NL9401283A - Biodegradeerbaar vormstuk dat geschikt is om vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten te houden zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat, alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk vormstuk. - Google Patents

Description

Titel: Biodegradeerbaar vormstuk dat geschikt is om vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten te houden zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat, alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk vormstuk.

De uitvinding heeft betrekking op een biodegradeerbaar vormstuk dat geschikt is om vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten te houden of te bevatten zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk biodegradeerbaar vormstuk.

Uit WO 91/12186 is het bekend om biodegradeerbare dunwandige vormstukken te vervaardigen door een waterig mengsel, dat als essentiële componenten een zetmeelprodukt en een lossingsmiddel bevat, in een vorm te bakken en het gebakken vormstuk door conditioneren in te stellen op een vochtgehalte van 6-22 gew.%, teneinde de gewenste taaie en stevige textuur te verkrijgen. Als lossingsmiddel wordt bij voorkeur een vetzuur met middellange of lange keten gebruikt of een derivaat daarvan, zoals een vetamide. Het waterige uitgangsmengsel kan nog talloze andere hulpstoffen bevatten, zoals verdikkingsmiddelen, vulstoffen, hygroscopische stoffen, kleurstoffen enz. Voor het versterken van de structuur kan een zirkoonzoutoplossing worden toegepast. Deze bekende vormstukken zijn ongeschikt voor het houden van gebruiksklaar warm voedsel, zoals zogenaamd "fast food", omdat zij niet de stevigheid bezitten die nodig is om dergelijk voedsel te kunnen houden of bevatten gedurende de gemiddelde tijd die nodig is voor het consumeren daarvan, namelijk ten minste 10 minuten.

Verder is uit NL-A-9100590 een werkwijze bekend voor het vervaardigen van een milieuvriendelijke verpakking, waarbij uit aardappelmeel, een ondergeschikte hoeveelheid graanmeel, spijsolie, gebruikelijke toevoegsels, waaronder stabilisatoren en emulgatoren, en water een deeg wordt gevormd. Door een zout toe te voegen kan de structuur van het deeg worden verbeterd.

Het deeg wordt dan in een vormmatrijs geperst en daarin gebakken. Na langzaam afkoelen wordt het vormstuk uit de matrijs verwijderd. Er wordt beweerd dat aldus vervaardigde verpakkingen vochtafstotende eigenschappen bezitten en goed bestand zijn tegen vloeistoffen. Hierdoor zouden zij geschikt zijn om zelfs warme voedingsmiddelen te verpakken. In de praktijk blijkt zulks evenwel niet het geval te zijn. Bij contact met warme voedingsmiddelen verliezen deze verpakkingen namelijk snel hun stevigheid. Zij worden slap en zijn dan niet langer in staat om het daarin opgenomen warme voedingsmiddel vast te houden.

Uit EP-A-0 608 031 is een goed beheersbare werkwijze bekend voor het vervaardigen van biodegradeerbare of composteerbare vormstukken die goed bestand zijn tegen de inwerking van vocht en water en daarenboven een grote mechanische sterkte bezitten. De vormstukken worden in een matrijs gebakken uit een gemakkelijk te hanteren deeg op basis van een zetmeelprodukt, xanthaangom, een reactief siloxaan, een inerte vulstof en water. Wanneer warm of zeer warm zogenaamd "fast food" of hete drank in een dergelijk vormstuk wordt aangebracht, blijkt dit dikwijls eerder dan gewenst zijn stevigheid te verliezen. Dit betekent uiteraard een beperking op de toepassingmogelijkheden.

De hierboven besproken bekende vormstukken en verpakkingen zijn ook minder geschikt om min of meer vloeibare food en non-food produkten van zeer verschillende aard langdurig te bewaren bij gewone omgevingsomstandigheden.

Volgens de uitvinding wordt beoogd om zelfdragende vormstukken te verschaffen die hun stevigheid voldoende lang behouden bij toepassingen waarbij allerlei vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten gedurende korte of lange tijd in of op die vormstukken worden bewaard.

Meer speciaal wordt volgens de uitvinding beoogd om zelfdragende vormstukken te verschaffen die hun stevigheid voldoende lang behouden wanneer vloeibaar of min of meer vast gebruiksklaar warm voedsel, waaronder warme drank, daarin wordt gehouden.

Volgens de uitvinding wordt bovendien beoogd om dergelijke vormstukken te verschaffen die tevens biodegradeerbaar zijn, waarbij slechts nuttige afbraakprodukten en onschadelijke reststoffen overblijven.

