NO346700B1

NO346700B1 - Biospaltbare kunstige agn

Info

Publication number: NO346700B1
Application number: NO20083253A
Authority: NO
Inventors: Roberto Lombi; Franscesco Degli Innocenti; Cecilia Giardi; Matteo Nicolini
Original assignee: Novamont Spa
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2022-11-28
Also published as: NO20083253L; ITMI20052483A1; WO2007071791A1; EP1978822A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår biospaltbare kunstige agn fremstilt av biospaltbare blandinger som er uoppløselige i vandige omgivelser, og som er i stand til å frigjøre attraktive substanser som er i stand til å tiltrekke seg organismer som er av interesse, i de samme vandige omgivelser.

I fiskerisektoren, spesielt i den industrielle, finnes det et behov for erstatning av naturlige agn med agn av annen opprinnelige. Da naturlig forekommende agn utgjøres av organismer som i sin tur må være gjenstand for oppdrett, eller som fanges inn, representerer de et vesentlig kostnadselement. Dersom de ikke kommer fra et oppdrettssenter, bidrar dessuten anvendelse av slike agn til utarming av fiskestammen, som ofte blir betydelig utarmet som følge av intenst fiske i industriell målestokk.

Følgende dokumenter beskriver ulike aspekter ved biospaltbare kunstige agn; US4212890; GB2211057; NO912442; US4731247 and JP S5429778.

Det ovenfor omtalte problem løses nå i henhold til den foreliggende oppfinnelse med biospaltbare kunstige agn, ved hjelp av bionedbrytbare sammensetninger som er uløselige i vandige omgivelser, og som er i stand til å avgi attraktive substanser som er i stand til å tiltrekke seg organismer som lever i slike vandige omgivelser.

Det bionedbrytbare kunstige agn ifølge den foreliggende oppfinnelse omfatter en sammensetning omfattende minst én nedbrytbar substans av fornybar opprinnelse, minst én bionedbrytbar (ko)polymer av syntetisk opprinnelse og minst én tiltrekkende, biospaltbar substans som er i stand til å tiltrekke seg organismer som lever i vann.

I sammensetningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er den bionedbrytbare substans av fornybar opprinnelse til stede i en mengde av fra 10 til 90 vekt%, fortrinnsvis fra 20 til 80 vekt%, mer foretrukket fra 30 til 70 vekt%. Substansen av fornybar opprinnelse omfatter naturlig forekommende polymerer som er i stand til å bli termoplastiske under egnede temperaturbetingelser og i nærvær av mykningsmidler. De nevnte naturlig forekommende polymerer omfatter for eksempel stivelser, modifiserte stivelser, alginater, ligniner, celluloser, modifiserte celluloser, osv.

I en særlig foretrukken utførelsesform utgjøres substansen av fornybar opprinnelse stivelse. Spesielt kan stivelsen være avledet fra poteter, ris, tapioka, mais, erter, hvete og lignende. Potetstivelse og maisstivelse foretrekkes. Stivelsen kan også være modifisert enten kjemisk eller fysikalsk.

Sammensetningen inneholder dessuten minst én biospaltbar termoplastisk (ko)polymer av syntetisk opprinnelse.

De bionedbrytbare termoplastiske (ko)polymerer som kan anvendes som komponenter av de kunstige agn i henhold til oppfinnelsen, velges blant de følgende klasser:

a) bionedbrytbare polymerer av syntetisk opprinnelse eller dannet ved fermentering, spesielt polyestere som for eksempel homopolymerer eller kopolymerer av alifatiske hydroksysyrer med fra 2 til 24 karbonatomer, eller av de tilsvarende laktoner eller laktider som for eksempel:

- poly(epsilon)kaprolakton, dets podede kopolymerer eller blokk-kopolymerer, reaksjonsproduktene av kaprolaktonoligomerer eller -polymerer med aromatiske eller alifatiske isocyanater, kopolymerer med melkesyre, med glykolsyre, med polyhydroksybutyrat og polyhydroksybutyratvalerat;

