PL230439B1 - Kompozycja do wytwarzania ekologicznych i biodegradowalnych kształtek opakowań lub naczyń jednorazowego użytku oraz sposób wytwarzania tych opakowań lub naczyń - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do wytwarzania ekologicznych i biodegradowalnych kształtek opakowań (zwłaszcza tacek) lub naczyń jednorazowego użytku oraz sposób wytwarzania tych opakowań lub naczyń.

Znane jest opisu patentowego PL174592 tworzywo ekologiczne pochodzenia biologicznego do wytwarzania naczyń i opakowań jednorazowego użytku oraz sposób wytwarzania naczyń i opakowań jednorazowego użytku z tworzywa ekologicznego pochodzenia biologicznego. Ujawnione jest tworzywo, które zawiera produkty przemiału zbóż w ilości 50-95% wagowych suchej masy, produkty przemiału ziemniaków, soi i innych roślin przemysłowych w ilości 0-90% wagowych suchej masy i jako lepiszcze białko zwierzęce w ilości 0-30% wagowych suchej masy całkowitej suchej masy tworzywa, a ponadto dodatki smakowe, zapachowe, konserwujące i barwniki. Sposób wytwarzania naczyń i opakowań jednorazowego użytku z wyżej wspomnianego tworzywa polega na tym, że powleka się je warstwą impregnacyjną z przetworzonych białek zwierzęcych, korzystnie kazeiną, żelatyną, globuliną, albuminą i/lub wyższymi białkami włóknistymi. Znany jest z opisu patentowego PL195129 sposób wytwarzania biodegradowalnych kształtek naczyń i opakowań z otrąb, zwłaszcza pszennych charakteryzujący się tym, że znanym sposobem wyselekcjonowuje się z suchych otrąb frakcje o wielkości od 0,01 do 2,8 mm, po czym przygotowuje się z nich mieszankę tworzywową mieszając je na sucho, z dodanymi do nich w razie potrzeby suchymi dodatkami, a następnie odmierza określoną ilość tak przygotowanej mieszanki i umieszcza w ogrzanej formie, po czym oddziaływa na mieszankę w czasie od 1 do 25 sek. temperaturą w zakresie od 20 do 450°C i ciśnieniem w zakresie od 5 do 450 kg/cm², a następnie mieszankę odciąża się, po czym co najmniej jeden raz poddaje się ją ciśnieniu w zakresie od 5 do 450 kg/cm² w cyklach trwających do 5 sek., na przemian z odciążaniem. Z opisu wynalazku PL195130 znany jest materiał do wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań oraz sposób wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań, który charakteryzuje się tym, że składa się z 95-100% wagowych sypkich otrąb, zwłaszcza pszennych stanowiących wyselekcjonowaną z otrąb frakcję o uziarnieniu od 0,01 do 2,80 mm zawierających od 7% do 45% wody związanej strukturalnie w postaci wilgoci.

