ES1302546U - Simil piel bacteriano - Google Patents
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Abstract
Símil piel bacteriano caracterizado por que comprende: - al menos, dos películas (1) de celulosa bacteriana procedentes de un cultivo simbiótico de bacterias y levaduras, té negro, vinagre y azúcar, y - unos residuos orgánicos triturados dispuestos entre dos películas de celulosa bacteriana, siendo su contenido menor o igual a 100 g/m2, donde el 100% de los componentes que forman el símil piel es biodegradable y su estructura es tipo sándwich.
Description
DESCRIPCIÓN
SIMIL PIEL BACTERIANO
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a un producto relativo a un símil piel sostenible o material sustitutivo al cuero animal que presente una estructura tipo sándwich y está formada por, al menos, dos capas de láminas o películas de celulosa bacteriana entre las que se disponen residuos o materiales orgánicos procedentes de diferentes orígenes, tales como forestales y/o agroalimentarios.
Así, el símil piel de la presente invención se puede aplicar a diferentes sectores, como son la moda y el textil-hogar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La celulosa es la molécula orgánica más abundante en la naturaleza y posee gran importancia a nivel industrial. Se encuentra principalmente en la pared de las células vegetales (platas y árboles). No obstante, también puede ser sintetizada por una gran variedad de organismos tipo algas, hongos, bacterias y animales.
Lo que se conoce como celulosa bacteriana es un material generado por acetobacterias en un medio de cultivo de abundante carbono y nitrógeno. Las acetobacterias son varias: gluconacetobacter, komagataeibacter (especie presente en el té kombucha), agrobacterium, aerobacter,azotobacter, achromobacter, rhizobium, etc.
Estas bacterias sintetizan unas nanofibras de celulosa que crean una capa en la superficie de su colonia para protegerse de la luz solar, de posibles competidores, o de la deshidratación, así como retener sus nutrientes para su crecimiento. La capa de celulosa resultante posee la misma fórmula molecular que la celulosa vegetal, pero posee distinta estructura y mayor pureza, dado que no contiene lignina ni pectina, componentes que sí se encuentran en la celulosa vegetal.
Para que el proceso de crecimiento tenga lugar, el SCOBY (del inglés: Symbiotic Culture Of Bacteria and Yeast) - el cultivo simbiótico de bacterias y levaduras - debe de ser alimentado por un determinado medio de nutrición compuesto por té, preferentemente té negro o
kombucha, el cual es una fuente de nitrógeno que promueve el crecimiento de microrganismos, azúcar (fuente de carbono que potencia el metabolismo celular) y vinagre (fuente que aporta el pH adecuado en el medio de cultivo).
Los factores que afectan en el proceso de formación de la celulosa bacteriana para que se dé un buen crecimiento y se obtenga como resultado lo que se conoce como “cuero” Kombucha, son los siguientes:
- Nutrientes: carbohidratos/azúcares (glucosa, fructosa, ...).
- Humedad relativa del ambiente (Hr óptima = 65 - 70 %).
- Temperatura (T óptima = 20 - 25 °C).
- Aireación (el recipiente usado se tapa con un paño para permitir el paso del aire) - Luz: las bacterias necesitan oscuridad para vivir.
- pH: las bacterias necesitan un pH ácido para vivir, reproducirse y sintetizar correctamente la celulosa bacteriana (pH óptimo = 3).
Se sabe que la capa de celulosa creada evita que organismos distintos de las bacterias que sintetizan esa celulosa entren en contacto con el medio de cultivo y compitan por un recurso que es limitado. Como ya se ha mencionado, la película de celulosa protege a las bacterias del efecto peligroso de los rayos UV debido a su naturaleza opaca y, además, confiere protección mecánica, química y fisiológica a las bacterias.
Una vez obtenida la capa de celulosa bacteriana, ésta se puede someter a un proceso de deshidratación y posteriormente a un tratamiento superficial que permita modificar su naturaleza y propiedades, en función de la aplicación final a la que se destine.