- polymerer av melkesyre eller av laktid, polymerer av glykolsyre eller av polyglykolid, kopolymerer av melkesyre eller av glykolsyre;

- langkjedede polyhydroksyalkanoater, polyhydroksyalkanoater med midlere kjedelengde og kortkjedede polyhydroksyalkanoater, som for eksempel poly-hydroksybutyrater (for eksempel poly-hydroksybutyratvalerat P), polyhydroksyheksanoater, polyhydroksyoktanoater, polyhydroksydekanoater, og kopolymerer med andre polyestere;

b) polyestere avledet fra bifunksjonale syrer og alifatiske dioler, som for eksempel:

- alifatiske eller alifatisk-aromatiske polyestere som for eksempel polyalkylenadipiater, polyalkylensuksinater, polyalkylenazelater, polyalkylensebacater og polyalkylenbrassilater, eventuelt kopolymerisert med alifatiske eller aromatiske isocyanater og eventuelt øket i vekt ved hjelp av kjedeforlengere; som for eksempel polyetylenadipat, polybutylenadipat, polyetylenadipat-ko-tereftalat, polybutylenadipat-ko-tereftalat, polyetylensuksinat, polybutylensuksinat, polybutylensuksinat-ko-adipat, polyetylenazelat, polybutylenazelat, polyetylensebacat, polybutylensebacat, polyetylensebacat-ko-tereftalat, polybutylensebacat-ko-tereftalat, polyetylenbrassilat og polybutylenbrassilat;

c) polymerer som er i stand til å innvirke på stivelse ved å kompleksdanne den, dvs. polymerer som inneholder hydrofile grupper innført i hydrofobe sekvenser, som for eksempel:

- etylen-vinylalkohol-kopolymerer inneholdende inntil 50 vekt%, fortrinnsvis 10-44 vekt%, etylenenheter, etylen-vinylalkohol-kopolymerer oksidert eller avsluttet med fettsyrer eller podet med polykaprolakton eller modifisert med akryliske eller metakryliske monomerer og/eller pyridin;

- etylen-vinylacetat-kopolymer, sågar delvis hydrolysert;

- etylen-akrylester-kopolymerer;

- etylen-akrylester-maleinsyreanhydrid-terpolymerer eller etylenvinylacetat-glycidylmetakrylat-terpolymerer;

- etylenkopolymerer med umettede syrer som for eksempel akrylsyre, metakrylsyre, krotonsyre, itakonsyre, maleinsyreanhydrid, osv., spesielt etylen-arylsyrekopolymerer inneholdende 5-50 mol%, fortrinnsvis 10-30 mol%, enheter avledet fra akrylsyre;

- terpolymerer av etylen og vinylacetat hydrolysert fullstendig eller partielt med akrylsyre eller metakrylsyre eller krotonsyre eller itakonsyre;

- 6-6, 6-9 eller 12 alifatiske polyamider, alifatiske polyuretaner, tilfeldig fordelt eller blokk-polyuretan-polyamid, polyuretan-polyeter, polyuretanpolyester, polyamid-polyester, polyamid-polyeter, polyester-polyeterkopolymerer,

- polykaprolaktan-uretan, hvor blokkstørrelsen av polykaprolakton er på mellom 300 og 3000 molekylvektenheter, og hvor de benyttede isocyanater utgjøres av MDI (metylen-difenyldiisocyanat), toluendiisocyanat, heksametylendiisocyanat;

d) polymerer valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol i forskjellige grader av hydrolyse, eventuelt modifisert med akrylater eller metakrylater, polyvinylalkohol som på forhånd er blitt myknet eller modifisert for å nedsette smeltepunktet, eventuelt inneholdende geleringsmidler som for eksempel borsyre, borater eller fosfater, kopolymerer av vinylacetat i de forskjellige grader av hydrolyse med vinylpyrrolidon eller styren, polyetyloksazolin, polyvinylpyridin; eller polymerer som er i stand til å danne hydrogenbindinger med stivelse.