Wśród przemysłowo produkowanych opakowań ekologicznych, będących alternatywą dla tworzywa sztucznego, znane są opakowania z tworzywa PLA (polylactic acid). Jest to biodegradowalny polimer otrzymywany z odnawialnych surowców naturalnych. Większość opakowań tego typu wykazuje bardzo duże podobieństwo do opakowań z tworzyw konwencjonalnych, co w oczach konsumentów, może podważać ich ekologiczność. Na rynku dostępne są również, choć w mniejszej skali, opakowania z PLA o strukturze spienionej (http://www.coopbox.it/portal/page? pageid= 896,6266577& dad=portal& schema=PORTAL), (http://www.ptonline.com/articles/ foamed-pla-shows-promise-in-biodegradablemeat-trays). Znane są biodegradowalne opakowania na bazie skrobi, o strukturze litej lub spienionej, zawierające nawet do 98% skrobi restrukturyzowanej. Przykładem takich opakowań są produkty wytworzone z tworzywa o nazwie Mater-Bi (Novamont) (http://www.novam.ont.com/ Products/default.asp?id=504, -http://www.mt.com.pl/skrobia-iest-polimerem). Znany jest też z polskiego opisu patentowego PL167213 sposób wytwarzania zdolnych do rozkładu, cienkościennych kształtek na bazie skrobi znamienny tym, że masę o składzie 30-63% wagowych wody, 27-69% wagowych bazy skrobiowej, środek antyadhezyjny, środek zagęszczający, do 16% wagowych surowców bogatych w celulozę, do 10% wagowych niewłóknistych napełniaczy, środek utrzymujący wilgoć, barwnik, środek utwardzający strukturę, środek konserwujący i przeciwutleniacze spieka się w formie przez 25-230 sekund w temperaturze 145-230°C i kondycjonuje do zawartości wilgoci 6-22% wagowych. Znany jest też produkt ujawniony w polskim opisie patentowym PL214329 jako biodegradowalna kompozycja zawierająca skrobię termoplastyczną. Jest to materiał na bazie surowców odnawialnych pochodzenia naturalnego tj. skrobi i poliestru alifatycznego-polilaktydu (PLA). Znany jest z europejskiego opisu wynalazku EP512589 sposób produkcji przyjaznego dla środowiska materiału opakowaniowego o krótkim czasie rozkładu, mogącego służyć jako komponent żywieniowy dla zwierząt lub z możliwością spożycia. Produkcja materiału obejmuje wytłaczanie ciśnieniowe (60-120 s, 65-105°C) z wolnym chłodzeniem po osiągnięciu pożądanej temperatury. Masa do produkcji materiału składa się ze skrobi ziemniaczanej z dodatkiem ziaren skrobi, jadalnego oleju (zwłaszcza słonecznikowego i sojowego), standardowych dodatków typu: stabilizatory i emulgatory oraz wody. Grubość ścian opakowania ma minimum 2 mm.

PL 230 439 Β1

Znanych jest szereg rozwiązań, które jednak różnią się zasadniczo składem komponentów tzn. oparte są głównie na otrębach lub skrobi oraz innych domieszkowanych modyfikatorach jak białka zwierzęce, soja czy ziemniaki. Zasadnicze różnice dotyczą zazwyczaj metody formowania tacek. Wynalazek dotyczy metody wypieku w zamkniętej formie wieloczęściowej (najczęściej dwuczęściowej) natomiast większość znanych rozwiązań opierają się na prasowaniu lub wytłaczaniu. Natomiast rozwiązania bazujące na wypieku nie zawierają w swym składzie komponentów włóknistych i glutenu.

Kompozycja do wytwarzania ekologicznych i biodegradowalnych kształtek opakowań lub naczyń jednorazowego użytku, według wynalazku, zawierająca produkty pochodzenia rolno-spożywczego, charakteryzuje się tym, że zawiera produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego w ilości 10-40% wagowych, gluten w ilości 15-35% wagowych, plastyfikatora w postaci gliceryny w ilości 2-15% wagowych oraz wodę w ilości 35-62% wagowych i wodorowęglanu sodu w ilości 0,9-3% wagowych stosowane jako porofory. Wszystkie składniki stanowią 100%.

Korzystnie produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego to otręby pszenne i/lub otręby żytnie i/lub otręby owsiane i/lub śrut owsiany i/lub produkt corn-mix i/lub zmielony pellet buraczany i/lub zmielony pellet rzepakowy.

Produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego zawierają do 50% wagowych łuski kukurydzianej. Łuska kukurydziana nie może być używana samodzielnie, bo wypiekane kształty są niepełne, przy czym jeżeli stanowi dodatek uzyskane kształty są pełne i mają dobre właściwości.

Korzystnie kompozycja zawiera wypełniacze w ilości 1-5% wagowych w stosunku do użytych produktów pochodzenia rolno-spożywczego.

Korzystnie wypełniacze mają postać rozdrobnionych suszonych owoców typu: jabłka, śliwki, żurawina, winogrona.