Thans is gevonden dat aan de hierboven genoemde, ogenschijnlijk tegenstrijdige eisen kan worden voldaan door een biodegradeerbaar vormstuk dat geschikt is om vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten te houden zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat, welk vormstuk is samengesteld uit een door bakken van een suspensie op basis van een zetmeelprodukt verkregen zelfdragend basisvormstuk en een hierop aangebracht waterbestendig laagje van een biodegradeerbare wassamenstelling met een smelttrajekt dat begint bij een temperatuur van ten minste 40°C, waarbij het laagje stevig aan het basisvormstuk vasthecht. Wanneer het vormstuk bedoeld is om gebruiksklaar warm voedsel te houden begint dat smelttrajekt zelfs bij voorkeur bij een temperatuur van ten minste 80°C.

De uitvinding betreft ook een werkwijze voor het vervaardigen van een biodegradeerbaar vormstuk dat geschikt is om vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten te houden zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat, waarbij 500-1500 gew. dln van een zetmeelprodukt dat voor 5-75 gew.% bestaat uit een zetmeelderivaat met een in vergelijking tot natief zetmeel gereduceerd zwelvermogen bij verhoogde temperatuur, 0,5-50 gew. dln van een verdikkingsmiddel, 25-300 gew. dln van een inerte vulstof, en een de hechting bevorderende stof met water worden aangemaakt en gemengd ter verkrijging van een homogene suspensie, deze suspensie in een bakvorm wordt gebracht en wordt gebakken ter verkrijging van een zelfdragend basisvormstuk, en, althans op het voor houden van de food of non-food produkten bestemde oppervlak van het zelfdragende basisvormstuk, een stevig hieraan vasthechtend waterbestendig laagje wordt aangebracht van een biodegradeerbare wassamenstelling met een smelttrajekt dat begint bij een temperatuur van ten minste 40°C en bij voorkeur bij een temperatuur van ten minste 80°C ingeval het vormstuk bedoeld is om gebruiksklaar warm voedsel te houden.

Het waslaagje, dat op het zelfdragende basisvormstuk wordt aangebracht, is een essentiëel onderdeel van de uitvinding. Dat waslaagje vormt namelijk een gesloten waterbestendige vaste film of laag die goed aan het basisvormstuk vasthecht en die verhindert dat de vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten direkt op het basisvormstuk inwerken, waardoor dit te snel zijn stevigheid zou verliezen of, anders gezegd, voortijdig week of slap zou worden en daardoor zijn funktie niet langer zou kunnen vervullen. Voorbeelden van non-food produkten die in de onderhavige vormstukken kunnen worden gehouden zijn motorolie, cosmetica zoals nachtcrème en andere verzorgende crèmes, materialen voor toepassing in de electronica, planten enz. Van food produkten hoeven geen specifieke voorbeelden te worden genoemd, omdat praktisch alle food produkten in aanmerking komen om in of op de onderhavige vormstukken te worden gehouden.

Volgens een voorkeursuitvoering is het onderhavige vormstuk bestemd voor het houden van vloeibaar of min of meer vast gebruiksklaar warm voedsel, waaronder warme drank. Voorbeelden daarvan zijn soepen, sausen, friet, vlees- of visgerechten, bij voorbeeld saté, croquetten, warme worst, fishsticks enz. Veel van deze gerechten vallen onder de aanduiding "fast food" of "snacks". Het waslaagje dient het vormstuk dan te beschermen gedurende de tijd die nodig is om het warme voedsel te consumeren. Als vuistregel mag worden aangenomen dat een beschermduur van ten minste 10 minuten tegen voedsel met een aanvankelijke temperatuur van 70°C of waarvan de temperatuur korte tijd nadat het voedsel op het vormstuk is opgebracht tot 70°C is gedaald, toereikend is voor praktisch gebruik.

Het waslaagje dient uiteraard al de tijd dat de food of non-food produkten in het vormstuk worden gehouden stevig aan het basisvormstuk te blijven vasthechten. Evenals het basisvormstuk zelf is ook het waslaagje biodegradeerbaar, waarmee wordt bedoeld dat bij biologische afbraak uiteindelijk slechts nuttige of onschadelijke reststoffen overblijven.

De wassamenstelling voor het vormen van het waslaagje bevat in het algemeen een aantal componenten om aan de hoger beschreven uiteenlopende eisen te kunnen voldoen. Een wassamenstelling die bijzonder geschikt is gebleken wanneer het de bedoeling is om gebruiksklaar warm voedsel in of op het vormstuk te houden volgens de hierboven beschreven voorkeurstoepassing van de onderhavige vormstukken, is een wassamenstelling die de volgende componenten in de aangegeven hoeveelheden bevat: - 40-70 en bij voorkeur 50-65 gew. dln van een amorfe, waterafstotende wassoort waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied beneden 90°C, - 15-35 en bij voorkeur 20-30 gew. dln van een kristallijne wassoort waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied boven 95°C, en - 5-25 en bij voorkeur 10-20 gew. dln van een hars.

