PL249673B1 - Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa i sposób jej otrzymywania - Google Patents

Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa i sposób jej otrzymywania

Info

Publication number
PL249673B1
PL249673B1 PL442783A PL44278322A PL249673B1 PL 249673 B1 PL249673 B1 PL 249673B1 PL 442783 A PL442783 A PL 442783A PL 44278322 A PL44278322 A PL 44278322A PL 249673 B1 PL249673 B1 PL 249673B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
protein
composition
temperature
flour
Prior art date
Application number
PL442783A
Other languages
English (en)
Other versions
PL442783A1 (pl
Inventor
Maciej Sienkiewicz
Justyna Kucińska-Lipka
Robert SZWABIS
Robert Szwabis
Piotr Nadolski
Edyta Piłat
Przemysław Gnatowski
Original Assignee
Lab Bio Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lab Bio Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Lab Bio Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL442783A priority Critical patent/PL249673B1/pl
Priority to PCT/PL2023/050093 priority patent/WO2024102011A1/en
Publication of PL442783A1 publication Critical patent/PL442783A1/pl
Publication of PL249673B1 publication Critical patent/PL249673B1/pl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/46—Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
    • B65D65/466—Bio- or photodegradable packaging materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania biodegradowalnej kompozycji białkowo-węglowodanowej mającej zastosowanie do produkcji jednorazowych wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością, takich jak sztućce, słomki, pałeczki, mieszadełka do napojów, przykrywki do kubków itp. realizowany w dwóch etapach: w etapie pierwszym, przy użyciu mieszalnika mechanicznego, w temperaturze w zakresie 20 - 25°C, miesza się mąkę roślinną, ze skrobią natywną, z białkiem roślinnym oraz z substancjami hydrofobizującymi, napełniaczem wzmacniającym wytrzymałość mechaniczną, a także z wodą w ilości od 24,0% do 42,9% mas. w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji, przez okres do 30 min, korzystnie do 15 min. W etapie drugim uzyskaną w etapie pierwszym mieszankę białkowo-węglowodanową bezpośrednio po jej wykonaniu dozuje się do leja zasypowego wytłaczarki lub wtryskarki i poddaje się uplastycznianiu przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30 - 80°C, a następnie poddaje się obróbce kształtującej. Przedmiotem zgłoszenia jest również kompozycja, która zawiera skrobię natywną, wodę oraz dodatki i w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji zawiera od 0,1% mas. do 52,5% mas. mąki roślinnej, od 0,1% mas. do 28,1% mas skrobi natywnej, od 1% mas. do 51,1% mas. białka roślinnego, od 0,1% mas. do 14,0% mas. substancji hydrofobizujących, od 0,5% mas. do 12,3% mas. napełniaczy wzmacniających wytrzymałość mechaniczną.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa i sposób jej otrzymywania mająca zastosowanie do produkcji jednorazowych wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością, takich jak sztućce, słomki, pałeczki, mieszadełka do napojów, przykrywki do kubków itp.
W dokumentacji amerykańskiego zgłoszenia US20060286214A1 ujawniono jadalną słomkę do spożywania napojów. Jest wytworzona metodą nawijania warstw. Główna warstwa jest utworzona z pulpy owocowej (z brzoskwini) zmieszanej ze środkiem zagęszczającym (pektyną), do których dodawano w małych ilościach kwasów maleinowego i cytrynowego (0,42%) w celu kontroli pH, aby pektyna zżelowała. Dodawano również włókien celulozowych w celu wzmocnienia słomki. Innymi dodatkami były aromat brzoskwiniowy oraz słodzik. Na taką warstwę nakładano roztwór zeiny w etanolu i wodzie, który służył jako klej.
Z dokumentacji międzynarodowego zgłoszenia WO2016181004A1 znany jest wynalazek dotyczący słomki do napojów wykonanej z jadalnego materiału do spożycia napoju, zawierającej następujące składniki: wodę (do 15%), środek żelujący (żelatyna), cukier (do 90%, cukier puder), środek stabilizujący lub zagęszczający (karboksymetyloceluloza) oraz środek plastyfikujący lub utrzymujący wilgoć (gliceryna). Słomki wytwarza się metodą wytłaczania (temp od 5°C do 50°C), a następnie suszy w niskiej temperaturze (0-10°C przez 2-10 minuty) i później w wysokiej (40-80°C przez 2-3 godziny do 12% wilgotności). Dodatkowo dodaje się substancje smakowe albo aromaty.
