide enthält. In der Haut und Schleimhäuten sitzen viele Rezeptoren für Cannabinoide. Der arzneilich wirksame Bestandteil Cannabidiol (CBD) etwa fördert die Durchblutung des Gewebes, was zu einer höheren Empfindsamkeit führen kann. In addition to synthesized, passive nanocellulose fleeces and the probiotically active hydrogels, there is a third method of producing a nanocellulose gel based on coconut, which in turn has similar material properties to the above-mentioned nanocellulose gels and is also loaded in-situ or afterwards can be. Here, too, the manufacturing process of fermentation in standing cultivation over 2 days to 25 days is suitable, the nutrient medium (pH 2.3 - 3.5) being composed as follows: 120ml concentrated, anhydrous acetic acid (glacial acetic acid), 300g sugar [Naturata Bio- Beet sugar] (white, refined, alternatively raw cane sugar), 300ml Nata Starter (bacterial strain Gluconacetobacter xylinus), alternatively a kombucha starter or unpasteurized kombucha drink [“Fairment Kombucha - Original”], plus 2 liters of coconut water [“Coco Juice pure organic "]. A fourth way of producing bacterial nanocellulose is to use medicinally effective cannabis. The nutrient solution is prepared by boiling 5 g of cannabis leaves or flowers with 1 l of water and a teaspoon of coconut oil for 60 minutes and adding 100 g of sugar [Naturata organic beet sugar] (white, refined, alternatively raw cane sugar). The addition of 250 ml of sour kombucha tea [Fairment Kombucha - Original pH 2, 5-2, 8] or a defined nanocellulose gel strain (pH 2, 2-3, 5) sets the production of the nanocellulose in motion, which in addition to the properties mentioned above, contains effective cannabinoids. Many receptors for cannabinoids are located in the skin and mucous membranes. The medicinally active ingredient cannabidiol (CBD), for example, promotes blood circulation in the tissue, which can lead to greater sensitivity.
Die auf unterschiedlichen Wegen hergestellten Nanocellulose-Gele kommen bevorzugt in folgenden Produktvarianten zum Einsatz: Das Feuchttuch oder der Schutzfilm hat bei einer Größe von 150-300mm x 150-300mm und einer Stärke von 0,1 -3mm ein Abtropfgewicht von 12-180g. Der Waschlappen (bzw. Massageschwamm oder Haptik-Stimulant) hat bei einer Größe von 120-180 mm x 120-180 mm und einer Stärke von 3-10 mm ein Abtropfgewicht von 60-180 g. The nanocellulose gels produced in different ways are preferably used in the following product variants: The wet wipe or the protective film has a size of 150-300mm x 150-300mm and a thickness of 0.1-3mm and a drained weight of 12-180g. The washcloth (or massage sponge or haptic stimulant) has a size of 120-180 mm x 120-180 mm and a thickness of 3-10 mm and a drained weight of 60-180 g.
Beide Formate (mit abgerundeten Ecken oder rechtwinklig gewachsen bzw. zugeschnitten) können mit einem Glas- oder Kunststoffzylinder kombiniert werden, welcher mit Warmwasser oder Hautpflegemitteln befüllt werden kann. Ein Waschhandschuh ergibt sich aus der Kombination von zwei Tüchern (etwa: quadratisch, rechteckig, in Form einer Hand, etc), die ähnlich Textilien zugeschnitten, vernäht und verstürzt oder verpresst werden können. Both formats (with rounded corners or grown or cut at right angles) can be combined with a glass or plastic cylinder, which can be filled with warm water or skin care products. A wash glove is the result of a combination of two cloths (e.g. square, rectangular, in the shape of a hand, etc.) that can be cut, sewn and turned over or pressed similar to textiles.