Særlig foretrukket er en alkenolisk homopolymer og/eller alkenolisk kopolymer i en mengde av fra 10 til 90 vekt% av sammensetningen, fortrinnsvis fra 10 til 40 vekt%. Den foretrukkede alkenoliske homopolymer er polyvinylalkohol, spesielt med en grad av hydrolyse på mellom 80 og 99 mol%, fortrinnsvis mellom 90 og 99 mol%, og enda mer foretrukket mellom 96 og 99 mol%.

Sammensetningen inneholder dessuten attraktive bionedbrytbare substanser av naturlig eller syntetisk opprinnelse som er i stand til å tiltrekke seg organismer av interesse som lever i vann, i en mengde av fra 1 til 30 vekt%, med fordel fra 1 til 15 vekt%. Blant de tiltrekkende substanser av naturlig opprinnelse foretrekkes spesielt ekstrakter av gjær, oligopeptider, blandinger av oligopeptider, aminosyrer, blandinger av aminosyrer eller kombinasjoner derav. Gjærekstrakter foretrekkes spesielt. Den foretrukkede gjær er Saccharomyces Cerevisiae.

De tiltrekkende substanser av naturlig opprinnelse som er nevnt ovenfor, kan anvendes som sådanne for å tiltrekke seg organismer som lever i vann, selv om de ikke foreligger i form av agn. Også i dette tilfelle er gjærekstrakter særlig foretrukkede. Den foretrukkede gjær er Saccharomyces Cerevisiae.

Sammensetningen kan dessuten inneholde ytterligere elementer som for eksempel myknere, fargestoffer, fyllstoffer, smøremidler, kjernedannende midler, animalske og vegetabilske fett, uorganiske salter, frakoblingsmidler, vegetabilske gelatiner og additiver generelt.

Sammensetningen inneholder med fordel minst ett mykningsmiddel, dvs. en substans som kan innlemmes i materialet for å øke dettes fleksibilitet og bearbeidbarhet eller for å redusere viskositeten av smelten eller for å redusere produktets elastisitetsmodul. Betegnelsen "mykner" inkluderer alle kjente typer myknere, uavhengig av hvorvidt de er oppløsningsmiddelmyknere eller ikke-oppløsningsmiddelmyknere.

Sammensetningen kan inneholde minst én mykner i en mengde av fra 5 til 50 vekt%, fortrinnsvis fra 5 til 30 vekt%. Den foretrukkede mykner for stivelsesbaserte sammensetninger er vann. Det kunstige agn i henhold til den foreliggende oppfinnelse er uoppløselig i vandige omgivelser, dvs. det taper mindre enn 20 vekt%, fortrinnsvis mindre enn 10 vekt% og ytterligere mer foretrukket mindre enn 5 vekt% etter 24 timers opphold i vandige omgivelser ved en temperatur lavere enn 10 �C.

Det kunstige agn i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan være til stede i form av et ekstrudat, i injeksjonsstøpt form, i form av ark, folie, nett, fibre eller kombinasjoner derav. Agnet kan anvendes i forskjellige utformninger i henhold til de ulike fisketeknikker, spesielt i form av komplekse strukturer som er i stand til å optimalisere volum/overflateforholdet for å regulere frigjøringskinetikken.

I en særlig foretrukket utførelsesform har det kunstige agn i henhold til den foreliggende oppfinnelse form av en nettlignende beholder inneholdende ekstruderte granuler. Denne utførelsesform er særlig fordelaktig ved bruk av fisketeknikker hvor feller benyttes for å fange fisken levende, uten bruk av kroker.

Ved bruk av fleragnsystemer er det i stedet særlig fordelaktig å benytte injeksjonsstøpte artikler av former som egner seg for kontrollert frigjøring.