W amerykańskim opisie zgłoszeniowym US20050037112A1 opisano metodę wytwarzania odżywczej słomki do płynów, które zostały upieczone lub wytłoczone. Suche składniki obejmują mąkę (25-40%), źródło cukru (10-35%), źródło błonnika (10-20%), środek spulchniający i środek smakowo-zapachowy (łącznie 3-5%) oraz białka jaja (15-30%). Mieszaninę wytłacza się lub walcuje i formuje w kształt rurek (z rdzeniem w środku) i następnie suszy się w temp. 93-205°C przez 20-60 minut i wyjmuje się rdzeń.
W europejskim opisie patentowym EP0773721B1 opisano metodę wytwarzania z tworzyw naturalnych masy do kształtowania/prasowania. Bazowy materiał składa się ze skrobi, gdzie 5-75% to skrobia zmodyfikowana, zagęszczacza (guma ksantanowa), wypełniacza (glinka), wody oraz promotora adhezji (hydroksyapatyt). Całość jest mieszana, prasowana i wypiekana w 200°C przez 2 minuty. Na wypiek nanosi się natryskowo rozpuszczoną mieszaninę wosków. W procesie sporządzania nie stosuje się homogenizacji przed wypiekaniem.
W dokumentacji amerykańskiego zgłoszenia US20150054190A1 opisano metodę wytwarzania spienionych produktów bazujących na polimerach naturalnych (np. skrobi) oraz innych składnikach (woda, olej silikonowy, hydroksyapatyt, glinka, węglan wapnia, guma ksantanowa, guma guar, włókna celulozowe o wielkości 2,5 mm). Tworzona jest mieszanina, która jest następnie wstępnie spieniana i utrzymywana w zbiorniku pod ciśnieniem. Następnie mieszanina jest wtryskiwana pod ciśnieniem do formy w temp. 180-240°C. W procesie nie jest stosowana homogenizacja w wytłaczarce.
Problemem technicznym, który rozwiązuje wynalazek, jest uzyskanie litego materiału biodegradowalnego, charakteryzującego się wysoką odpornością na rozpuszczanie i pęcznienie w wodzie i wytrzymałością mechaniczną, zapewniającą zastosowanie w produkcji m.in. słomek do napojów, opakowań i tacek do dań gotowych i in. metodą wytłaczania i/lub prasowania i/lub wtrysku z wygrzewaniem (wypiekaniem) wyprasek w formie.
Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa zawierająca skrobię natywną, wodę oraz dodatki charakteryzuje się według wynalazku tym, że w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji zawiera:
- od 0,1% mas. do 52,5% mas. mąki roślinnej,
- od 0,1% mas. do 28,1% mas. skrobi natywnej,
- od 1% mas. do 51,1% mas. białka roślinnego,
- od 0,1% mas. do 14,0% mas. substancji hydrofobizujących, wybranych z grupy obejmującej: kalafonię i jej estry, oleje i woski roślinne,
- od 0,5% mas. do 12,3% mas. napełniaczy wybranych z grupy obejmującej włókna celulozowe oraz mączkę drzewną.
Korzystnie mąką roślinną jest mąka pszenna i/lub mąka ryżowa.
Korzystnie mąka roślinna zawiera w swoim składzie białka zawierające w swojej strukturze substancje wybrane z grupy obejmującej aminokwasy takie jak kwas glutaminowy, kwas asparaginowy.
Korzystnie skrobia natywna jest skrobią ziemniaczaną i/lub kukurydzianą.
Korzystnie białkiem roślinnym jest białko zawierające w swojej strukturze substancje wybrane z grupy obejmującej aminokwasy takie jak kwas glutaminowy, kwas asparaginowy, korzystnie gluten, izolat białka ryżu.
Korzystnie substancjami hydrofobizującymi są substancje wybrane z grupy obejmującej estry kalafonii, korzystnie ester glicerynowy kalafonii i/lub ester pentaerytrytowy kalafonii i/lub woski roślinne, korzystnie wosk Carnauba i/lub oleje roślinne, korzystnie olej lniany i/lub ich mieszaniny.
Korzystnie napełniaczem wzmacniającym wytrzymałość mechaniczną są napełniacze celulozowe.