Als Werkstoff-Einheit zur individuellen Weiterverarbeitung hat das Vlies in nicht-gerolltem Zustand eine Länge von 150-400 mm und eine Breite von 120- 300 mm. In gerollter Form ergibt sich so eine zylindrische Form von genannter Länge und abhängig von der Dicke des Materials (0,5-25 mm) ein Außen-Durchmesser von 30-120 mm, bei einem Abtropfgewicht von 100-1200 g. Größenangaben variieren, da die Produkte sowohl industriell konfektioniert werden als auch als individuell an die Bedürfnisse von Konsumenten angepasst werden können. Durch die Aufzucht in einem entsprechend geformten Gefäß - bevorzugt aus Glas oder einem lebensmittelechten Kunststoff - können Falt- und rollbare Lappen (etwa kreisrund, oval, rechteckig, quadratisch, rautenförmig, dreieckig) variabel in der Dicke/Stärke, abhängig von der Dauer der Fermentation, der Temperatur und der Beigabe von Nährstoffen hergestellt werden. Durch entsprechende Vorrichtungen und Gefäße können mit dem beschriebenen Verfahren auch verschiedene Bauteile wie Zylinder, schlauchartige Überzüge und Schützer gestaltet werden. As a material unit for individual further processing, the non-rolled fleece has a length of 150-400 mm and a width of 120-300 mm. When rolled, the result is a cylindrical shape of the length mentioned and, depending on the thickness of the material (0.5-25 mm), an outer diameter of 30-120 mm, with a drained weight of 100-1200 g. Size specifications vary, as the products are both industrially made up are as well as can be individually adapted to the needs of consumers. By growing them in a correspondingly shaped vessel - preferably made of glass or a food-safe plastic - foldable and rollable flaps (e.g. circular, oval, rectangular, square, diamond-shaped, triangular) can be varied in thickness / strength, depending on the duration of the fermentation , the temperature and the addition of nutrients. With the aid of appropriate devices and vessels, various components such as cylinders, hose-like covers and protectors can also be designed with the method described.
Aus einem solide gewachsenen Block oder einer dünnen Membran können mit Hilfe von Schneide- und Fräsewerkzeugen (Messer, Scheren, Stanzen, Laser, Lochpfeifen) oder 3D- D ruckverfahren Formen modelliert werden, die durch rein organisches Wachstum nicht entstehen würden. Hiermit ergeben sich eine Vielzahl weiterer Bauteile im modularen System. With the help of cutting and milling tools (knives, scissors, punches, lasers, punching pipes) or 3D printing processes, shapes can be modeled from a solidly grown block or a thin membrane that would not be created by purely organic growth. This results in a large number of additional components in the modular system.
Mittels Gummibändern, Schnüren, Manschetten, Ringen, Klemmen, Klammern oder der Technik des Nähens können diese Nanocellulose-Gel-Bauteile miteinander verbunden werden. Massage-Werkzeuge, Beutel, Gefäße wie Gläser, Flaschen oder Rohre können formgebend und stabilisierend kombiniert werden oder zur Aufbewahrung dienen. These nanocellulose gel components can be connected to one another using rubber bands, cords, cuffs, rings, clamps, clips or the technique of sewing. Massage tools, bags, vessels such as glasses, bottles or tubes can be combined to give shape and stabilize, or they can be used for storage.
In der Aufzucht können auch Werkzeuge wie Schablonen aus Kunststoff, Glas oder Kork verwendet werden, um das an der Oberfläche wachsende bakterielle Nanocellulose-Gel bereits im Wachstum zu formen. Dies kann die finale Form darstellen oder einzelne Bauteile für ein bestimmtes Design komplexerer auf Nanocellulose-Gelen basierende Modelle. Mit Lasern, Punziereisen, Prägewerkzeugen und Brennstempeln können Objekte aus bakterieller Nanocellulose mit Modellnummern, Herstellungsdaten oder anderen Informationen versehen oder gestaltet werden. ökologische Chance einer Verbreitung der Technologie in der Anwendung auf der Haut ist die Reduktion von Kunststoffmüll und des Einsatzes von nicht-nachwachsenden Rohstoffen. Durch die Möglichkeit der ressourcenschonenden individuellen heimischen Produktion, wie auch die Möglichkeit aus verschiedenen Herstellungsverfahren zu wählen um im industriellen Maßstab auf regional produzierte und leicht verfügbare Rohstoffe zugreifen zu können, lassen sich Verpackung, Lieferwege und damit Emissionen vermeiden. In rearing, tools such as stencils made of plastic, glass or cork can also be used to shape the bacterial nanocellulose gel that is growing on the surface while it is still growing. This can represent the final form or individual components for a specific design of more complex models based on nanocellulose gels. With lasers, stamps, stamping tools and branding stamps, objects made of bacterial nanocellulose can be provided with model numbers, production dates or other information or designed. The ecological chance of spreading the technology in application on the skin is the reduction of plastic waste and the use of non-renewable raw materials. Through the possibility of resource-saving individual domestic production, such as also the possibility of choosing from different manufacturing processes in order to be able to access locally produced and easily available raw materials on an industrial scale, packaging, delivery routes and thus emissions can be avoided.
