PL231998B1

PL231998B1 - Method for manufacturing disposable containers and a disposable container for fruits or vegetables

Info

Publication number: PL231998B1
Application number: PL420227A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Wódkowski
Original assignee: Zefir Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2019-04-30
Also published as: PL420227A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania pojemników jednorazowych, w którym pojemnik wytwarza się z pulpy celulozowej w procesie termoformowania, znamienny tym, że: do pulpy celulozowej o stężeniu zawiesiny papierniczej od 0,6 do 0,8% wag. dodaje się roztwór chitozanu w wodzie o stężeniu od 1 do 2% w ilości od 1 do 15%, po czym tak uzyskaną mieszaninę poddaje się prasowaniu wstępnemu i suszeniu wstępnemu do uzyskania wilgotności od 5 do 15%; przygotowuje się mieszaninę suchej rozdrobnionej celulozy z dodatkiem sproszkowanego chitozanu w ilości od 1 do 5% wag całkowitej masy mieszaniny oraz z dodatkiem 1-metylocyklopropenu, po czym tak uzyskaną mieszaninę nanosi się na wstępnie wysuszoną pulpę celulozową na powierzchnię, która przeznaczona jest jako wewnętrzna strona pojemnika, przy czym 1-metylocyklopropen stosuje się w ilości zapewniającej obecność w pojemniku 1-metylocyklopropenu w ilości od 1 do 2 mikrograma na 1 litr pojemności wewnętrznej pojemnika; a następnie poddaje się całość prasowaniu właściwemu do uzyskania końcowego kształtu pojemnika i sprasowany pojemnik poddaje się suszeniu końcowemu. Zgłoszenie obejmuje też pojemnik jednorazowy wytworzony tym sposobem.The subject of the application is a method of producing disposable containers, in which the container is made of cellulose pulp in the thermoforming process, characterized in that: a solution of chitosan in water with a concentration of 1 to 2% is added in an amount of 1 to 15%, and then the mixture obtained in this way is subjected to preliminary pressing and drying to obtain a moisture content of 5 to 15%; a mixture of dry ground cellulose is prepared with the addition of chitosan powder in the amount of 1 to 5% by weight of the total weight of the mixture and with the addition of 1-methylcyclopropene, and then the mixture obtained in this way is applied to the pre-dried cellulose pulp on the surface which is intended as the inner side of the container wherein the 1-methylcyclopropene is used in an amount to ensure that the container contains 1-2 micrograms of 1-methylcyclopropene per liter of internal capacity of the container; and then the whole is subjected to proper pressing to obtain the final shape of the container, and the compressed container is subjected to final drying. The application also covers a disposable container produced by this method.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest pojemnik jednorazowy na owoce lub warzywa i sposób wytwarzania pojemników jednorazowych.The present invention relates to a disposable container for fruit or vegetables and a method of making disposable containers.

Znane są różnego rodzaju pojemniki jednorazowe wytwarzane z pulpy celulozowej. Najczęściej spotykanym pojemnikiem tego typu są wytłaczanki do jaj. Tego typu pojemniki są ekologiczne, niedrogie w wykonaniu, wytrzymałe mechanicznie i zapewniają skuteczną ochronę przed uszkodzeniami produktu z zewnątrz. Znanym procesem wytwarzania pojemników z pulpy celulozowej jest termoformowanie. Tego typu wytłaczanka do jaj znana jest z publikacji patentu amerykańskiego US RE 20,960.Various types of disposable containers made of cellulose pulp are known. The most common container of this type are egg trays. These types of containers are ecological, inexpensive to make, mechanically durable and provide effective protection against external damage to the product. Thermoforming is a known process for making cellulose pulp containers. This type of egg extruder is known from US patent publication RE 20,960.