Istota sposobu otrzymywania biodegradowalnej kompozycji białkowo-węglowodanowej według wynalazku opisanego powyżej polega tym, że realizowany jest w dwóch etapach. W etapie pierwszym, przy użyciu mieszalnika mechanicznego, w temperaturze w zakresie 20-25°C, miesza się mąkę roślinną, ze skrobią natywną, z białkiem roślinnym oraz z substancjami hydrofobizującymi, wybranymi z grupy obejmującej: kalafonię i jej estry, oleje i woski roślinne, napełniaczem wybranym z grupy obejmującej włókna celulozowe oraz mączkę drzewną, a także z wodą w ilości od 24,0% do 42,9% mas. w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji, przez okres do 1800, korzystnie do 900 s. W etapie drugim uzyskaną w etapie pierwszym mieszankę białkowo-węglowodanową bezpośrednio po jej wykonaniu dozuje się do leja zasypowego wytłaczarki lub wtryskarki i poddaje się uplastycznianiu przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C. Następnie tak uplastycznioną mieszankę poddaje się obróbce kształtującej.
Korzystnie mieszanie w etapie pierwszym prowadzi się w szczelnej komorze pod obniżonym ciśnieniem wynoszącym co najwyżej 80 kPa.
Korzystnie otrzymaną w etapie pierwszym mieszankę białkowo-węglowodanową odgazowuje się pod obniżonym ciśnieniem wynoszącym co najwyżej 80 kPa.
Korzystnie wytłaczarka jest urządzeniem wytłaczającym podzielonym na kontrolowane temperaturowo strefy grzejne, obejmujące lej zasypowy układ uplastyczniania i głowicę, korzystnie jest urządzeniem jedno lub wieloślimakowym.
Korzystnie po wytłoczeniu wytłoczyny wygrzewa się w gorącym powietrzu o temperaturze 80°C, aż do obniżenia zawartości wody w wytłoczynie w zakresie 5-20% mas.
Korzystnie bezpośrednio po wytłoczeniu wytłoczynę prasuje się w temperaturze 70-200°C pod ciśnieniem minimum 800 kPa w czasie minimum 60 s.
Korzystnie po uplastycznieniu we wtryskarce formowanie przeprowadza się w temperaturze w zakresie 150-200°C z jednoczesnym odprowadzeniem pary wodnej, powstającej w procesie formowania.
Korzystnie uzyskaną w etapie drugim wytłoczynę kompozycji białkowo-węglowodanowej rozdrabnia się na granulat i dozuje się do leja zasypowego wtryskarki i poddaje uplastycznianiu przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C, a następnie wtryskiwaniu do formy ogrzewanej do temperatury 150-200°C z jednoczesnym odprowadzeniem pary wodnej, powstającej w procesie formowania.
Uplastycznianie, przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C, umożliwia przeprowadzenie pod wpływem wody i sił ścinających żelatynizacji skrobi zawartej w mieszance w postaci natywnej oraz skrobi zawartej w składzie mąki roślinnej. Temperatura uplastyczniania poniżej 100°C przebiega bez gwałtownego wydzielenia się pary wodnej w procesie, dzięki czemu możliwe jest kształtowanie wytłoczyny lub wypraski w postać użytkową np. rurki, lub taśmy. Kompozycja jest stabilna podczas użytkowania, a wykonane z niej wyroby są w pełni biodegradowalne, w tym również w wodzie słodkiej i morskiej oraz w glebie, przy zachowaniu pożądanych właściwości fizyko-mechanicznych i użytkowych.
Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania, w których użyto skrobię ziemniaczaną (NOWAMYL S.A.), skrobię kukurydzianą (Biomus sp. z o.o.), gluten pszenny (Kol-Pol), mąkę pszenną (POLSKIE MŁYNY Sp. z o. o.), mąkę ryżową (MELVIT), białko ryżowe (KoRo Handels GmbH), ester pentaerytrytowy kalafonii, (PinoPine), ester glicerynowy kalafonii (PinoPine), olej lniany (Brenntag), pył drzewny (RETTENMAIER Polska Sp. z o.o.), włókno celulozowe (RETTENMAIER Polska Sp. z o.o.).
Przykład 1
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 52,5% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 0,5% mas.,
- gluten pszenny -1% mas.,
- ester pentaerytrytowy kalafonii - 9,3% mas.,
- mączka drzewna -12,3% mas.,
- woda - 24,4% mas.