Die ideale Dauer der sich an die Kultivierung anschließende Purifikation und die Konzentration von NaOH (in destilliertem Wasser) richtet sich nach der exakten Komposition von Nährstoffen und verwendeten Bakterien, ob es sich um Komposite, Hybride oder Reinkulturen handelt.The ideal duration of the purification following the cultivation and the concentration of NaOH (in distilled water) depends on the exact composition of nutrients and the bacteria used, whether it is composites, hybrids or pure cultures.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein einstufiger Reinigungsprozess angewandt. Pro Millimeter Dicke des Vlieses erreicht man mit 2 Stunden Einwirkzeit bei 85°C in 100 ml 0,8-Gew.-% NaOH-Lösung pro Kubikzentimeter Cellulose bei allen genannten Verfahren eine verlässliche Beendigung aller Bakterienaktivität. Je nach gewünschtem Reinheitsgrad kann dieser Verfahrensschritt mit Erneuerung der Natronlauge so oft wiederholt werden - oder auch im dynamischen Durchlauf stattfinden - bis diese NaOH- Lösung keine oder nur noch geringe nachweisbare Verunreinigungen aus der hergestellten Cellulose aufnimmt. Es folgt daraufhin eine Spülung des Vlieses mit destilliertem Wasser und damit je nach Verwendungszweck die Einstellung des pH auf den gewünschten Wert zwischen pH 4 und pH 7 - bevorzugt auf einen hautneutralen Wert von etwa 7, so lässt sich der pH über eine spätere zweckgemäße Beladung leicht neu einstellen. Optional kann für diesen Schritt der Neutralisierung auch zusätzlich zum destillierten Wasser Citronensäure verwendet werden. In one embodiment of the method according to the invention, a one-stage cleaning process is used. For every millimeter of thickness of the fleece, a contact time of 2 hours at 85 ° C. in 100 ml of 0.8% by weight NaOH solution per cubic centimeter of cellulose results in a reliable termination of all bacterial activity in all of the processes mentioned. Depending on the desired degree of purity, this process step can be repeated with renewal of the sodium hydroxide solution - or it can also take place in a dynamic cycle - until this NaOH solution absorbs no or only minor detectable impurities from the cellulose produced. This is followed by rinsing the fleece with distilled water and thus, depending on the intended use, adjusting the pH to the desired value between pH 4 and pH 7 - preferably to a skin-neutral value of about 7, so the pH can easily be adjusted later by appropriate loading readjust. Citric acid can optionally also be used in addition to the distilled water for this neutralization step.
Das so gereinigte Vlies weist eine (gewollte) Beladung von 8 Gew.-% sowie 1 ,5 Gew.-% Verunreinigungen auf. Die Purifikation kann optional mit einer Sterilisation, etwa durch Heißdampf für 20 Minuten bei 121 °C abgeschlossen werden, um andere Mikroorganismen abzutöten und eine möglichst lange Haltbarkeit in der Verpackung zu gewährleisten. The fleece cleaned in this way has an (intentional) loading of 8% by weight and 1.5% by weight of impurities. The purification can optionally be completed with a sterilization, for example with superheated steam for 20 minutes at 121 ° C, in order to kill other microorganisms and ensure the longest possible shelf life in the packaging.
Die Verpackung sollte im Sinne einer bestmöglichen Haltbarkeit für den Handel am besten vakuumiert in wasserundurchlässiger Folie stattfinden, ohne Luftzufuhr in Flüssigkeit (destilliertes Wasser oder in Beladungslösung) und im Sinne der Nachhaltigkeit in einem wiederverwendbaren, verschließbaren zylindrischen Container oder die bakterielle Nanocellulose gefriergetrocknet in wasserabweisender oder wasserdichter Verpackung zur späteren Aufquellung. For the best possible shelf life for retail, packaging should be vacuum-sealed in water-impermeable film, without air supply in liquid (distilled water or in loading solution) and in the interests of sustainability in a reusable, lockable cylindrical container or the bacterial nanocellulose freeze-dried in water-repellent or waterproof packaging for later swelling.