No obstante lo anterior, no son conocidos por parte del solicitante de la presente invención productos que, a partir de una película de celulosa bacteriana constituyan un sustituto adecuado del cuero, no poliméricos, que ofrezcan una apariencia externa similar y las propiedades requeridas para su uso en la moda o en el sector textil hogar, y que simultáneamente supongan un producto totalmente sostenible, totalmente reciclable y que permita la reutilización de residuos orgánicos .
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención concierne a un símil piel bacteriano sustitutivo al cuero basado en láminas de celulosa bacteriana en combinación con residuos orgánicos triturados.
Así, cabe resaltar que el símil piel bacteriano de la presente invención es un producto de alto valor añadido y con carácter sostenible, que contiene un 100% de elementos biodegradables por lo que es un sustituto adecuado del cuero animal o del símil-piel polimérico, ambos materiales convencionalmente utilizados en el sector de la moda y en el textil-hogar. Adicionalmente, el símil piel bacteriano de la invención permite la reutilización de residuos forestales o agroalimentarios, contribuyendo al carácter sostenible de la invención.
El procedimiento seguido para la obtención del símil piel de la invención se basa en realizar un SCOBY, es decir, el cultivo simbiótico de bacterias y levaduras, con té negro (aporte de nitrógeno, 80% del peso total del medio de cultivo a una concentración de 3-9 g/l), vinagre (10% del peso total de medio de cultivo) y azúcar (10% del peso total del medio de cultivo), para obtener una película o lámina superficial de celulosa bacteriana. Y añadir entre dos películas de celulosa bacteriana restos orgánicos para la obtención de una estructura tipo sándwich.
Concretamente, el procedimiento que se preconiza comprende las siguientes etapas:
- Cultivo simbiótico de bacterias y levaduras (scoby) durante entre 20 y 25 días, a una temperatura mayor de 20°C y una humedad relativa entre 50% y 60%,
- obtención de películas de celulosa bacteriana de espesor preferente menor de 6 mm, - esparcimiento homogéneo de residuos orgánicos triturados, que preferentemente han sido deshidratados aplicando calor a una temperatura de entre 40°C y 75°C durante al menos 24 horas; sobre la superficie de una película de celulosa bacteriana obtenida,
- colocación de otra película de celulosa bacteriana sobre los residuos orgánicos triturados, de forma que exista un contacto directo parcial entre las películas de celulosa bacteriana,
- reposo durante como máximo 25 días, a una temperatura mayor de 20°C y una
humedad relativa entre 50% y 60%,
- limpieza con agua para la eliminación del exceso de azúcares en las películas de celulosa bacteriana,
- secado a una temperatura entre 20°C y 30°C, a una humedad relativa entre 50% y 60% y con aireación o flujo de aire que facilite el secado durante entre 20 y 25 días, y - tratamiento superficial del símil cuero obtenido, para proporcionar el acabado deseado. Este tratamiento superficial contempla varias opciones, como por ejemplo la aplicación de una mezcla de aceite de lino y aguarrás o una mezcla de aceite de lino y cera de abeja diluidos en aguarrás.
Conforme al procedimiento detallado anteriormente se obtiene un símil piel que está formado por un 100% de componentes biodegradables, es decir se trata de un símil piel no polimérico o de origen animal y sostenible.
Así, el símil piel objeto de la presente invención está formado por, al menos, dos películas de celulosa bacteriana procedentes de un cultivo simbiótico de bacterias y levaduras (scoby), té negro, vinagre y azúcar, y unos residuos orgánicos triturados dispuestos homogéneamente entre dos películas de celulosa bacteriana, siendo su contenido menor o igual a 100 g/m2. Así, el 100% de los componentes que forman el símil piel de la invención son biodegradables, siendo su estructura tipo sándwich.
Opcionalmente, en una primera realización de la invención, los residuos orgánicos incrustados entre láminas de celulosa bacteriana son fibras celulósicas que corresponden a tallos vegetales secos, cáscara o paja de arroz triturada, residuos procedentes de plantas invasoras - preferentemente procedentes de la planta invasora caña común de río (adundo donax) - y/o residuos de cultivos de cereales. Las fibras celulósicas tienen una longitud que oscila entre 1 mm y 2 cm y un espesor de hasta 2 mm. Así, el uso de fibras celulósicas constituye una relevante solución de revalorización de residuos.