Sposób otrzymywania kompozycji białkowo-węglowodanowej przeprowadzono w dwóch etapach. W pierwszym etapie w mieszalniku mechanicznym mąkę pszenną zawierającą białko i węglowodany, użytą w ilości 52,5% mas. W przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji zmieszano z estrem pentaerytrytowym kalafonii użytym w ilości 9,3% mas., ze skrobią ziemniaczaną użytą w ilości 0,5% mas., z glutenem pszennym użytym w ilości 1% mas. i z mączką drzewną użytą w ilości 12,3% mas. oraz z wodą użytą w ilości 24,4% mas. w przeliczeniu na końcową masę kompozycji, a proces mieszania prowadzony był w temperaturze 20°C, przez okres 900 s, przy prędkości obrotowej mieszadła 1,66 obr/s. W kolejnym etapie uzyskaną mieszaninę dozowano do leja zasypowego wytłaczarki jednoślimakowej i poddawano wytłaczaniu, przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C i prędkości obrotowej ślimaków na poziomie 1 obr/s. Otrzymaną wytłoczynę wygrzewano w suszarce nadmuchowej w temperaturze 80°C, aż do obniżenia zawartości wody w wytłoczynie do 5% mas.
Przykład 2
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 52,4% mas.,
- skrobia kukurydziana - 0,5% mas.,
- gluten pszenny - 1% mas.,
- ester glicerynowy kalafonii - 9,3% mas.,
- mączka drzewna -12,3% mas.,
- woda - 24,5% mas.
Postępowano jak w przykładzie 1 z tym, że proces mieszania w pierwszym etapie prowadzono w szczelnej komorze pod obniżonym ciśnieniem wynoszącym co najwyżej 80 kPa.
Przykład 3
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 48,0% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 1,0% mas.,
- gluten pszenny - 1,0% mas.,
- ester glicerynowy kalafonii - 9,0% mas.,
- olej lniany - 5,0% mas.,
- mączka drzewna - 12,0% mas.,
- woda - 24,0% mas.
Postępowano w przykładzie 1 z tym, że otrzymaną wytłoczynę wygrzewano w suszarce nadmuchowej w temperaturze 80°C, aż do obniżenia zawartości wody w wytłoczynie do 20% mas.
Przykład 4
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka ryżowa zawierająca 6% mas. białka - 51,9% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 1,0% mas.,
- izolat białka ryżowego - 1,0% mas.,
- ester pentaerytrytowy kalafonii - 9,3% mas.,
- mączka drzewna - 12,3% mas.,
- woda - 24,5% mas.
Postępowano w przykładzie 1 z tym, że uzyskaną w etapie pierwszym mieszaninę odgazowano pod obniżonym ciśnieniem wynoszącym 80 kPa, a otrzymaną wytłoczynę wygrzewano w suszarce nadmuchowej w temperaturze 80°C, aż do obniżenia zawartości wody w wytłoczynie do 12% mas.
Przykład 5
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 0,1% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 0,1% mas.,
- gluten pszenny - 51,1% mas.,
- olej lniany - 0,1% mas.,
- włókno celulozowe - 5,7% mas.,
- woda - 42,9% mas.
Postępowano jak w przykładzie 1 z tym, że proces mieszania prowadzony był przy prędkości obrotowej mieszadła 0,83 obr/s. W kolejnym etapie uzyskaną mieszaninę dozowano do leja zasypowego wytłaczarki jednoślimakowej i poddawano wytłaczaniu, przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C i prędkości obrotowej ślimaków na poziomie 1 obr/s. Otrzymaną wytłoczynę prasowano następnie w temperaturze 180°C przez ok. 60 s, pod ciśnieniem 800 kPa. Otrzymana kompozycja charakteryzowała się wysokim kątem zwilżania wynoszącym 69,4°, co jest wartością o ponad 19° wyższą od kąta zwilżania klasycznej skrobi termoplastycznej (TPS), otrzymywanej ze skrobi ziemniaczanej i gliceryny (TPS: 50°), charakteryzował się ponadto odpornością na rozpuszczanie w wodzie powyżej 3 600 s, co wskazuje na przydatność w produkcji m.in. opakowań i tacek do dań gotowych, pokrywek do kubków i innych.
Przykład 6
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 0,5% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 28,1% mas.,
- gluten pszenny - 27,1% mas.,
- ester pentaerytrytowy kalafonii - 0,5% mas.,
- włókno celulozowe - 6,3% mas.,
- woda - 37,5% mas.