De eerste component van de bovengenoemde wassamenstelling is een amorfe, waterafstotende wassoort met een betrekkelijk laag smelttrajekt. Bij voorkeur is het hoogste smelttrajekt gelegen in het gebied van 82-88°C. Deze wascomponent kan in belangrijke mate bestaan uit esters van hogere vetzuren met 28-34 koolstofatomen. Dikwijls zijn naast de esterfunkties tevens alcoholgroepen aanwezig. Bij voorkeur heeft deze wascomponent een verzepingsgetal tussen 20 en 60. Geschikte wassoorten van dit type zijn te vinden bij de natuurlijke wassoorten, in het bijzonder wassen van het Carnauba-type.

Deze wascomponent draagt in belangrijke mate bij aan de waterbestendigheid, de sterkte en de flexibiliteit van het te vormen waslaagje.

De tweede wascomponent is een kristallijne wassoort waarvan het smelttrajekt is gelegen in een temperatuurgebied dat aanzienlijk hoger is dan het temperatuurgebied waarin het smelttrajekt van de eerste wascomponent is gelegen. De tweede wascomponent is minder plastisch dan de eerste, maar draagt er door zijn hoger gelegen smelttrajekt vooral toe bij dat het waslaagje bestand blijft tegen de hoge temperatuur van het warme voedsel, dat in het vormstuk wordt aangebiacht. Bij voorkeur is het smelttrajekt van de tweede wascomponent gelegen in het gebied van 100-120°C. Als voorbeeld van een geschikte was kan de in de handel verkrijgbare K21-was van de firma Paramelt Syntac in Heerhugowaard, Nederland worden genoemd.

De derde component van de wassamenstelling is een hars, die in hoofdzaak dient om een sterke hechting van het waslaagje aan het basisvormstuk te bewerkstelligen. Bij voorkeur wordt een eventueel gemodificeerde en/of gestabiliseerde natuurlijke hars gebruikt met een verzepingsgetal van ten minste 150, bij voorbeeld tussen 170 en 250, en waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied boven 75°C, bij voorkeur in het gebied van 78-85°C. Als voorbeeld van een dergelijke hars kan een gomhars met abiëtinezuurgroepen worden genoemd, die kan ziin gemodificeerd en/of gestabiliseerd om de oxidatiegevoeligheid te verminderen.

Wanneer de wassamenstelling meerdere essentiële componenten bevat, bij voorbeeld drie componenten als hierboven beschreven, worden die componenten zo gekozen en in zodanige verhoudingen met elkaar gemengd, dat de uiteindelijke wassamenstelling of "wax blend" de gewenste eigenschappen bezit. Een van deze eigenschappen betreft het smelttrajekt, dat volgens ASTM D 3954 (druppelvorming vanaf warme staaf) begint bij een temperatuur van ten minste 40°C en volgens de beschreven voorkeursuitvoering bij ten minste 80°C en liefst zelfs bij ten minste 100°C, waardoor het mogelijk wordt om de vormstukken te gebruiken om voedsel met behulp van microgolven op te warmen. Er dient evenwel op te worden gelet dat het bereiken van een zo hoog smelttrajekt niet gaat ten koste van de plasticiteit, waardoor gemakkelijk scheurtjes in het waslaagje ontstaan, hetgeen het ongewenste effekt kan hebben dat het vormstuk voortijdig zijn stevigheid verliest.

Behalve de hierboven besproken thermische stabiliteit, die in sterke mate wordt bepaald door de begintemperatuur van het smelttrajekt, is het ook van belang dat het waslaagje waterbestendig is. Deze waterbestendigheid wordt enerzijds bepaald door de aard van de componenten en anderzijds door de gesloten structuur van het waslaagje. Via barstjes of scheurtjes in het waslaagje zou immers water uit het voedsel in het basisvormstuk kunnen doordringen en de stevigheid hiervan voortijdig te niet kunnen doen.

Voorts is het verzepingsgetal van de wassamenstelling van betekenis. Het verzepingsgetal is een indicatie voor de aanwezige esterbindingen. Een minimum waarde van het verzepingsgetal is namelijk van betekenis gebleken voor het versterken van de hechting van het waslaagje aan het basisvormstuk, vooral wanneer in dit laatste tevens wasachtige componenten zijn opgenomen, zoals verder zal worden besproken. Volgens de uitvinding is het gewenst dat het verzepingsgetal van de totale wassamenstelling ten minste 30 bedraagt, bepaald volgens de methode beschreven in DGF-M-IV-2 (DIN-norm). Bij voorbeur is het verzepingsgetal gelegen tussen 30 en 250. Bij toepassing van de drie eerder beschreven componenten zijn het de amorfe was en vooral de hars die bijdragen aan het verzepingsgetal.