En una segunda realización de la invención, los residuos orgánicos triturados contenidos entre las películas de celulosa bacteriana proceden de residuos agroalimentarios, y preferentemente, tienen un formato de partículas de un tamaño máximo aproximado de 5 mm. Entre los residuos agroalimentarios empleados se encuentran, entre otras opciones, residuos procedentes de partes que se desechan de las frutas y/o verduras, tales como el
tallo, tronco, hojas, piel o pulpa, siendo el brócoli, la naranja y/o el limón, algunos ejemplos de residuos agroalimentarios empleados.
En cualquier caso, para la exitosa incorporación de los residuos agroalimentarios entre las películas de celulosa bacteriana es necesario realizar, durante su procedimiento de fabricación, una etapa de deshidratación aplicando calor a una temperatura de entre 40 y 75°C durante al menos 24 horas. Dicha etapa tiene lugar antes de esparcir los residuos agroalimentarios sobre la superficie de una película de celulosa bacteriana.
Ventajosamente, el producto símil piel de la presente invención posibilita la integración de los residuos orgánicos entre láminas de celulosa bacteriana, aportando una estética diferenciadora dado que, una vez las láminas de celulosa bacteriana han sido deshidratadas, adquieren una apariencia translúcida que permite la visualización de los residuos internos cuando incide la luz a través del material.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una figura donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra un símil piel bacteriano conforme a la primera realización preferente de la invención en el que los residuos orgánicos triturados entre las dos películas de celulosa bacteriana son fibras celulósicas de paja de arroz.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Se detalla seguidamente las etapas seguidas para la obtención de una realización preferente de un símil piel objeto de la presente invención:
En primer lugar, se procede a preparar el medio de cultivo inicial, cuyos componentes principales son té negro, azúcar, vinagre de uva blanco y agua. Seguidamente, se detallan
los pasos seguidos:
- Limpieza y esterilización de las herramientas y recipientes a utilizar, preferentemente se utilizan envases de vidrio porque son más fáciles de limpiar y favorecen el crecimiento de películas (1) más gruesas.
- Preparación de una disolución de té negro (3 g/l) y separación de los restos sólidos de té.
- Adición de los azúcares en el té (la cantidad de azúcar recomendada y usada es el 10 % de la masa total). Preferentemente, emplear una mezcla 50:50 con azúcar moreno y azúcar blanco. Alternativamente, se pueden usar jarabes disponibles comercialmente que contienen glucosa y fructosa (10% de la masa total).
- Adición de vinagre blanco (10 % de la masa total).
- Inoculación de la disolución del medio de cultivo inicial con una scoby (cepas de bacterias y levaduras), cubrirla y dejar crecer la capa superficial de celulosa bacteriana a una temperatura mayor de 20°C y a una humedad relativa del 50% aproximadamente. Un dato importante es que la superficie de este scoby debe ser como mínimo el 5 % de la superficie total de la lámina final de celulosa bacteriana obtenida
- Recolección de la película (1) o lámina de celulosa bacteriana tras un plazo de entre 20 y 25 días de cultivo la cual presenta un espesor menor de 6 mm. El espesor de la lámina obtenida será mayor cuanto más tiempo permanezca el cultivo en las condiciones indicadas.
Manteniendo las proporciones indicadas, para la fabricación de una lámina de celulosa bacteriana de 66 cm2 se prepara una disolución de té negro comercial (3 g de té en 1 l de disolución) y se emplean 800 ml a los que se añaden 50 g de azúcar blanco, 50 g de azúcar moreno y, por último, 100 ml de vinagre de vino blanco.
Una vez se extrae cada película (1) de celulosa bacteriana de su medio de cultivo, se añaden los residuos orgánicos triturados sobre la zona inferior de la película (1), que era la que estaba en contacto con el medio de cultivo. De esta manera, se asegura una mejor unión entre las dos películas (1) de celulosa bacteriana que conforman el sándwich dado que son las superficies menos secas (por no haber estado en contacto con el aire) y aún con bacterias vivas.
Para ello, se esparcen homogéneamente residuos orgánicos triturados sobre una película (1) de celulosa bacteriana obtenida conforme a las etapas detalladas anteriormente. En la realización ilustrada en la figura 1, los residuos orgánicos son paja de arroz triturada (2).