Postępowano jak w przykładzie 5. Otrzymana kompozycja charakteryzowała się bardzo wysokim kątem zwilżania wynoszącym 99,7°, charakteryzowała się ponadto odpornością na rozpuszczanie w wodzie powyżej 3 600 s, co wskazuje na jej przydatność w produkcji m.in. opakowań i tacek do dań gotowych, pokrywek do kubków i innych.
Przykład 7
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 0,1% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 26,6% mas.,
- gluten pszenny - 26,5% mas.,
- ester pentaerytrytowy kalafonii - 3,1 % mas.,
- włókno celulozowe - 6,3% mas.,
- woda - 37,4% mas.
Postępowano jak w przykładzie 5. Otrzymany materiał charakteryzował się bardzo wysokim kątem zwilżania wynoszącym 96,2°, co wskazuje na hydrofobowy charakter powierzchni kompozycji, charakteryzował się ponadto odpornością na rozpuszczanie w wodzie powyżej 3 600 s, co wskazuje na jego przydatność w produkcji m.in. opakowań i tacek do dań gotowych, pokrywek do kubków i innych.
Przykład 8
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 0,5% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 16,7% mas.,
- gluten pszenny - 48,5% mas.,
- ester pentaerytrytowy kalafonii - 0,5% mas.,
- włókno celulozowe - 0,5% mas.,
- woda - 33,3% mas.
Postępowano jak w przykładzie 5 z tym, że wytłoczynę prasowano następnie w temperaturze 70°C przez okres ok. 300 s, pod ciśnieniem 800 kPa. Otrzymany materiał charakteryzował się wysokim kątem zwilżania wynoszącym 68,8° oraz odpornością na rozpuszczanie w wodzie powyżej 3 600 s, co wskazuje na jego przydatność w produkcji m.in. opakowań i tacek do dań gotowych, pokrywek do kubków i innych.
Przykład 9
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 35,7% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 17,9% mas.,
- gluten pszenny - 17,3% mas.,
- ester glicerynowy kalafonii - 0,1% mas.,
- włókno celulozowe - 0,5% mas.,
- woda - 28,5% mas.
Postępowano jak w przykładzie 5 z tym, że w drugim etapie uzyskaną mieszaninę dozowano do leja zasypowego wytłaczarki dwuślimakowej i poddawano wytłaczaniu, przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C i prędkości obrotowej ślimaków na poziomie 1 obr/s. Otrzymaną wytłoczynę bezpośrednio po jej wytworzeniu zgranulowano i zadozowano do leja zasypowego wtryskarki i poddano uplastycznianiu przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C, a następnie poddano wtryskiwaniu do formy ogrzewanej do temperatury 200°C z jednoczesnym odprowadzeniem pary wodnej, powstającej w procesie formowania. Otrzymany materiał charakteryzował się kątem zwilżania wynoszącym 54,4° oraz odpornością na rozpuszczanie w wodzie powyżej 3 600 s, co wskazuje na jego przydatność w produkcji m.in. opakowań i tacek do dań gotowych, pokrywek do kubków i innych.
Przykład 10
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 0,5% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 16,1% mas.,
- gluten pszenny - 50,8% mas.,
- wosk Carnauba - 3,6% mas.,
- włókno celulozowe - 0,5% mas.,
- woda - 28,5% mas.
Postępowano jak w przykładzie 9 z tym, że wytłoczynę bezpośrednio po jej wytworzeniu zgranulowano i zadozowano do leja zasypowego wtryskarki i poddano uplastycznianiu przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C, a następnie poddano wtryskiwaniu do formy ogrzewanej do temperatury 150°C z jednoczesnym odprowadzeniem pary wodnej, powstającej w procesie formowania. Otrzymany materiał charakteryzował się kątem zwilżania wynoszącym 64,3° oraz odpornością na rozpuszczanie w wodzie powyżej 3 600 s, co wskazuje na jego przydatność w produkcji m.in. opakowań i tacek do dań gotowych, pokrywek do kubków i innych.
Przykład 11
Przygotowano kompozycję ze składników w ilościach przeliczonych w odniesieniu do całkowitej masy wsadu kompozycji:
- mąka pszenna zawierająca 10% mas. białka - 0,5% mas.,
- skrobia ziemniaczana - 11,7% mas.,
- gluten pszenny - 44,5% mas.,
- wosk Carnauba - 3,3% mas.,
- włókno celulozowe - 6,7% mas.,
- woda - 33,3% mas.