Sposób wytwarzania ekologicznych i biodegradowalnych kształtek opakowań lub naczyń jednorazowego użytku, według wynalazku, polegający na wytworzeniu mieszaniny zawierającej produkty pochodzenia rolno-spożywczego, następnie umieszczeniu kompozycji pochodzenia biologicznego w nagrzanej formie i wypiekaniu, charakteryzuje się tym, że miesza się frakcję suchą w postaci produktów ubocznych pochodzenia rolno-spożywczego w ilości 10-40% wagowych i glutenu w ilości 15-35% wagowych, następnie miesza się frakcję mokrą w postaci gliceryny w ilości 2-15% wagowych oraz wody w ilości 35-62% wagowych i wodorowęglanu sodu 0,9-3% wagowych. Składniki obu frakcji stanowią 100%. Dalej miesza się obie frakcje razem do uzyskania jednolitej kompozycji, którą umieszcza się w co najmniej dwuczęściowej formie wstępnie nagrzanej do temperatury 150°C-240°C i wypieka się w temperaturze wstępnego nagrzania formy. Wypieczony produkt usuwa się z formy i pozostawia do wystygnięcia i nabrania sztywności. Korzystnie jako produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego stosuje się otręby pszenne i/lub otręby żytnie i/lub otręby owsiane i/lub śrutę owsianą i/lub produkt cornmix i/lub zmielony pellet buraczany i/lub zmielony pellet rzepakowy. Do produktów ubocznych pochodzenia rolno-spożywczego dodaje się do 50% wagowych łuski kukurydzianej (w odniesieniu do masy tych produktów). Łuska kukurydziana nie może być używana samodzielnie, bo wypiekane kształty są niepełne, przy czym jeżeli stanowi dodatek uzyskane kształty są pełne i mają dobre właściwości. Korzystnie dodaje się do frakcji produktów pochodzenia rolno-spożywczego wypełniacze w ilości 1-5%. Korzystnie jako wypełniacze stosuje się rozdrobnione suszone owoce typu: jabłka, śliwki, żurawina, winogrona.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że otrzymany produkt, ze względu na użyte do jego wytwarzania składniki jest ekologiczny i biodegradowalny, a powstałe kształtki mogą być wykorzystywane zarówno jako opakowania (zwłaszcza z przeznaczeniem do przechowywania produktów suchych), jak i jako jednorazowe naczynia. Otrzymany produkt zawiera zarówno gluten jak i materiał włóknisty. Otrzymywanie kształtek czy opakowań nie wymaga stosowania dodatkowego ciśnienia. Materiał, dzięki wykorzystaniu produktów pochodzenia naturalnego, jest bezpieczny dla środowiska. Otrzymane z takiego materiału kształtki stanowią mniejsze obciążenie dla środowiska niż komercyjnie stosowane, dla takiego rodzaju opakowań/naczyń jednorazowych materiały np. EPS. Wypiekanie w uprzednio nagrzanej formy, która po zamknięciu zapewnia warunki do równomiernej ekspansji materiału w całej jej objętości pod wpływem temperatury oraz wytworzonego ciśnienia, umożliwia jednocześnie odprowadzenie nadmiaru zgromadzonej pary wodnej oraz łatwe wyjęcie gotowego produktu (kształtki) dzięki odpowiedniej modyfikacji powierzchni formy przez pokrycie jej powłoką teflonową. Konstrukcja formy oraz parametry procesu produkcji ekologicznych i biodegradowalnych kształtek opakowań lub naczyń jednorazowego użytku na bazie glutenu z udziałem materiałów włóknistych pochodzenia rolno-spożywczego umożliwia otrzymanie produktów o równomiernych, założonych kształtach bez uszkodzeń.

PL 230 439 Β1

Wynalazek jest bliżej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania.