De biodegradeerbaarheid of biologische afbreekbaarheid van het vormstuk, inclusief het waslaagje, kan worden bepaald aan de hand van de methode die is beschreven in de OECD Guideline 301 B. Deze methode, die ook wel de gewijzigde Sturm-test wordt genoemd, is een standaard methode voor het bepalen van de biologische afbreekbaarheid van organische materialen, waarbij de hoeveelheid CO2 die vrijkomt bij de afbraak van het materiaal door bacteriën wordt gemeten en wordt vergeleken met de hoeveelheid CO2 die theoretisch vrij kan komen. Wanneer het vormstuk voldoet aan de in deze methode gestelde eisen ten aanzien van de biologische afbreekbaarheid, kan het als biodegradeerbaar worden beschouwd en in deze zin is de term "biodegradeerbaar" hier gebruikt. Het gebruik van natuurlijke produkten of daarvan afgeleide produkten voor de vorming van het waslaagje maakt het in het algemeen gemakkelijker om te voldoen aan de eis van biodegradeerbaarheid.

Tenslotte verdient het de voorkeur dat het waslaagje niet al te zacht is, dus niet zogenaamd "waszacht" is, maar enigszins hard is om te vermijden dat het waslaagje te gemakkelijk wordt beschadigd bij contact met bij voorbeeld een kunststofvork of -mes. Door zodanige beschadiging zou immers de gesloten structuur van het waslaagje verloren kunnen gaan, waardoor de stevigheid van het vormstuk voortijdig verloren zou kunnen gaan als eerder besproken.

De wassamenstelling kan worden gevormd door de daarin op te nemen essentiële componenten, bij voorbeeld de drie typen van componenten als eerder beschreven, en eventuele veraere gewenste componenten, zoals stabilistoren, anti-oxidantia en/of kleurstoffen, in de gekozen verhoudingen met elkaar te mengen. Dit mengen wordt in de regel uitgevoerd onder verwarming, zodat een vloeibare fase ontstaat en een homogene menging gemakkelijk kan worden verkregen. De gesmolten wassamenstelling kan dan door middel van een verstuivingsinrichting, bij voorkeur onder toevoeging van hete lucht, als een nevel op één of beide zijden van het basisvormstuk worden aangebracht. Bij voorkeur wordt dit gedaan onmiddellijk nadat het basisvormstuk is gevormd en terwijl dit nog heet is. Dit maakt het namelijk mogelijk om met één compacte fabricage-eenheid te werken en bovendien bevordert het nog hete basisvormstuk de gelijkmatige uitvloeiing van de opgebrachte nevel tot een gesloten waslaagje, terwijl de hoge temperatuur tevens de stevige vasthechting van het waslaagje aan het basisvormstuk in de hand werkt.

Het spreekt voor zich dat ook andere technieken die aan de deskundige bekende zijn kunnen worden toegepast om het waslaagje te vormen, mits dit laatste maar een gesloten laagje is dat stevig aan het basisvormstuk vasthecht. Als voorbeeld van een andere techniek kan poedercoaten gevolgd door smelten worden genoemd. In het algemeen wordt het waslaagje opgebracht in een dikte van 2-20 μπι, bij voorkeur in een dikte van 5-10 μιη. Afhankelijk van de beoogde toepassing van het biodegradeerbare vormstuk wordt een waslaagje aangebracht op één of op beide zijden van het basisvormstuk, waarbij ingeval slechts één zijde wordt afgedekt dit vanzelfsprekend de zijde is die bestemd is om er de koude of warme food of non-food vulling in op te nemen.

Het zelfdragende basisvormstuk van het onderhavige biodegradeerbare vormstuk wordt verkregen door een suspensie op basis van een zetmeelprodukt te bakken, gewoonlijk in een matrijs die er de gewenste vorm aan geeft. Als zetmeelprodukt kan volgens de uitvinding natief zetmeel, bij voorbeeld aardappelzetmeel, maïszetmeel, tarwezetmeel, waxy-maïszetmeel, tapiocazetmeel, erwtenzetmee1, hoog-amylosezetmeel of rijstzetmeel worden gebruikt. Bij voorkeur wordt echter aardappelzetmeel gebruikt, waarvan het amylopectinegehalte kan variëren tussen 75% en 100%. Ook kunnen zetmeelderivaten worden toegepast, bij voorbeeld zetmeel dat door verethering, verestering, zure hydrolyse, oxidatie en/of verknoping is gemodificeerd. Bij het kiezen van een zetmeelderivaat gaat de voorkeur uit naar produkten die bij biodegradatie of compostering slechts onschadeljke reststoffen achterlaten.