Postępowano jak w przykładzie 10. Otrzymany materiał charakteryzował się kątem zwilżania wynoszącym 69,8° oraz odpornością na rozpuszczanie w wodzie powyżej 3 600 s, co wskazuje na jego przydatność w produkcji m.in. opakowań i tacek do dań gotowych, pokrywek do kubków i innych.
Każdorazowo sporządzoną zgodnie z powyższymi przykładami kompozycję kondycjonowano w wodzie w czasie do 120 h. Próbki nie wykazywały istotnych zmian zarówno w ich konsystencji, jak i morfologii powierzchni. Próbki były zwarte i niespęcznione wodą, co wskazuje na ich przydatność do produkcji m.in. słomek do napojów, opakowań i tacek do dań gotowych, mieszadełek do napojów, pokrywek do kubków i innych tym podobnych artykułów mających bezpośredni kontakt z żywnością

Claims (15)

1. Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa zawierająca skrobię natywną, wodę oraz dodatki znamienna tym, że w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji zawiera: - od 0,1% mas. do 52,5% mas. mąki roślinnej, - od 0,1% mas. do 28,1% mas. skrobi natywnej, - od 1% mas. do 51,1% mas. białka roślinnego,
- od 0,1% mas. do 14,0% mas. substancji hydrofobizujących wybranych z grupy obejmującej: kalafonię i jej estry, oleje i woski roślinne,
- od 0,5% mas. do 12,3% mas. napełniaczy wybranych z grupy obejmującej włókna celulozowe oraz mączkę drzewną.
2. Kompozycja według zastrz. 1 znamienna tym, że mąką roślinną jest mąka pszenna i/lub mąka ryżowa.
3. Kompozycja według zastrz. 1 znamienna tym, że mąka roślinna zawiera w swoim składzie białka zawierające w swojej strukturze substancje wybrane z grupy obejmującej aminokwasy korzystnie kwas glutaminowy, kwas asparaginowy.
4. Kompozycja według zastrz. 1 znamienna tym, że skrobia natywna jest skrobią ziemniaczaną i/lub kukurydzianą.
5. Kompozycja według zastrz. 1 znamienna tym, że białkiem roślinnym jest białko zawierające w swojej strukturze substancje wybrane z grupy obejmującej aminokwasy korzystnie kwas glutaminowy, kwas asparaginowy, korzystnie gluten, izolat białka ryżu.
6. Kompozycja według zastrz. 1 znamienna tym, że substancjami hydrofobizującymi są substancje wybrane z grupy obejmującej estry kalafonii, korzystnie ester glicerynowy kalafonii i/lub ester pentaerytrytowy kalafonii i/lub woski roślinne, korzystnie wosk Carnauba i/lub oleje roślinne, korzystnie olej lniany i/lub ich mieszaniny.
7. Kompozycja według zastrz. 1 znamienna tym, że napełniaczem wzmacniającym wytrzymałość mechaniczną są napełniacze celulozowe.
8. Sposób otrzymywania biodegradowalnej kompozycji białkowo-węglowodanowej określonej w zastrzeżeniach od 1 do 7 znamienny tym, że realizowany jest w dwóch etapach:
a) w etapie pierwszym, przy użyciu mieszalnika mechanicznego, w temperaturze w zakresie 20-25°C, miesza się mąkę roślinną, ze skrobią natywną, z białkiem roślinnym oraz z substancjami hydrofobizującymi, wybranymi z grupy obejmującej: kalafonię i jej estry, oleje i woski roślinne, napełniaczem wybranym z grupy obejmującej włókna celulozowe oraz mączkę drzewną, a także z wodą w ilości od 24,0% do 42,9% mas. w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji, przez okres do 1 800 s., korzystnie do 900 s,
b) w etapie drugim uzyskaną w etapie pierwszym mieszankę białkowo-węglowodanową bezpośrednio po jej wykonaniu dozuje się do leja zasypowego wytłaczarki lub wtryskarki i poddaje się uplastycznianiu przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C, a następnie poddaje się obróbce kształtującej.
9. Sposób według zastrz. 8 znamienny tym, że mieszanie w etapie pierwszym prowadzi się w szczelnej komorze pod obniżonym ciśnieniem wynoszącym co najwyżej 80 kPa.