W celu zwiększenia funkcjonalności termoformowanych pojemników z pulpy celulozowej stosuje się materiały kompozytowe, w których warstwę z pulpy celulozowej łączy się z równoległą warstwą innego materiału, przykładowo z folią. Tego typu procesy są jednak względnie skomplikowane i mogą się wiązać z istotnym podniesieniem kosztu wytworzenia pojemnika.In order to increase the functionality of thermoformed cellulose pulp containers, composite materials are used in which a layer of cellulose pulp is combined with a parallel layer of another material, for example a foil. Such processes, however, are relatively complicated and can significantly increase the cost of manufacturing the container.

Owoce i warzywa, w trakcie przechowywania, podlegają dojrzewaniu. Proces dojrzewania można spowolnić zapewniając odpowiednie warunki atmosferyczne, takie jak obniżona temperatura, lecz może to wymagać dużych nakładów energetycznych. Gdy owoce lub warzywa są przechowywane zbyt długo, może dojść do uwolnienia się soków z produktu. Z tego powodu stosowanie do przechowywania owoców lub warzyw pojemników z pulpy celulozowej jest dość ryzykowne, ponieważ tracą one swoje właściwości mechaniczne po namoczeniu.Fruit and vegetables ripen during storage. The ripening process can be slowed down by providing the right weather conditions, such as cool temperatures, but this can be energy-intensive. When fruit or vegetables are stored for too long, juices may be released from the product. For this reason, the use of cellulose pulp containers for storing fruit or vegetables is quite risky, as they lose their mechanical properties when soaked.

Celowym byłoby więc usprawnienie budowy i technologii wytwarzania pojemników jednorazowych z pulpy celulozowej na owoce i warzywa, który będzie bardziej przydatny od dotychczasowych do przechowywania tych produktów.It would be expedient to improve the construction and technology of manufacturing disposable containers made of cellulose pulp for fruits and vegetables, which will be more useful than the existing ones for storing these products.

Przedmiotem wynalazku jest pojemnik jednorazowy z pulpy celulozowej, charakteryzujący się tym, że zawiera: zewnętrzną warstwę konstrukcyjną z celulozy z dodatkiem chitozanu w ilości od 15 do 30% wag.; wewnętrzną warstwę funkcjonalną z celulozy z dodatkiem od 1 do 5% wag. chitozanu i oraz 1-metylocyklopropenu w ilości od 1 do 2 mikrograma na 1 litr pojemności wewnętrznej pojemnika.The subject of the invention is a disposable container made of cellulose pulp, characterized in that it comprises: an outer structural layer of cellulose with the addition of chitosan in an amount of 15 to 30% by weight; an inner functional layer of cellulose with an addition of 1 to 5 wt. chitosan and 1-methylcyclopropene in an amount of 1 to 2 micrograms per 1 liter of internal capacity of the container.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto sposób wytwarzania wspomnianych pojemników jednorazowych, w którym pojemnik wytwarza się z pulpy celulozowej w procesie termoformowania, charakteryzujący się tym, że: do pulpy celulozowej o stężeniu zawiesiny papierniczej od 0,6 do 0,8% wag. dodaje się roztwór chitozanu w wodzie o stężeniu od 1 do 2% w ilości od 1 do 15%, po czym tak uzyskaną mieszaninę poddaje się pasowaniu wstępnemu i suszeniu wstępnemu do uzyskania wilgotności od 5 do 15%; przygotowuje się mieszaninę suchej rozdrobnionej celulozy z dodatkiem sproszkowanego chitozanu w ilości od 1 do 5% wag całkowitej masy mieszaniny oraz z dodatkiem 1-metylocyklopropenu, po czym tak uzyskaną mieszaninę nanosi się na wstępnie wysuszoną pulpę celulozową na powierzchnię, która przeznaczona jest jako wewnętrzna strona pojemnika, przy czym 1-metylocyklopropen stosuje się w ilości zapewniającej obecność w pojemniku 1-metylocyklopropenu w ilości od 1 do 2 mikrograma na 1 litr pojemności wewnętrznej pojemnika; a następnie poddaje się całość prasowaniu właściwemu do uzyskania końcowego kształtu pojemnika i sprasowany pojemnik poddaje się suszeniu końcowemu.The invention further relates to a method for producing said disposable containers, wherein the container is made of cellulosic pulp by a thermoforming process, characterized in that: for cellulosic pulp with a concentration of paper slurry from 0.6 to 0.8 wt.%. a solution of chitosan in water with a concentration of 1 to 2% in an amount of 1 to 15% is added, and then the mixture obtained in this way is pre-fitted and pre-dried to a moisture content of 5 to 15%; a mixture of dry crushed cellulose is prepared with the addition of powdered chitosan in an amount from 1 to 5% by weight of the total mass of the mixture and with the addition of 1-methylcyclopropene, and then the mixture obtained in this way is applied to the pre-dried cellulose pulp on the surface intended as the inside of the container wherein 1-methylcyclopropene is used in an amount to ensure that 1-methylcyclopropene is present in the container in an amount of 1 to 2 micrograms per 1 liter of internal capacity of the container; and then subjected to a compression appropriate to the final shape of the container, and the compacted container subjected to a final drying.