Sammensetningene som beskrives ovenfor, kan bearbeides under betingelser som vil være kjent av en fagmann på området. I henhold til en særlig foretrukket fremgangsmåte blir sammensetningene blandet og bragt opp til smeltepunktet i en ekstruder for å danne et ekstrudat som kan benyttes som sådant (i form av "spagetti", flate strimler, seksjonsinndelte strimler, smale rør, pellets), eller som bearbeides på ny, for eksempel ved injeksjonsstøping.

Eksempel 1

En sammensetning inneholdende:

- maisstivelse 57%

- PVOH Lamovil CI 179

(hydrolysegrad 98,5-99,2%) 21%

- vann 15%

- gjærekstrakt i pulverform (aroma)

(Gistex Standard Powder, Chimab) 7%

ble tilført til en dobbeltskrueekstruder L/D 35 XLT som roterte med 170 o.p.m. og med den følgende temperaturprofil ( ºC): 30-90-130-140-150x2-160x2-140-110x6.

Bearbeidelseskapasiteten var på 10,1 kg/t.

De oppnådde granuler ble deretter testet med hensyn til deres oppløselighet i vann og frigjøring av aroma i vandige omgivelser.

Oppløselighet i vann

En prøve bestående av ca. 12 g granuler, inneholdende 10 vekt% vann, ble anbragt i 1,5 l vann, og det ble foretatt omrøring i 24 timer. Etter endt behandling ble prøven oppsamlet, tørket i en ventilert ovn ved en temperatur på 50 ºC for å eliminere overflatevannet og veiet, og vanninnholdet i prøven ble bestemt. Vekttapet mellom starten og avslutningen av behandlingen var på ca.4,1 vekt%. En slik verdi ble oppnådd ved hjelp av den følgende formel:

(prøvens tørrvekt ved start) - (prøvens tørrvekt etter endt behandling) (prøvens tørrvekt ved starten av behandlingen)

Testing av frigjøringen av aroma

En prøve på ca. 50 g granuler ble anbragt i 1,5 l vann inneholdende 3,5 % NaCl, holdt ved 4-6 ºC ved termostatstyring og ble omrørt i 24 timer. I løpet av de 24 timer ble det tatt forskjellige prøver av den vandige oppløsning, som ble analysert med et UV-VIS-spektrofotometer (modell Cary IE Varian) for å bestemme absorbansen ved 280 nm. Verdiene for absorbansen, korrelert ved hjelp av Lambert-Beers lov med konsentrasjonen av aroma i oppløsningen er gitt i tabellen nedenfor.

Claims

Patentkrav

1. Biospaltbart, kunstig agn omfattende en bionedbrytbar sammensetning som er uoppløselig i vandige omgivelser, og som er i stand til å frigjøre attraktive substanser som er i stand til å tiltrekke seg organismer som lever i slike vandige omgivelser, hvor sammensetningen omfatter minst én nedbrytbar substans av fornybar opprinnelse, minst én termoplastisk (ko)polymer av syntetisk opprinnelse og minst én substans som er attraktiv for akvatiske organismer,

k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte sammensetning blandes og bringes til smeltepunktet i en ekstruder og nevnte substans av fornybar opprinnelse er en naturlig forekommende polymer som er i stand til å bli termoplastisk under innvirkning av en egnet temperatur og av egnede mykgjørere, hvor substansen av fornybar opprinnelse er valgt blant stivelser, modifiserte stivelser og alginater.

2. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 1, hvor substansen av fornybar opprinnelse er stivelse.

3. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 2, hvor stivelsen er til stede i en mengde av fra 10 til 90 vekt% av sammensetningen.

4. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 3, hvor stivelsen er til stede i en mengde av fra 20 til 80 vekt% av sammensetningen.

5. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 4, hvor stivelsen er til stede i en mengde av fra 30 til 70 vekt% av sammensetningen.

6. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 2-5, hvor stivelsen utgjøres av potetstivelse eller maisstivelse.

7. Biospaltbart kunstig agn i henhold til ett eller flere av de foregående krav, hvor den syntetiske polymer er valgt blant:

- bionedbrytbare polymerer av syntetisk opprinnelse eller dannet ved fermentering, spesielt polyestere, som for eksempel homopolymerer eller kopolymerer av alifatiske hydroksysyrer med fra 2 til 24 karbonatomer, eller av de tilsvarende laktoner eller latekser;

- polyestere avledet fra bifunksjonelle syrer og alifatiske dioler;

- polymerer som er i stand til å innvirke på stivelsen under kompleksdannelse av denne, eller polymerer inneholdende hydrofile grupper innført i hydrofobe sekvenser; - polymerer som er i stand til å danne hydrogenbindinger med stivelse; eller polymerer valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol i forskjellige grader av hydrolyse, eventuelt modifisert med akrylater eller metakrylater, polyvinylalkohol som på forhånd er blitt myknet eller modifisert for å senke smeltepunktet, eventuelt inneholdende geleringsmidler som for eksempel borsyre, borater eller fosfater, kopolymerer av vinylacetat i forskjellige grader av hydrolyse med vinylpyrrolidon eller styren, polyetyloksazolin, polyvinylpyrridin.

8. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 7, hvor den syntetiske polymer utgjøres av en oppløselig polymer av den alkenoliske homopolymer-/kopolymertype.

9. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 8, hvor den alkenoliske homopolymer-/ kopolymer er polyvinylalkohol.

10. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 9, hvor polyvinylalkoholen har en hydrolysegrad på mellom 70 og 99 mol%.

11. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 10, hvor polyvinylalkoholen har en hydrolysegrad på mellom 80 og 99 mol%.

12. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 11, hvor polyvinylalkoholen har en hydrolysegrad på mellom 96 og 99 mol%.

13. Biospaltbart kunstig agn ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor sammensetningen inneholder mellom 1 og 30 vekt% tiltrekkende substanser av naturlig eller syntetisk opprinnelse som er i stand til å tiltrekke seg organismer som lever i vann.

14. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 13, hvor mengden av de tiltrekkende substanser er mellom 1 og 15 vekt%.

15. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 13, hvor de tiltrekkende substanser av naturlig opprinnelse er valgt fra gruppen bestående av gjærekstrakter, oligopeptider, blandinger av oligopeptider, aminosyrer, blandinger av aminosyrer eller kombinasjoner derav.

16. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 15, hvor de tiltrekkende substanser av naturlig opprinnelse er gjærekstrakter.

17. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 15, hvor gjæren er Saccharomyces Cerevisiae.

18. Biospaltbart kunstig agn ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, i form av ekstrudat, sprøytestøpt produkt, plate, folie, nett, fiber og kombinasjoner derav, i komplekse strukturer for det formål å optimalisere forholdet volum-/overflate for å regulere frigjøringskinetikken.

19. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 18, i form av en nettlignende beholder inneholdende ekstruderte granuler.

20. Biospaltbart kunstig agn ifølge krav 18, i sprøytestøpt form egnet for regulert frigjøring og anvendelig for fleragnsystemer.

21. Anvendelse av tiltrekkende substanser av naturlig eller syntetisk opprinnelse for å tiltrekke organismer som lever i vann.

22. Anvendelse ifølge krav 21, hvor de tiltrekkende substanser av naturlig opprinnelse er gjærekstrakter, oligopeptider, blandinger av oligopeptider, aminosyrer, blandinger av aminosyrer eller kombinasjoner derav.

23. Anvendelse ifølge krav 22, hvor de tiltrekkende substanser utgjøres av gjærekstrakter.

24. Anvendelse ifølge krav 23, hvor gjæren er Saccharomyces Cerevisiae.