Volgens een voorkeursuitvoering van de uitvinding bestaat het zetmeelprodukt van het basisvormstuk voor 5-75 gew.% uit een zetmeelderivaat met een in vergelijking met natief zetmeel gereduceerd zwelvermogen bij verhoogde temperatuur. Er zijn diverse technieken bekend om .etmeel te behandelen teneinde het zwelvermogen daarvan te reduceren. Een van deze technieken bestaat uit het verknopen van natief zetmeel of van een zetmeelderivaat zoals een ester of ether. Het verknopen vindt plaats door het betreffende zetmeelprodukt te behandelen met multifunktionele verknopingsmiddelen, waardoor covalente chemische verbindingen tussen de zetmeelmolekulen worden gevormd. De verknopingsgraad kan verschillend zijn en er bestaat uiteraard een verband tussen de verknopingsgraad en de mate waarin het zwelvermogen is gereduceerd. De vervaardiging en eigenschappen van verknoopte zetmeelprodukten is beschreven door M. Rutenberg en D. Solarek in "Starch Derivatives: Production and Uses" in het boek van R.L. Whistler, J.N. Bemiller en E.F. Paschall (Editors): "Starch: Chemistry and Technology", hoofdstuk X, biz. 324-332, 1984. Een voorbeeld van een geschikt verknoopt zetmeelprodukt is aardappelzetmeel dat met behulp van natriumtrimetafosfaat is verknoopt.

Dergelijke produkten zijn in de handel verkrijgbaar onder de naam Perfectamyl P10X (Avebe, Foxhol, Nederland).

Het zetmeelderivaat met een gereduceerd zwelvermogen en de toe te passen hoeveelheid daarvan worden bij voorkeur zo gekozen dat het vers gebakken basisvormstuk ten minste 20% en liefst ten minste 40% minder gaat zwellen of uitzetten dan wanneer geen zodanig zetmeelderivaat in het basisvormstuk aanwezig zou zijn. Voor zover er nog zwelling of uitzetting van het basisvormstuk optreedt gebeurt dit ook langzamer. De toepassing van een zetmeelderivaat met gereduceerd zwelvermogen in het basisvormstuk vermindert aldus de kans dat het op het basisvormstuk opgebrachte waslaagje zou loslaten of scheurtjes zou gaan vertonen doordat het niet in voldoende mate in staat zou zijn om de uitzetting van het basisvormstuk korte tijd nadat dit is gevormd te volgen.

Er is gebleken dat het vaak nuttig is om in de suspensie voor het vormen van het basisvormstuk nog een extra stof op te nemen ter bevordering van de vasthechting van het waslaagje. Als extra stof kan met goed resultaat een in hoofdzaak uit wasachtige componenten bestaande stof, in het bijzonder een wassamenstelling als eerder beschreven voor het vormen van het oppervlaktelaagje, worden toegepast, en wel in een hoeveelheid van minder dan 10 gew.% van die suspensie. Vanwege de hoge temperatuur waarbij het basisvormstuk wordt gebakken zal een deel van die wasachtige componenten worden uitgedreven, maar er blijft nog een deel over (minder dan 10 gew.% van het basisvormstuk), dat zich in hoofdzaak nabij het oppervlak bevindt, alwaar het bijdraaagt aan de totstandbrenging van een stevige vasthechting van het waslaagje.

Het basisvormstuk bevat bij voorkeur tevens een verdikkingsmiddel, dat vooral dient om een homogene, stabiele en gemakkelijk transporteerbare suspensie van het zetmeelprodukt te verkrijgen. Bruikbare verdikkingsmiddelen zijn in de eerder besproken literatuur genoemd, maar een bijzondere voorkeur gaat uit naar het gebruik van xanthaangom, waarvan de belangrijke voordelen uitvoerig zijn besproken in EP-A-0 608 031.

Nog een bij voorkeur toegepaste toevoegstof is een inerte vulstof, die vooral bijdraagt aan de mechanische sterkte van het vormstuk. De inerte vulstof kan een willekeurig korrel- of poedervormig anorganisch materiaal zijn, zoals zand, krijt, klei, talk en dergelijke, maar er kan ook organisch materiaal worden gebruikt zoals aardappelvezels, koolstofvezels of houtvezels. De deeltjesgrootte van de inerte vulstof is mede afhankelijk van de uiteindelijke toepassing van het vormstuk.