Korzystnie, roztwór chitozanu przygotowuje się w ten sposób, że do 1,5% roztworu chitozanu w 0,5 M kwasie dopuszczonym do kontaktu z żywnością dodaje się stopniowo 0,5 M roztwór wodorotlenku sodu, przy ciągłym mieszaniu i kontroli pH, do momentu osiągnięcia pH 8,5, po czym wytrącony osad odesparowuje się na sicie, a następnie przemywa się wodą destylowaną i osad ponownie odseparowuje się na sicie, po czym uzyskany osad zawiesza się w wodzie demineralizowanej do uzyskania końcowego stężenia chitozanu od 1 do 2% i tak otrzymany roztwór nasyca się gazowym ditlenkiem węgla aż do całkowitego rozpuszczenia się chitozanu.Preferably, a chitosan solution is prepared such that a 0.5 M sodium hydroxide solution is gradually added to a 1.5% chitosan solution in 0.5 M food grade acid, with continuous stirring and pH control, until the pH is reached. pH 8.5, then the precipitate is evaporated on a sieve, then washed with distilled water and the precipitate is separated again on a sieve, then the obtained precipitate is suspended in demineralized water to obtain the final concentration of chitosan from 1 to 2% and thus obtained the solution is saturated with carbon dioxide gas until the chitosan is completely dissolved.

Sposób według wynalazku umożliwia wytwarzanie pojemników, które są bardziej przydatne od znanych dotychczas do przechowywania owoców lub warzyw, ponieważ ograniczają dojrzewanie owoców lub warzyw w trakcie składowania.The method according to the invention makes it possible to produce containers that are more useful than those known to date for storing fruit or vegetables, as they limit the ripening of the fruit or vegetables during storage.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku na którym: Fig. 1A-1B przedstawia schematycznie sposób wytwarzania pojemników jednorazowych według wynalazku.The invention is illustrated in an embodiment in the drawing in which: Figs. 1A-1B schematically show a method of manufacturing disposable containers according to the invention.

Sposobem według wynalazku mogą być wytwarzane różnego rodzaju pojemniki, przykładowo:Various types of containers can be produced by the method according to the invention, for example:

- zasadniczo prostopadłościenne pojemniki na drobne owoce takie jak maliny, borówki lub podobne;- substantially rectangular small fruit containers such as raspberries, blueberries or the like;

- tacki do przechowywania owoców takie jak jabłka, gruszki lub podobne, z odrębnymi zagłębieniami na poszczególne owoce;- fruit storage trays such as apples, pears or the like, with separate cavities for the individual fruit;

PL 231 998 B1PL 231 998 B1

- rękawy na owoce takie jak szparagi lub podobne;- sleeves for fruit such as asparagus or the like;

- skrzynki.- boxes.

Na Fig. 1A-1B przedstawiono schematycznie sposób wytwarzania pojemnika jednorazowego na warzywa lub owoce według wynalazku.Figs. 1A-1B schematically show a method for manufacturing a disposable fruit or vegetable container according to the invention.