10. Sposób według zastrz. 8 znamienny tym, że otrzymaną w etapie pierwszym mieszankę białkowo-węglowodanową odgazowuje się pod obniżonym ciśnieniem wynoszącym co najwyżej 80 kPa.
11. Sposób według zastrz. 8 znamienny tym, że wytłaczarka jest urządzeniem wytłaczającym podzielonym na kontrolowane temperaturowo strefy grzejne, obejmujące lej zasypowy układ uplastyczniania i głowicę, korzystnie jest urządzeniem jedno lub wieloślimakowym.
12. Sposób według zastrz. 8 znamienny tym, że po wytłoczeniu wytłoczyny wygrzewa się w gorącym powietrzu o temperaturze 80°C, aż do obniżenia zawartości wody w wytłoczynie w zakresie 5-20% mas.
13. Sposób według zastrz. 8 znamienny tym, że bezpośrednio po wytłoczeniu wytłoczynę prasuje się w temperaturze 70-200°C pod ciśnieniem minimum 800 kPa w czasie minimum 60 s.
14. Sposób według zastrz. 8 znamienny tym, że po uplastycznieniu we wtryskarce formowanie przeprowadza się w temperaturze w zakresie 150-200°C z jednoczesnym odprowadzeniem pary wodnej, powstającej w procesie formowania.
15. Sposób według zastrz. 8 znamienny tym, że uzyskaną w etapie drugim wytłoczynę kompozycji białkowo-węglowodanowej rozdrabnia się na granulat i dozuje się do leja zasypowego wtryskarki i poddaje uplastycznianiu przy utrzymaniu temperatury stref grzejnych układu uplastyczniania i głowicy w zakresie 30-80°C, a następnie wtryskiwaniu do formy ogrzewanej do temperatury 150-200°C z jednoczesnym odprowadzeniem pary wodnej, powstającej w procesie formowania.
PL442783A 2022-11-11 2022-11-11 Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa i sposób jej otrzymywania PL249673B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442783A PL249673B1 (pl) 2022-11-11 2022-11-11 Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa i sposób jej otrzymywania
PCT/PL2023/050093 WO2024102011A1 (en) 2022-11-11 2023-11-11 Biodegradable protein-carbohydrate composition and methods for its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442783A PL249673B1 (pl) 2022-11-11 2022-11-11 Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa i sposób jej otrzymywania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL442783A1 PL442783A1 (pl) 2024-05-13
PL249673B1 true PL249673B1 (pl) 2026-06-01

Family

ID=89663631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL442783A PL249673B1 (pl) 2022-11-11 2022-11-11 Biodegradowalna kompozycja białkowo-węglowodanowa i sposób jej otrzymywania

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL249673B1 (pl)
WO (1) WO2024102011A1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993019125A1 (en) * 1992-03-20 1993-09-30 Iowa State University Research Foundation, Inc. Water-resistant starch-protein thermoplastics
US5523293A (en) * 1994-05-25 1996-06-04 Iowa State University Research Foundation, Inc. Soy protein-based thermoplastic composition for preparing molded articles
US5922379A (en) * 1998-05-05 1999-07-13 Natural Polymer International Corporation Biodegradable protein/starch-based thermoplastic composition
PL338031A1 (en) * 1997-07-09 2000-09-25 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Thermoplastic mix based on biopolymers for making biodegradable mouldings

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106417467A (zh) * 2016-09-18 2017-02-22 浙江工商大学 一种土豆面包及其生产方法
CN108373551A (zh) * 2018-03-08 2018-08-07 安徽巢湖南方膜业有限责任公司 一种可降解的食品包装膜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993019125A1 (en) * 1992-03-20 1993-09-30 Iowa State University Research Foundation, Inc. Water-resistant starch-protein thermoplastics
US5523293A (en) * 1994-05-25 1996-06-04 Iowa State University Research Foundation, Inc. Soy protein-based thermoplastic composition for preparing molded articles
PL338031A1 (en) * 1997-07-09 2000-09-25 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Thermoplastic mix based on biopolymers for making biodegradable mouldings
US5922379A (en) * 1998-05-05 1999-07-13 Natural Polymer International Corporation Biodegradable protein/starch-based thermoplastic composition

Also Published As

Publication number Publication date
PL442783A1 (pl) 2024-05-13
WO2024102011A1 (en) 2024-05-16