Ventajosamente, realizar la incorporación de los residuos orgánicos triturados antes de la etapa de secado posibilita el mantenimiento de una mayor cantidad de bacterias vivas para, así, conseguir una unión entre ambas películas (1) más fácilmente.
Es necesario verificar durante el esparcimiento de los residuos orgánicos triturados sobre la película (1) de celulosa bacteriana que exista una zona de contacto directo entre la citada película (1) de celulosa bacteriana y la que se vaya a disponer sobre los residuos orgánicos triturados.
Seguidamente, se procede a colocar una segunda película (1) de celulosa bacteriana sobre los restos orgánicos, de forma que la superficie inferior que estaba en contacto con el medio líquido de esta segunda película (1) de celulosa bacteriana se disponga en contacto con los restos orgánicos.
Posteriormente, se realiza el reposo del conjunto durante como máximo 25 días, a una temperatura mayor de 20°C y una humedad relativa entre 50% y 60%, con el fin de que ambas películas (1) se unan y los restos orgánicos queden embebidos entre las dos a modo de sándwich. Opcionalmente, dicha etapa de reposo tiene lugar en presencia de una corriente de aire que facilita el proceso.
Tras el reposo, tiene lugar la etapa de secado del símil piel, cuyo objetivo es que la película (1) de celulosa bacteriana formada pierda el agua que contiene internamente en su estructura, que es del 90 % en peso.
Por esta razón, el grosor de la película (1) de celulosa bacteriana húmeda es mayor que el grosor de la película de celulosa bacteriana tras el proceso de secado. El espesor final de una película de celulosa bacteriana seca puede variar entre 3 y 6 mm aproximadamente.
En la realización preferente de la presente invención, las etapas seguidas en la limpieza y
secado se detallan a continuación:
- Colocar el conjunto de películas (1) de celulosa bacteriana que contiene a los restos orgánicos en una bandeja cubierta con agua para disolver los azúcares que puedan quedar, frotar de forma suave y manual la superficie del material para asegurar la eliminación de dichos azúcares, e ir cambiando el agua de forma continua hasta perder la pegajosidad que muestra el material (limpieza para la eliminación del exceso de azúcares en las películas de celulosa bacteriana).
- Colocación del conjunto obtenido en la etapa anterior que está húmedo y limpio en una superficie de plástico o papel antiadherente, que presente algo de rugosidad, con el fin de evitar que la película se pegue a ésta.
- Voltear el conjunto cada día para permitir un secado homogéneo y a su vez, prevenir que ésta se pegue a la superficie.
A título de ejemplo, una película húmeda de 1 mm de espesor tarda en secarse a temperatura ambiente unas 2 semanas. El proceso de acelera al introducir el conjunto en una estufa/horno de laboratorio a una temperatura de entre 30°C o 40°C.
La presencia de restos de azúcar procedentes del medio de cultivo que puedan quedar tras el proceso de secado provoca que las películas de celulosa bacteriana presenten cierta pegajosidad que dificulta la manipulación para las pruebas de confección, además de no ser una cualidad atractiva de cara a aplicaciones finales en el sector de la marroquinería o la decoración.
Por esta razón, cuando las películas de celulosa bacteriana - con los residuos ya incorporados entre las mismas - están completamente secas, se realiza un tratamiento superficial con una mezcla de aceite de lino y aguarrás.
Concretamente, se prepara una mezcla de aceite de lino y aguarrás (50:50, es decir, por ejemplo, para preparar un litro de disolución total, se mezclan 500 ml de lino y 500 ml de aguarrás). Esta disolución se aplica con una brocha sobre la superficie de las láminas de celulosa bacteriana secas y se deja secar a temperatura ambiente.
Opcionalmente, la mezcla del tratamiento superficial contiene cera de abejas.
Preferentemente, esta mezcla hay que prepararla calentando porque a temperatura ambiente se solidifica. Se aplica siguiendo el mismo procedimiento descrito anteriormente y resulta un tratamiento resistente al agua.