Technologia wytworzenia pojemnika według wynalazku polega na uformowaniu warstwy konstrukcyjnej pojemnika z pulpy celulozowej z dodatkiem roztworu chitozanu, oraz naniesieniu na nią celulozowej warstwy wewnętrznej z dodatkiem 1 -metylocyklopropenu.The technology of manufacturing the container according to the invention consists in forming the structural layer of the container from cellulose pulp with the addition of chitosan solution, and applying the internal cellulose layer to it with the addition of 1-methylcyclopropene.

Wytwarzanie pulpy celulozowej w kroku 111 może być realizowane w konwencjonalny sposób. Przykładowo, pulpę celulozową wytwarza się z makulatury, w procesie w którym makulaturę transportuje się ze składu makulatury do zbiornika wyposażonego w rozwłókniacz niskostężeniowy oraz bębny rozwłókniające, gdzie makulaturę miesza się z gorącą wodą z uzyskaniem zawiesiny papierniczej o stężeniu wynoszącym około 5%. Do uzyskanej mieszaniny wprowadza się wodorotlenek sodu (NaOH) w celu wydzielenia włókien celulozowych. Wodorotlenek sodu wspomaga rozkład włókien oraz wstępne oczyszczanie materiału celulozowego. Następnie uzyskaną zawiesinę papierniczą wprowadza się do zbiornika z mieszadłem i miesza, po czym zawiesinę podaje się do zespołu hydrocyklonów, gdzie z zawiesiny papierniczej odwirowuje się cięższe zanieczyszczenia, takie jak elementy metalowe: w postaci zszywek czy spinaczy do papieru, oraz ewentualny piasek. Następnie zawiesinę papierniczą wprowadza się do zespołu sortowników ciśnieniowych z perforowanymi płytami, gdzie w sposób mechaniczny z zawiesiny wydziela się zanieczyszczenia zgrubne, z uzyskaniem zawiesiny papierniczej o stężeniu wynoszącym od 1 do 4%. Następnie zawiesinę poddaje się frakcjonowaniu oraz dyspergowaniu w celu poprawy właściwości wytrzymałościowych pulpy celulozowej oraz zmniejszenia zawartości widzialnych cząstek zanieczyszczeń, co wpływa na uzyskanie przez wytwarzaną pulpę lepszych parametrów przetwórczych. W następnym kroku zawiesinę papierniczą wprowadza się do zbiorników oraz rozcieńcza wodą z uzyskaniem wodnej zawiesiny papierniczej o stężeniu w zakresie 2-1%. Na tym etapie produkcji, zawiesina papiernicza może być opcjonalnie barwiona - w zależności od docelowego koloru wytwarzanych pojemników jednorazowych. Następnie zawiesinę papierniczą ponownie rozcieńcza się wodą do uzyskania stężenia zawiesiny papierniczej w zakresie od 0,6 do 0,8%.The production of cellulose pulp in step 111 may be performed in a conventional manner. For example, cellulose pulp is produced from waste paper, in a process in which the waste paper is transported from the waste paper depot to a tank equipped with a low-concentration defibrator and refining drums, where the waste paper is mixed with hot water to obtain a papermaking slurry with a concentration of about 5%. Sodium hydroxide (NaOH) is introduced into the resulting mixture to separate the cellulose fibers. Sodium hydroxide helps to break down the fibers and to pre-clean the cellulosic material. Then, the obtained paper suspension is introduced into a tank with an agitator and mixed, after which the suspension is fed to a hydrocyclone unit, where heavier impurities, such as metal elements: in the form of staples or paper clips, and any sand are centrifuged from the paper suspension. Then, the paper suspension is introduced into a set of pressure sorters with perforated plates, where the coarse impurities are mechanically separated from the suspension, obtaining a paper suspension with a concentration ranging from 1 to 4%. Next, the suspension is subjected to fractionation and dispersion in order to improve the strength properties of the cellulose pulp and to reduce the content of visible impurity particles, which results in obtaining better processing parameters by the produced pulp. In the next step, the papermaking slurry is introduced into tanks and diluted with water to obtain an aqueous papermaking slurry with a concentration in the range of 2-1%. At this stage of production, the paper suspension can be optionally colored - depending on the target color of the disposable containers produced. The papermaking slurry is then re-diluted with water to obtain a papermaking slurry concentration in the range of 0.6 to 0.8%.