In einer weiteren Ausführungsform eines einstufigen Reinigungsprozesses wird das Vlies bei 110 °C für 240 min mit einer 45 Gew.-%igen NaOH- Lösung gereinigt. Die Menge der NaOH- Lösung beträgt ebenfalls 100 ml pro Kubikzentimeter Cellulose. Nach der Reinigung wird das Vlies ebenfalls mit destilliertem Wasser und optional Citronensäure gespült. Das so gereinigte Vlies weist eine Beladung von 9,5 Gew.-% sowie 0,8 Gew.-% Verunreinigungen auf. In a further embodiment of a one-step cleaning process, the fleece is cleaned at 110 ° C. for 240 minutes with a 45% strength by weight NaOH solution. The amount of NaOH Solution is also 100 ml per cubic centimeter of cellulose. After cleaning, the fleece is also rinsed with distilled water and optionally citric acid. The fleece cleaned in this way has a loading of 9.5% by weight and 0.8% by weight of impurities.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zweistufiger Reinigungsprozess angewandt. In der ersten Stufe (Grobreinigung) wird eine NaOH-Lösung mit 50 Gew.-% NaOH verwendet, die Wirkdauer beträgt 135 min, die Temperatur 127 °C. In der zweiten Reinigungsstufe wird das Vlies mit einer 8 Gew.-%igen NaOH-Lösung bei einer Temperatur von 85 °C für 240 min gereinigt. Das derart gereinigte Vlies weist eine Beladung von 10,5 Gew.-% sowie 0,27 Gew.-% Verunreinigungen auf. In a further embodiment of the method according to the invention, a two-stage cleaning process is used. In the first stage (coarse cleaning), an NaOH solution with 50% by weight of NaOH is used, the duration of action is 135 min, the temperature 127 ° C. In the second cleaning stage, the fleece is cleaned with an 8% strength by weight NaOH solution at a temperature of 85 ° C. for 240 minutes. The fleece cleaned in this way has a loading of 10.5% by weight and 0.27% by weight of impurities.

Claims

PAT E N TAN S P RÜ C H E 1. Verfahren zur Herstellung eines Hydrogels bestehend aus bakteriellerPAT E N TAN S P RÜ C H E 1. Process for the production of a hydrogel consisting of bacterial
Nanocellulose, mit den folgenden Schritten: Nanocellulose, with the following steps:
• Bereitstellen einer zuckerhaltigen Lösung • Providing a sugary solution
• Beimpfen der zuckerhaltigen Lösung mit einem Bakterienstamm • Inoculating the sugary solution with a strain of bacteria
• Kultivieren der Lösung · Waschen des aus der Kultivierung entstandenen Hydrogels dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Kultivierung entstandene Hydrogel in einer Lauge mit einem Gehalt von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% bei 37 °C bis 142 °C für 5 min bis 400 min gewaschen wird. • Cultivation of the solution. Washing of the hydrogel resulting from the cultivation, characterized in that the hydrogel resulting from the cultivation is in a lye with a content of 5 wt .-% to 50 wt .-% at 37 ° C to 142 ° C for 5 min to 400 min.
2. Verfahren zur Herstellung einer Folie bestehend aus bakterieller Nanocellulose nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lauge eine 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%ige Natronlauge ist. 2. A method for producing a film consisting of bacterial nanocellulose according to claim 1, characterized in that the lye is a 5% by weight to 50% by weight sodium hydroxide solution.
3. Verfahren zur Herstellung einer Folie bestehend aus bakterieller Nanocellulose nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass während des Waschvorgangs eine Relativbewegung zwischen Waschlösung und Hydrogel erzeugt wird. 3. A method for producing a film consisting of bacterial nanocellulose according to claim 1 or 2, characterized in that a relative movement is generated between the washing solution and the hydrogel during the washing process.
4. Verfahren zur Herstellung einer Folie bestehend aus bakterieller Nanocellulose nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Waschvorgang zweistufig durchgeführt wird. 4. A method for producing a film consisting of bacterial nanocellulose according to one or more of the preceding claims characterized in that the washing process is carried out in two stages.
5. Verfahren zur Herstellung einer Folie bestehend aus bakterieller Nanocellulose nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Stufe des Waschvorgangs die Waschlösung erneuert wird. 5. A method for producing a film consisting of bacterial nanocellulose according to claim 4, characterized in that the washing solution is renewed between the first and the second stage of the washing process.
6. Verfahren zur Herstellung einer Folie bestehend aus bakterieller Nanocellulose nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den Waschvorgang eine Sterilisation durchgeführt wird. 6. A method for producing a film consisting of bacterial nanocellulose according to one or more of the preceding claims, characterized in that sterilization is carried out following the washing process.