Przykład I

W celu uzyskania frakcji suchej zmieszano 10% wagowych otrębów pszennych z 27% wagowymi glutenu pszennego. W celu uzyskania frakcji mokrej sporządzono roztwór z następujących składników: woda w ilości 59% wagowych, gliceryna w ilości 2,7% wagowych oraz wodorowęglanu sodu w ilości 1,3% wagowych. Następnie sporządzony jak wyżej roztwór dodano do zmieszanej frakcji suchej i poddano mieszaniu mechanicznemu do uzyskania jednolitej kompozycji. Mieszaninę obu frakcji odważono i umieszczono w nagrzanej do 200°C formie wypiekowej. Po zamknięciu formy proces wypieku trwał 2 minuty, po tym czasie forma została otworzona i gotowy produkt delikatnie z niej wyjęty, a następnie umieszczony na równej, gładkiej powierzchni do czasu jego ostygnięcia i nabrania pożądanych właściwości mechanicznych (sztywności).

Przykład II

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I z tym, że udziały poszczególnych składników wynoszą:

- 28% wagowych otrębów pszennych,

- 20% wagowych glutenu pszennego,

- 43% wagowych wody,

- 8% wagowych gliceryny,

- 1 % wagowych sody.

Przykład III

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I z tym, że udziały poszczególnych składników wynoszą:

- 40% wagowych otrębów pszennych,

- 15,1% wagowych glutenu pszennego,

- 42% wagowych wody,

- 2% wagowych gliceryny,

- 0,9% wagowych sody.

Przykład IV

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I z tym, że udziały poszczególnych składników wynoszą:

- 13,6% wagowych otrębów pszennych,

- 35% wagowych glutenu pszennego,

- 48% wagowych wody,

- 2,4% wagowych gliceryny,

- 1 % wagowych sody.

Przykład V

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I z tym, że udziały poszczególnych składników wynoszą:

- 26% wagowych otrębów pszennych,

- 18% wagowych glutenu pszennego,

- 40% wagowych wody,

- 15% wagowych gliceryny,

- 1 % wagowych sody.

Przykład VI

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I z tym, że udziały poszczególnych składników wynoszą:

- 24,4% wagowych otrębów pszennych,

- 35% wagowych glutenu pszennego,

- 35% wagowych wody,

- 3,6% wagowych gliceryny,

- 2% wagowych sody.

Przykład VII

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I z tym, że udziały poszczególnych składników wynoszą:

- 13,5% wagowych otrębów pszennych,

- 21% wagowych glutenu pszennego,

PL 230 439 Β1

- 62% wagowych wody,

- 2,5% wagowych gliceryny,

- 1 % wagowych sody.

Przykład VIII

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I z tym, że udziały poszczególnych składników wynoszą:

- 28% wagowych otrębów pszennych,

- 19% wagowych glutenu pszennego,

- 42% wagowych wody,

- 8% wagowych gliceryny,

- 3% wagowych sody.

Przykład IX

Proces przebiega analogicznie jak użyto śrutę owsianą.

Przykład X

Proces przebiega analogicznie jak użyto otręby żytnie.

Przykład XI

Proces przebiega analogicznie jak użyto otręby owsiane.

Przykład XII

Proces przebiega analogicznie jak użyto produktu corn-mix.

Przykład XIII

Proces przebiega analogicznie jak użyto zmielonego pelletu buraczanego.

Przykład XIV

Proces przebiega analogicznie jak użyto zmielonego pelletu rzepakowego.

tym, że zamiast otrębów pszennych przykładzie przykładzie tym, że zamiast otrębów pszennych przykładzie tym, że zamiast otrębów pszennych przykładzie tym, że zamiast otrębów pszennych przykładzie tym, że zamiast otrębów pszennych przykładzie tym, że zamiast otrębów pszennych

Przykład XV

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I—VII z tym, że zamiast otrębów pszennych użyto mieszaninę otrębów pszennych i produktu corn-mix, powstałego z przemiału kukurydzy, w stosunku wagowym 6:4.

Przykład XVI

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I—VII z tym, że zamiast otrębów pszennych użyto mieszaninę otrębów pszennych i łusek kukurydzianych, w stosunku wagowym 7:3.