Voor het vervaardigen van het basisvormstuk kunnen 500-1500 gew. dln van een zetmeelprodukt dat voor 5-75 gew.% bestaat uit een zetmeelderivaat met een in vergelijking tot natief zetmeel gereduceerd zwelvermogen bij verhoogde temperatuur, 0,5-50 gew. dln van een verdikkingsmiddel, in het bijzonder xanthaangom, 25-300 gew. dln van een inerte vulstof, en een de hechting bevorderende stof, in het bijzonder een wassamenstelling, met water worden aangemaakt en gemengd ter verkrijging van een homogene suspensie. De volgorde waarin deze componenten met elkaar worden gemengd is niet van belang. Volgens behoefte kunnen nog verdere biodegradeerbare of onschadelijke toevoegstoffen in de suspensie worden opgenomen, zoals emulgatoren, anti-oxidantia, zouten om de suspensie minder gevoelig te maken voor de hardheid van het gebruikte water, kleurstoffen enz. Het mengen kan in iedere geschikte menginrichting worden uitgevoerd, bij voorbeeld in een Hobart mixer. De gebruikte hoeveelheid water is afhankelijk van de gewenste consistentie van de suspensie. Gerelateerd aan de eerder genoemde hoeveelheden van de overige componenten worden gewoonlijk 500-1500 en bij voorkeur 800-1200 gew. dln water gebruikt. Veelal wordt een suspensie bereid waarvan de schijnbare viscositeit, bepaald volgens Brookfield LVF, is gelegen tussen 500 en 3000 mPa.s.

De nodige hoeveelheid van de bereide suspensie wordt dan toegevoerd aan een bakvorm, gewoonlijk een zogenaamde persbakvorm bestaande uit een onder- en een bovenmatrijs, die te zamen de vorm, de grootte en de wanddikte van het te vervaardigen vormstuk bepalen. Er kunnen een groot aantal bij voorbeeld metalen bakvormen op een lopende band zijn gemonteerd en het geheel van bakvormen, verwarmingselementen, verstuivingsinrichting voor het opbrengen van het waslaagje en verdere hulp-, regel- en beveiligingsapparatuur kan deel uitmaken van een automatische bakmachine. De baktemperatuur wordt gewoonlijk gekozen tussen 160 en 220°C en de baktijd bedraagt dan gewoonlijk tussen 50 en 140 seconden. De bakomstandigheden worden natuurlijk mede bepaald door de dikte van het basisvormstuk, die gewoonlijk is gelegen tussen 1 en 5 mm, afhankelijk van de beoogde toepassing. Het gebakken basisvormstuk wordt uit de bakvorm verwijderd. Bij eenzijdig aanbrengen van een waslaagje kan vooralsnog worden volstaan met het verwijderen van slechts één matrijs. Het basisvormstuk wordt bij voorkeur onmiddellijk daarna, dus nog in hete toestand, aan één of beide zijden bekleed met het waslaagje, bij voorbeeld door de wassamenstelling op het oppervlak te verstuiven, een en ander als eerder beschreven. Door de temperatuursomstandigheden waarbij het waslaagje wordt opgebracht wordt een sterke verankering bewerkstelligd. De aanwezigheid van een zetmeelderivaat met een gereduceerd zwelvermogen in het basisvormstuk zorgt ervoor dat dit laatste in mindere mate en minder snel uitzet, waardoor de kans op de vorming van barstjes of scheurtjes in het waslaagje minimaal is.

De vormstukken zijn dan klaar voor opslag, verpakking, verzending en gebruik. Afhankelijk van de specifieke toepassing kunnen de vormstukken in elke gewenst vorm worden vervaardigd, zoals in de vorm van bekers of van bakjes, borden of schalen met één of meerdere uitsparingen in iedere gewenste grootte en vorm, enz. Zoals besproken zijn de vormstukken vooral bestemd om er warm voedsel of drank in op te nemen, in het bijzonder warme drank, soep en zogenaamd "fast food" of "snacks". De vormstukken blijken zeer goed in staat om dergelijk warm voedsel gedurende de normale consumptietijd te houden zonder dat hun stevigheid wezenlijk verloren gaat. Met "wezenlijk verloren gaan" wordt bedoeld dat de vormstukken te slap worden om hun inhoud nog behoorlijk te kunnen bevatten. Andere toepassingen zijn toepassingen waarbij vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten langer en zelfs veel langer bij omgevingstemperatuur dienen te worden bewaard. Dan kan een waslaagje waarvan het smelttrajekt begint bij een temperatuur van slechts 40°C reeds de stevigheid van het vormstuk garanderen. Het spreekt voor zich dat bij toepassing voor het houden van food produkten de gebruikte wassamenstelling tevens reuk- en smaakvrij dient te zijn.

Na gebruik kunnen de vormstukken worden verzameld en worden gecomposteerd of biologisch worden afgebroken, waarbij uiteindelijk slechts nuttige en onschadelijke reststoffen overblijven, zoals meststoffen, inerte vulstoffen enz.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld.

Voorbeeld

In een Hobart mixer werden onder roeren (stand 2) de volgende componenten toegevoegd aan 1150 g leidingwater: 800 g aardappelzetmeel, 200 g gemodificeerd verknoopt aardappelzetmeel (Perfectamyl P10X 18% van Avebe), 2 g Kelzan S (xanthaangom van de firma Danby Chemie, Amsterdam,

Nederland), 2 g hydroxylapatiet (pentacalciumhydroxyorthofosfaat van de firma Fenninga, Oudewater, Nederland), 75 g China klei Spes (ECC International S.A., Visé/Lixhe, België) en 15 g van een fijnkorrelige "wax blend" als hierna gespecificeerd.