7. Verfahren zur Herstellung einer Folie bestehend aus bakterieller Nanocellulose nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisation mit Wasserdampf durchgeführt wird. 7. A method for producing a film consisting of bacterial nanocellulose according to claim 6, characterized in that the sterilization is carried out with steam.
8. Vlies aus einem Hydrogel mit einem Wassergehalt zwischen 80 Gew.% und 99,5 Gew.%, einem Cellulosegehalt zwischen von 0,5 Gew.% und 20 Gew.% dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies einen Fremdstoffgehalt zwischen 0,01 Gew.-% und 15 Gew.-% aufweist. 8. A nonwoven made of a hydrogel with a water content between 80% by weight and 99.5% by weight, a cellulose content between 0.5% by weight and 20% by weight, characterized in that the nonwoven has a foreign matter content between 0.01% by weight .-% and 15 wt .-%.
9. Vlies aus einem Hydrogel nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdstoffe Verunreinigungen und Beladungen enthalten. 9. fleece made of a hydrogel according to claim 8, characterized in that the foreign substances contain impurities and loads.
10. Vlies aus einem Hydrogel nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen einen Gehalt von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-% aufweisen. 10. Fleece made from a hydrogel according to claim 9, characterized in that the impurities have a content of 0.01% by weight to 2% by weight.
11. Vlies aus einem Hydrogel nach Anspruch 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen einen Gehalt von 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-% aufweisen. 11. Fleece made of a hydrogel according to claim 9 or 10, characterized in that the impurities have a content of 0.05 wt .-% to 1 wt .-%.
12. Vlies aus einem Hydrogel nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen einen Gehalt von 0,1 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% aufweisen. 12. Fleece made from a hydrogel according to claim 10 or 11, characterized in that the impurities have a content of 0.1% by weight to 0.5% by weight.
13. Vlies aus einem Hydrogel nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen (oder Beladung) eine oder mehrere Substanzen aus der Gruppe der Säuren (Essigsäure, Gluconsäure, Glucuronsäure, rechtsdrehende (L+) Milchsäure, Weinsäure, Folsäure, Oxalsäure, Usninsäure, Bernstein-, Apfel, Malon- und Zitronensäure), der Spurenelemente und Mineralstoffe (Eisen, Magnesium, Natrium, Kalium, Kalzium, Kupfer, Zink, Mangan, Kobalt ), des Hefeextrakt und der Vitamine (Vitamin B1, Vitamin B2, Vitamin B3, Vitamin B6, Vitamin B12, Vitamin C, Vitamin D, Vitamin E, Vitamin K, Vitamine), Pepton, Natriumhydrogenphosphat, Kohlensäure, sowie organischer oder anorganischer farbgebender Partikel, Probiotika, Antimykotika, Desinfektionsmittel, Alkohol, Aloe Vera, Hylaruonsäure, ätherische öle und Duftstoffe, Auszüge aus Blättern, Wurzeln und Früchten sowie Hautpartikeln oder Körperflüssigkeiten (nach einer Verwendung auf der Haut) aufweisen. 13. Fleece made of a hydrogel according to one or more of claims 9 to 11, characterized in that the impurities (or load) one or more substances from the group of acids (acetic acid, gluconic acid, glucuronic acid, dextrorotatory (L +) lactic acid, tartaric acid, folic acid , Oxalic acid, usnic acid, succinic, apple, malonic and citric acid), trace elements and minerals (iron, magnesium, sodium, potassium, calcium, copper, zinc, manganese, cobalt), yeast extract and vitamins (vitamin B1, vitamin B2, vitamin B3, vitamin B6, vitamin B12, vitamin C, vitamin D, vitamin E, vitamin K, vitamins), peptone, sodium hydrogen phosphate, carbonic acid, as well as organic or inorganic coloring particles, probiotics, antimycotics, disinfectants, alcohol, aloe vera, Hylaruonic acid, essential oils and fragrances, extracts from leaves, roots and fruits as well as skin particles or body fluids (after use on the skin).
14. Vlies aus einem Hydrogel nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen biologische Verunreinigungen und/oder chemische Verunreinigungen enthalten. 14. Fleece made of a hydrogel according to one or more of claims 9 to 11 characterized in that the contaminants contain biological contaminants and / or chemical contaminants.