Przykład XVII

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I—VII z tym, że 1% wagowy otrębów pszennych zastępuje się wypełniaczem w postaci suszonych, rozdrobnionych jabłek.

Przykład XVIII

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I—VIII z tym, że temperatura wypieku wynosi 150°C, a proces wypieku trwa 4 min.

Przykład XIX

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I—VIII z tym, że temperatura wypieku wynosi 240°C, a proces wypieku trwa 1,5 min.

Przykład XX

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I—VII z tym, że 5% wagowy otrębów pszennych zastępuje się wypełniaczem w postaci suszonych, rozdrobnionych winogron.

Przykład XXI

Proces przebiega analogicznie jak w przykładzie I—VII z tym, że 3% wagowy otrębów pszennych zastępuje się wypełniaczem w postaci suszonych, rozdrobnionych śliwek i żurawiny w proporcji 1:1.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kompozycja do wytwarzania ekologicznych i biodegradowalnych kształtek opakowań lub naczyń jednorazowego użytku, zawierająca produkty pochodzenia rolno-spożywczego, znamienna tym, że zawiera produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego w ilości 10-40% wagowych, gluten w ilości 15-35% wagowych, glicerynę w ilości 2-15% wagowych, wodę w ilości 35-62% wagowych i wodorowęglanu sodu w ilości 0,9-3% wagowych, przy czym składniki stanowią 100%.
2. 2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego to otręby pszenne i/lub otręby żytnie i/lub otręby owsiane i/lub śrut owsiany i/lub produkt corn-mix i/lub zmielony pellet buraczany i/lub zmielony pellet rzepakowy.
3. 3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego zawierają do 50% wagowych łuski kukurydzianej.
4. 4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera wypełniacze w ilości 1-5% wagowych produktu pochodzenia rolno-spożywczego.
5. 5. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że wypełniacze mają postać rozdrobnionych suszonych owoców typu: jabłka i/lub śliwki i/lub żurawina i/lub winogrona.
6. 6. Sposób wytwarzania ekologicznych i biodegradowalnych kształtek opakowań lub naczyń jednorazowego użytku polegający na wytworzeniu mieszaniny zawierającej produkty pochodzenia rolno-spożywczego, następnie umieszczeniu kompozycji pochodzenia biologicznego w nagrzanej formie i wypiekaniu, znamienny tym, że miesza się frakcję suchą w postaci produktów ubocznych pochodzenia rolno-spożywczego w ilości 10-40% wagowych i glutenu w ilości 15-35% wagowych, następnie miesza się frakcję mokrą w postaci gliceryny w ilości 2-15% wagowych oraz wody w ilości 35-62% wagowych i wodorowęglanu sodu 0,9-3% wagowych, przy czym składniki obu frakcji stanowią 100%, dalej miesza się obie frakcje, a uzyskaną kompozycję umieszcza się w co najmniej dwuczęściowej formie wstępnie nagrzanej do temperatury 150°C-240°C i wypieka się w temperaturze wstępnego nagrzania formy.
7. 7. Sposób wytwarzania według zastrz. 6, znamienny tym, że jako produkty uboczne pochodzenia rolno-spożywczego stosuje się otręby pszenne i/lub otręby żytnie i/lub otręby owsiane i/lub śrut owsiany i/lub produkt corn-mix i/lub zmielony pellet buraczany i/lub zmielony pellet rzepakowy.
8. 8. Sposób wytwarzania według zastrz. 6, znamienny tym, że do produktów ubocznych pochodzenia rolno-spożywczego dodaje się do 50% wagowych łuski kukurydzianej.
9. 9. Sposób wytwarzania według zastrz. 6, znamienny tym, że dodaje się do frakcji produktów pochodzenia rolno-spożywczego wypełniacze w ilości 1-5% wagowych.
10. 10. Sposób wytwarzania według zastrz. 9, znamienny tym, że jako wypełniacze stosuje się rozdrobnione suszone owoce typu: jabłka i/lub śliwki i/lub żurawina i/lub winogrona.