Deze "wax blend" is in gesmolten toestand bereid uit de volgende componenten in een gewichtsverhouding van 70/20/10: een carnaubawas van de firma Paramelt Syntac, Heerhugowaard, Nederland, met een hoogste smelttrajekt van 83-86°C en een verzepingsgetal tussen 30 en 40; K21-was, eveneens van de firma Paramelt Syntac, namelijk een kristallijne was met een smelttrajekt van 110-120°C; een gomhars, eveneens van de firma Paramelt Syntac, namelijk een gestabiliseerde hars met abiëtinezuurgroepen, die een smelttrajekt heeft van rond 80°C en een verzepingsgetal tussen 175 en 240.

De "wax blend" had een smelttrajekt volgens ASTM D 3954 van 80-90°C, een verzepingsgetal volgens DGF M-IV-2 van tussen 40 en 70, een viscositeit bij 130cC volgens ASTM D 3236 van 10-20 mPa.s en voldeed aan de kwalifikatie van biodegradeerbaarheid volgens OECD Guideline 301 B.

Nadat al de genoemde componenten in de Hobart mixer waren toegevoegd, werd nog 2 minuten krachtig geroerd (stand 3), waardoor een homogene suspensie werd verkregen. Deze suspensie kon gemakkelijk gedurende 1 uur en zelfs langer worden bewaard zonder dat de korrelvormige componenten uitzakten.

De suspensie behield haar homogene consistentie wanneer zij werd geroerd, overgegoten en getransporteerd. Een portie van de suspensie werd in een matrijs van een wafelbakmachine gebracht en daar 120 seconden gebakken bij 200°C. Daarna werd het bakje met een wanddikte van ongeveer 2,5 mm uit de matrijs genomen, hetgeen zeer gemakkelijk ging zonder dat het bakje werd beschadigd. Het bakje had een aanvankelijk vochtgehalte van minder dan 4% (later stelt zich een evenwicht in bij 8-10%), was zelfdragend en had een goede mechanische sterkte.

Direkt nadat het bakje uit de matrijs was verwijderd werd het nog hete bakje via een transportband onder °en spray-unit doorgevoerd. Daar werd een "wax blend" met de hierboven beschreven samenstelling op één of op beide oppervlakken van het bakje aangebracht. Daartoe werd de "wax blend" gesmolten en in een spray-unit via een aantal sproeikoppen verneveld onder toevoeging van hete lucht en werd deze nevel op het bakje afgezet onder vorming van een waterbestendig gesloten laagje met een dikte van circa 5 jim, welk laagje stevig aan het bakje vasthechtte. Deze goede vasthechting bleef ook bij bewaren en bij het latere gebruik van het bakje in stand.

Het bakje bleek gemakkelijk in staat om een warme saus met een temperatuur van 70°C ten minste 10 minuten te bevatten zonder zijn stevigheid te verliezen.

Na gebruik kan het bakje gemakkelijk worden gecomposteerd (het totale bakje voldeed eveneens aan de kwalifikatie van biodegradeerbaarheid volgens OECD Guideline 301 B) onder vorming van nuttige organische afbraakstoffen. Daarnaast blijft slechts inerte vulstof (klei) over.

Claims (25)

1. Biodegradeerbaar vormstuk dat geschikt is om vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten te houden zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat, welk vormstuk is samengesteld uit een door bakken van een suspensie op basis van een zetmeelprodukt verkregen zelfdragend basisvormstuk en een hierop aangebracht waterbestendig laagje van een biodegradeerbare wassamenstelling met een smelttrajekt dat begint bij een temperatuur van ten minste 40°C, waarbij het laagje stevig aan het basisvormstuk vasthecht.

2. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusie 1, waarbij het smelttrajekt van de biodegradeerbare wassamenstelling begint bij een temperatuur van ten minste 80°C.

3. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusie 2, waarbij de wassamenstelling de volgende componenten in de aangegeven hoeveelheden bevat: - 40-70 gew. dln van een amorfe, waterafstotende wassoort waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied beneden 90°C, - 15-35 gew. dln van een kristallijne wassoort waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied boven 95 C, en - 5-25 gew. dln van een hars.

4. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusie 3, waarbij de genoemde componenten in de volgende hoeveelheden in de wassamenstelling aanwezig zijn: - 50-65 gew. dln van de amorfe, waterafstotende wassoort, - 20-30 gew. dln van de kristallijne wassoort, en - 10-20 gew. dln van de hars.

5. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusie 3 of 4, waarbij de hars een eventueel gemodificeerde natuurlijke hars is met een verzepingsgetal van ten minste 150 en waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied boven 75°C.

6. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusies 1-5, waarbij het op het zelfdragende basisvormstuk aangebrachte laagje een dikte heeft van 2-20 pm.

7. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusies 1-6, waarbij het laagje alleen is aangebracht op die zijde van het zelfdragende basisvormstuk die bestemd is voor het houden van de food of non-food produkten.

8. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusies 2-7, waarbij het vormstuk in staat is om vloeibaar of min of meer vast gebruiksklaar warm voedsel, waaronder warme drank, met een temperatuur van 70°C ten minste 10 minuten te houden zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat.

9. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusies 1-8, waarbij het zetmeelprodukt van het basisvormstuk voor 5-75 gew.% bestaat uit een zetmeelderivaat met een in vergelijking met natief zetmeel gereduceerd zwelvermogen bij verhoogde temperatuur.

10. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusie 9, waarbij het zetmeelderivaat met een gereduceerd zwelvermogen een verknoopt zetmeel is.

11. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusies 1-10, waarbij het zetmeelprodukt van het basisvormstuk een aardappelzetmeelprodukt is.

12. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusies 1-11, waarbij in het basisvormstuk tevens een stof is opgenomen die de vasthechting van het op het basisvormstuk aangebrachte laagje bevordert.

13. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusie 12, waarbij de stof die de vasthechting van het laagje bevordert in hoofdzaak bestaat uit wasachtige componenten en aanwezig is in een hoeveelheid van minder dan 10 gew.% van het gewicht van het basisvormstuk.

14. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusie 13, waarbij de stof die de vasthechting van het laagje bevordert een wassamenstelling is als gedefiniëerd in conclusie 3.

15. Biodegradeerbaar vormstuk volgens conclusies 1-14, waarbij het basisvormstuk tevens een inerte vulstof en een verdikkingsmiddel, in het bijzonder xanthaangom bevat, waarbij per 500-1500 gew. dln totaal zetmeelprodukt, 25-300 gew. dln inerte vulstof en 0,5-50 gew. dln verdikkingsmiddel aanwezig zi jn.

16. Werkwijze voor het vervaardigen van een biodegradeerbaar vormstuk dat geschikt is om vloeibare of min of meer vaste food of non-food produkten te houden zonder dat de stevigheid van het vormstuk verloren gaat, waarbij 500-1500 gew. dln van een zetmeelprodukt dat voor 5-75 gew.% bestaat uit een zetmeelderivaat met een in vergelijking tot natief zetmeel gereduceerd zwelvermogen bij verhoogde temperatuur, 0,5-50 gew. dln van een verdikkingsmiddel, 25-300 gew. dln van een inerte vulstof, en een de hechting bevorderende stof met water worden aangemaakt en gemengd ter verkrijging van een homogene suspensie, deze suspensie in een bakvorm wordt gebracht en wordt gebakken ter verkrijging van een zelfdragend basisvormstuk, en, althans op het voor houden van de food of non-food produkten bestemde oppervlak van het zelfdragende basisvormstuk, een stevig hieraan vasthechtend waterbestendig laagje wordt aangebracht van een biodegradeerbare wassamenstelling met een smelttrajekt dat begint bij een temperatuur van ten minste 40°C.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarbij het smelttrajekt van de biodegradeerbare wassamenstelling begint bij een temperatuur van ten minste 80°C.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarbij de wassamenstelling de volgende componenten in de aangegeven hoeveelheden bevat: - 40-70 gew. dln van een amorfe, waterafstotende wassoort waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied beneden 90°C, - 15-35 gew. dln van een kristallijne wassoort waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied boven 95°C, en - 5-25 gew. dln van een hars.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de hars een eventueel gemodificeerde natuurlijke hars is met een verzepingsgetal van ten minwee 150 en waarvan het smelttrajekt is gelegen in het gebied boven 75°C.

20. Werkwijze volgens conclusies 16-19, waarbij de wassamenstelling een verzepingsgetal heeft van ten minste 30.

21. Werkwijze volgens conclusies 16-20, waarbij het op het zelfdragende basisvormstuk aangebrachte laagje een dikte heeft van 2-20 pm.

22. Werkwijze volgens conclusies 16-21, waarbij een wassamenstelling als gedefiniëerd in conclusie 18 als stof voor het bevorderen van de hechting in de suspensie wordt opgenomen in een hoeveelheid van minder dan 10 gew.%.

23. Werkwijze volgens conclusies 16-22, waarbij het zetmeelderivaat met een gereduceerd zwelvermogen een verknoopt zetmeel is.

24. Werkwijze volgens conclusies 16-23, waarbij het zetmeelprodukt dat in de suspensie wordt opgenomen een aardappelzetmeelprodukt is.

25. Werkwijze volgens conclusies 16-24, waarbij xanthaangom als verdikkingsmiddel in de suspensie wordt gebruikt.