Roztwór chitozanu można przygotować poprzez przygotowanie w kroku 121 1,5% roztworu chitozanu w 0,5 M kwasie dopuszczonym do kontaktu z żywnością, przykładowo kwasie mlekowym, octowym czy cytrynowym, po czym dodaje się stopniowo 0,5 M roztwór wodorotlenku sodu, przy ciągłym mieszaniu i kontroli pH, do momentu osiągnięcia pH 8,5. Wytrącony w kroku 122 osad odesparowuje się na sicie w kroku 123 a następnie przemywa się wodą destylowaną w kroku 124, korzystnie trzykrotnie. Następnie osad ponownie odseparowuje się na sicie w kroku 125. Uzyskany osad zawiesza się w wodzie demineralizowanej w kroku 126 tak, aby uzyskać końcowe stężenie chitozanu na poziomie od 1 do 2%, korzystnie 1,5%. Następnie tak otrzymany roztwór nasyca się gazowym ditlenkiem węgla w temperaturze pokojowej z wykorzystaniem mieszadła mechanicznego aż do całkowitego rozpuszczenia chitozanu w kroku 127.The chitosan solution can be prepared by preparing in step 121 a 1.5% chitosan solution in 0.5 M food grade acid, for example lactic, acetic or citric acid, followed by the addition of 0.5 M sodium hydroxide solution with continuous mixing and pH control until the pH is 8.5. The precipitate formed in step 122 is evaporated on a sieve in step 123 and then washed with distilled water in step 124, preferably three times. The precipitate is then separated again on the sieve in step 125. The obtained precipitate is suspended in demineralized water in step 126 so as to obtain a final chitosan concentration of 1 to 2%, preferably 1.5%. The solution thus obtained is then saturated with carbon dioxide gas at room temperature using a mechanical stirrer until the chitosan is completely dissolved in step 127.

W kroku 131 miesza się zawiesinę papierniczą uzyskaną w kroku 111 z roztworem chitozanu uzyskanym w kroku 126 w ilości od 1 do 15%, tak aby w wysuszonym materiale na ściankę zewnętrzną opakowania uzyskać stężenie chitozanu od 15 do 30% wag. i tak uzyskaną mieszaninę prasuje się wstępnie w kroku 132 i poddaje wstępnemu suszeniu w kroku 133 do uzyskania wilgotności w zakresie od 5 do 15%.In step 131, the papermaking suspension obtained in step 111 is mixed with the chitosan solution obtained in step 126 in an amount of 1 to 15%, so as to obtain a chitosan concentration of 15 to 30% by weight in the dried material for the outer wall of the package. the mixture thus obtained is precompressed in step 132 and subjected to pre-drying in step 133 until the moisture content is in the range of 5 to 15%.

W kroku 141 przygotowuje się mieszaninę suchej rozdrobnionej celulozy z dodatkiem sproszkowanego chitozanu oraz 1-metylocyklopropenu. Chitozan dodaje się w ilości od 1 do 5% wag. całkowitej masy mieszaniny. Natomiast 1-metylocyklopropen dodaje się w takiej ilości, aby na każdy litr objętości wewnętrznej opakowania przypadało od 1 do 2 mikrograma, korzystnie 1,5 mikrograma 1 -metylocyklopropenu.In step 141, a mixture of dry crushed cellulose is prepared with the addition of chitosan powder and 1-methylcyclopropene. Chitosan is added in an amount of 1 to 5 wt.%. total mass of the mixture. On the other hand, 1-methylcyclopropene is added in such an amount that for each liter of the internal volume of the package there is from 1 to 2 micrograms, preferably 1.5 micrograms of 1-methylcyclopropene.