EP20839087.2A 2019-12-23 2020-12-23 Method for producing a nonwoven from bacterial nanocellulose Pending EP4081647A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IB2019061260 2019-12-23
PCT/EP2020/087745 WO2021130299A1 (en) 2019-12-23 2020-12-23 Method for producing a nonwoven from bacterial nanocellulose

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4081647A1 true EP4081647A1 (en) 2022-11-02

Family

ID=69468936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20839087.2A Pending EP4081647A1 (en) 2019-12-23 2020-12-23 Method for producing a nonwoven from bacterial nanocellulose

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230041020A1 (en)
EP (1) EP4081647A1 (en)
KR (1) KR20220118537A (en)
CN (1) CN114945676A (en)
WO (1) WO2021130299A1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2578333B2 (en) * 1987-02-12 1997-02-05 工業技術院長 Modified microorganism-producing cellulose
DE4027479A1 (en) * 1989-09-04 1991-03-14 Fraunhofer Ges Forschung Cellulose membrane prodn. by culturing Acetobacter
EP1438975B1 (en) * 2003-01-16 2005-11-16 Xylos Corporation Microbial-derived cellulose amorphous hydrogel wound dressing
CN107022033B (en) * 2017-05-25 2019-03-29 天津科技大学 A kind of method of high-performance flash purification bacteria cellulose
CN107937307A (en) * 2017-11-27 2018-04-20 天津工业大学 One plant of bacteria cellulose Producing Strain and its optimal fermentation condition
CN109880140B (en) * 2019-01-30 2022-09-27 东华大学 Alkali-shrinkable bacteria nano cellulose tube and preparation method and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20230041020A1 (en) 2023-02-09
CN114945676A (en) 2022-08-26
KR20220118537A (en) 2022-08-25
WO2021130299A1 (en) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60307603T2 (en) CELL WALL DERIVATIVES FROM BIOMASS AND MANUFACTURE THEREOF
EP3938487A1 (en) Mycelium biopolymers for health and beauty applications
KR102310365B1 (en) Biocellulose enforced in tesil strength and the method for preparing thereof
CN107536727A (en) A kind of disposable skin of hand antimicrobial spume and preparation method thereof
DE102006035202A1 (en) Use of a carboxylic acid anhydride as additive in technical materials, cosmetics, pharmaceuticals and food, and for their protection from infestation and/or destruction by micro-organisms such as bacteria, fungi, yeasts and algae
KR101998148B1 (en) Handwash composition using a fermentation solution of pear and lactic acid bacterium
KR102222764B1 (en) Eco-friendly cosmetic container and manufacturing method thereof
CN110184135A (en) A kind of antibacterial dish washing liquid of propolis and preparation method thereof
EP0943239A1 (en) Composition comprising citrus terpenes.
KR101250545B1 (en) Method for manufacturing the functional toilet soap
KR101975284B1 (en) Herbal preservative composition for wet tissue and it's preparing method
CN108653044A (en) A kind of environment-friendly type hand cleanser and preparation method thereof
WO2021130299A1 (en) Method for producing a nonwoven from bacterial nanocellulose
KR101788791B1 (en) Manufacturing method of bio cellulous sheet having curcumin
CH640883A5 (en) Process for the preparation of detergents based on whey using lactic acid
KR102488475B1 (en) Multipurpose Water-Based Cleaner Composition
KR101889399B1 (en) Functional soap by using of live chlorella powder and manufacturing method thereof
DE102021116254A1 (en) METHOD OF REPROCESSING A UTENSIL FROM ADDITIVE-LOADED BACTERIAL NANOCELLULOSE
DE60015756T2 (en) METHOD FOR OBTAINING A THERMOSTATIC MICROALGEN EXTRACT WITH OXIDATION HARDENING AND WOUND HEALING ACTIVITY
CN104510675A (en) Hand sanitizer containing bamboo vinegar and preparation method thereof
KR101420225B1 (en) Foaming composition for washing or cleansing aid and preparation method thereof
CN112675086A (en) Passion fruit hand-washing-free gel hand sanitizer and preparation method thereof
CN104073379A (en) Bamboo vinegar skin-moisturizing biological soap
KR102403572B1 (en) A natural surfactant and cleansing Composition comprising a cider byproduct extract of apple as an active ingredient
CN103948540B (en) A kind of compound disposable hand cleanser containing pig blood bacteriostatic agent and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220713

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)