De esta forma, siguiendo las etapas anteriormente detalladas se obtiene un símil piel que resulta un sustituto biodegradable tanto del cuero de origen animal como de otros símil piel poliméricos conocidos
Seguidamente, se detallan dos realizaciones preferentes del simil piel de la invención.
En este sentido, una primera realización preferente del símil piel de la invención presenta una estructura tipo sándwich compuesta por dos películas (1) de celulosa bacteriana entre las cuales se inserta entre 30 y 40 g/m2 de fibra triturada de paja de arroz (2). Así, en esta primera realización preferente del símil piel de la invención, la fibra triturada de paja de arroz (2) - que corresponde a la fibra celulósica - presenta una longitud de entre 1 mm y 2 cm, un espesor de hasta 2 mm y un contenido en humedad de hasta 10 g/100g, siendo su pH de aproximadamente 7. En la figura 1 se observa la disposición de la fibra triturada de paja de arroz (2) entre dos películas (1) de celulosa bacteriana, figura que representa el símil piel antes de la etapa de secado.
De esta forma, el contenido de fibra celulósica que contiene el símil piel se encuentra entre 30 y 40g/m2, siendo posible insertar entre dos películas (1) de celulosa bacteriana hasta un máximo de 100g/m2.
Por otro lado, en una segunda realización preferente de la invención, el símil piel presenta una estructura tipo sándwich compuesto por dos películas de celulosa bacteriana entre las cuales se insertan entre 50 y 70 g/m2 de residuo seco y triturado con tamaño de alrededor de 1 mm de piel y pulpa de limón. Así, en esta segunda realización preferente del símil piel de la invención, el residuo seco triturado - que corresponde a residuos orgánicos procedentes de residuos agroalimentarios - presenta un tamaño de partícula de entre 1μm y 5 mm, un contenido en humedad de hasta 3 g/100g, siendo su pH de entre 3 y 7.
De esta forma, el contenido de residuo orgánico procedente de residuos agroalimentarios que contiene el símil piel se encuentra por debajo de 100 g/m2, con el fin de evitar una falta de adhesión entre las dos películas de celulosa bacteriana.
Claims (9)
1§.- Símil piel bacteriano caracterizado por que comprende:
- al menos, dos películas (1) de celulosa bacteriana procedentes de un cultivo simbiótico de bacterias y levaduras, té negro, vinagre y azúcar, y
- unos residuos orgánicos triturados dispuestos entre dos películas de celulosa bacteriana, siendo su contenido menor o igual a 100 g/m2,
donde el 100% de los componentes que forman el símil piel es biodegradable y su estructura es tipo sándwich.
2§.- Símil piel bacteriano, según reivindicación 1§, caracterizado por que los residuos orgánicos triturados son fibras celulósicas.
3§.- Símil piel bacteriano, según reivindicación 2§, caracterizado por que las fibras celulósicas son tallos vegetales secos, cáscara de arroz, paja de arroz triturada (2), residuos procedentes de plantas invasoras y/o residuos de cultivos de cereales.
4§.- Símil piel bacteriano, según reivindicación 3§, caracterizado por que las plantas invasoras proceden de caña común de río
5§.- Símil piel bacteriano, según reivindicación 2§, 3§ o 4§, caracterizado por que las fibras celulósicas presentan una longitud de entre 1 mm y 2 cm y un espesor de hasta 2 mm.
6§.- Símil piel bacteriano, según reivindicación 1§, caracterizado por que los residuos orgánicos triturados proceden de residuos agroalimentarios.
7§.- Símil piel bacteriano, según reivindicación 6§, caracterizado por que los residuos agroalimentarios proceden de partes que se desechan de la fruta y/o verdura tales como el tallo, tronco, hojas, piel o pulpa.
8§.- Símil piel bacteriano, según reivindicación 6§ o 7§, caracterizado por que los residuos agroalimentarios proceden del brócoli, naranja y/o limón.
9§.- Símil piel bacteriano, según reivindicaciones 6-, 7- u 8§, caracterizado por que los residuos agroalimentarios tienen un formato de partícula de un tamaño igual o inferior a 5 mm.
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| ES (1) | ES1302546Y (es) |
-
2022
- 2022-12-29 ES ES202232190U patent/ES1302546Y/es active Active
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