Taką mieszaninę nanosi się następnie (przykładowo, poprzez równomierne nasypanie) w kroku 134 na powierzchnię wstępnie wysuszonej pulpy celulozowej, która ma stanowić wewnętrzną powierzchnię opakowania, formując wewnętrzną warstwę funkcjonalną opakowania. Następnie całość poddaje się prasowaniu właściwemu w kroku 135 do uzyskania pożądanego kształtu opakowania, po czym poddaje sic opakowanie suszeniu końcowemu, uzyskując gotowe opakowanie według wynalazkuThis mixture is then applied (for example, by evenly sprinkling) in step 134 to the surface of the pre-dried cellulose pulp that is intended to constitute the inner surface of the package, forming an inner functional layer of the package. The whole is then subjected to the compression appropriate in step 135 to obtain the desired package shape, followed by post-drying to the package, obtaining the finished package according to the invention.

Zastosowanie w warstwie konstrukcyjnej opakowana chitazonu pozwala na ograniczeniu rozwoju bakterii w obrębia opakowania, a zastosowanie w wewnętrznej warstwie opakowania dodatku chitozanu i 1-metylocyklopropenu pozwała na spowolnienie procesu dojrzewania warzyw i owoców. W trakcieThe use of packaged chitazone in the structural layer allows to limit the growth of bacteria in the inside of the packaging, and the use of chitosan and 1-methylcyclopropene in the inner layer of the packaging slows down the ripening process of vegetables and fruits. During

PL 231 998 B1 przechowywania owoców i warzyw w opakowaniach wytworzonych według wynalazku stwierdzono pozytywne wyniki testu skrobiowego (tj. świadczące o spowolnieniu okresu dojrzewania), wydłużone utrzymanie jędrności miąższu.After storing fruit and vegetables in the packages produced according to the invention, positive results of the starch test (i.e. slowing down the ripening period) and prolonged maintenance of the flesh firmness were found.

Claims

Patent claims

1. A disposable container made of cellulose pulp, characterized in that it comprises:

an outer construction layer made of cellulose with an addition of chitosan in an amount of 15 to 30% by weight;

an inner functional layer of cellulose with an addition of 1 to 5 wt. chitosan and 1-methylcyclopropene in an amount of 1 to 2 micrograms per 1 liter of internal capacity of the container.

A method for producing disposable containers according to claim 1, The process of claim 1, wherein the container is made from cellulose pulp by a thermoforming process, wherein:

- for cellulose pulp with a paper suspension concentration of 0.6 to 0.8 wt.%. a solution of chitosan in water with a concentration of 1 to 2% in an amount of 1 to 15% is added, and then the mixture obtained in this way is pre-fitted and pre-dried to a moisture content of 5 to 15%;

- a mixture of dry crushed cellulose is prepared with the addition of powdered chitosan in the amount of 1 to 5% by weight of the total mass of the mixture and with the addition of 1-methylcyclopropene, and then the mixture obtained in this way is applied to the pre-dried cellulose pulp on the surface intended as the inner side the container, wherein 1-methylcyclopropene is used in an amount to ensure that 1-methylcyclopropene is present in the container in an amount of 1 to 2 micrograms per liter of internal capacity of the container;

- then the whole is subjected to compression appropriate to the final shape of the container, and the compacted container is subjected to final drying.

3. The method according to p. 2. A method according to claim 2, characterized in that the chitosan solution is prepared in such a way that 0.5 M sodium hydroxide solution is gradually added to the 1.5% chitosan solution in 0.5 M food-grade acid, with continuous stirring and pH control until the pH is 8.5, then the precipitate is evaporated on a sieve, then washed with distilled water and the precipitate is separated again on the sieve, then the obtained precipitate is suspended in demineralized water to obtain the final concentration of chitosan from 1 to 2 % and the thus obtained solution is saturated with carbon dioxide gas until the chitosan is completely dissolved.