Біоруйнована композиція та виріб з неї

1 Бюруйнована композиція, що містить рослинні волокна, порошок з рослинної сировини, пшоутворюючу та гелеутворюючу домішки і воду, яка відрізняється тим, що як гелеутворюючу домішку вона містить суміш крохмалю і борошна при ВМІСТІ борошна в указаній суміші принаймні 50 мас %, а як зазначений порошок - порошок з пектиновмісних рослинних ВІДХОДІВ 2 Композиція за П 1, яка відрізняється тим, що вона містить вказані компоненти в такому співвідношенні, мас % рослинні волокна порошок з пектиновмісних рослинних ВІДХОДІВ борошно крохмаль пшоутворююча домішка вода 7,0-13,0 7,0-16,0 4,0-7,0 4,0 -7,0 0,4-0,8 решта Винахід відноситься до бюруйнованих композицій, до складу яких входять високомолекулярні сполуки, а саме короткі рослинні волокна та ІНШІ компоненти із рослинної сировини Винахід стосується також виробів, яки одержані з такої сировини і які можуть після їх використання за призначенням руйнуватися під впливом навколишнього середовища або піддаватися вторинній переробці при виробництві кормових добавок та комбікормів для тварин і птахів ВІДОМІ численні бюруйновані композицій, які містять рослинні волокна, порошок з рослинної 3 Композиція за пп 1 або 2, яка відрізняється тим, що зазначений порошок одержаний із кукурудзяних качанів та/або стовбурів соняшника, та/або фруктового та/або овочевого лушпиння 4 Композиція за будь-яким з пп 1 - 3 , яка відрізняється тим, що вона додатково містить 1,0 - 3,0 мас % розчинної целюлози, переважно карбоксиметилцелюлози 5 Композиція за будь-яким з пп 1 - 4 , яка відрізняється тим, що вона додатково містить 2,0 - 4,0 мас % кальцію фосфату 6 Композиція за будь-яким з пп 1-5, яка відрізняється тим, що вона додатково містить екологічно прийнятний барвник 7 Композиція за будь-яким з пп 1 - 6 , яка відрізняється тим, що довжина рослинних волокон складає 1-20 мм, переважно 4-10 мм 8 Композиція за будь-яким з пп 1 - 6 , яка відрізняється тим, що розмір частинок порошку з пектиновмісних рослинних ВІДХОДІВ складає 0,1 - 10 мкм, переважно 1-5 мкм 9 Виріб, що виготовлений з бюруйнованої композиції, який відрізняється тим, що використана композиція за будь-яким з пп 1-8 10 Виріб за п 9, який відрізняється тим, що він являє собою одноразовий посуд 11 Виріб за п 9, який відрізняється тим, що він являє собою упаковку для харчових та нехарчових продуктів сировини, пшоутворюючу та гелеутворюючу домішки і воду (див, наприклад, патент США № 5607963 ) Причому як гелеутворюючу домішку такі композиції найчастіше містять модифікований крохмаль, ПОЛІВІНІЛОВИЙ спирт альгінат та подібні недешеві продукти, що у свою чергу суттєво здорожує композицію і вироби з неї Обидва основних целюлозних компоненти рослинні волокна і порошок виготовляють з різних культурних і дикоростучих трав'янистих, чагарникових та деревних рослин пшениці, жита, вівса, ячменю, рису, проса, сорго, очерету, цукрового СО 49713 очерету тощо Такі рослини, що мають великий вміст целюлози, дійсно прийнятні для одержання волокон Інша справа - порошок, головна задача якого скріплювати, "цементувати" композицію Але порошок з "целюлозної" рослинної сировини не зовсім підходить для такій мети, тому потрібна додаткова КІЛЬКІСТЬ піноутворюючих та гелеутворюючих домішок Основною задачею винаходу було створити таку бюруйнівну композицію, яка б відповідала всім технічним вимогам, що пред'являються до таких композицій (бюруйнівність, придатність для виготовлення міцних виробів, які піддаються вторинній переробці і можуть руйнуватися під впливом навколишнього середовища) і при цьому була б досить недорогою Іншою задачею було створення виробів з бюруйнованої композиції, які б мали високу здатність до бюдеструкцм і підвищену живильну ЦІННІСТЬ при згодовуванні тваринам і птахам як самі по собі, так і в складі комбікормів і кормових добавок Для вирішення першої задачі бюруйнована композиція, що містить рослинні волокна, порошок з рослинної сировини, пшоутворюючу та гелеутворюючу домішки і воду, згідно з винаходом як гелеутворюючу домішку містить суміш крохмалю і борошна при ВМІСТІ борошна в указаної суміші принаймні 50мас %, а як зазначений порошок такий, що одержаний з пектиновмисніх рослинних ВІДХОДІВ Нами було виявлено, що заміна часини крохмалю на борошно не суттєво впливає на ступень гелеутворення Крім того, оскільки порошок з пектиновмисніх рослинних ВІДХОДІВ, також має гелеутворюючі властивості, сумарна ступень гелеутворення навіть зростає Слід також додати, що пектин додає композиції (і виробам з неї) живильних властивостей, при цьому ціна продукту принаймні не зростає, оскільки борошно дешевше крохмалю, що компенсує мабуть трохи більшу ціну пектиновмисніх рослинних ВІДХОДІВ в порівнянні з ціною "целюлозних" ВІДХОДІВ Переважно, щоб композиція містила компоненти в такому співвідношенні (мас %) рослинні волокна 7,0-13,0 порошок з пектиновмисніх рослинних ВІДХОДІВ 7,0-16,0 борошно 4,0 - 7,0 крохмаль 4,0 - 7,0 пшоутворююча домішка 0,4 - 0,8 вода решта Порошок з пектиновмисніх рослинних ВІДХОДІВ бажано одержувати із кукурудзяних качанів та/або стовбурів соняшника, та/або фруктового та/або овочевого лушпиння Крім того композиція може додатково містити ЦІЛЬОВІ добавки 1,0 - З.Омас % розчинної целюлози, переважно карбоксиметил целюлози, 2,0 4,0мас % кальцію фосфату, екологічно прийнятні барвники Оптимальний розмір частинок порошку з пектиновмисніх рослинних ВІДХОДІВ складає 0,0 Юмкм, переважно 1 - 5мкм Іншу задачу винаходу вирішують тим, що з такої бюруйнованої композиції виготовляють вироби, наприклад такі як одноразовий посуд або упаковки для харчових та нехарчових продуктів Такі виробі можуть бути легко утилізовані після їх використання, в тому числі шляхом їх використовування як кормової добавки для тварин Далі винахід підтверджується детальним його описом із наведенням конкретних прикладів реалізації, що однак ні в якому разі не повинне бути витлумачене як обмеження обсягу патентного захисту Винахід в загальному вигляді здійснюють таким чином Обоє основних целюлозних компонента короткі рослинні волокна і порошок, використовувані в пропонованій композиції, можуть бути виготовлені з різних культурних і дикоростучих трав'янистих, чагарникових рослин і дерев, а саме солома пшениці, жита , вівса, ячменя, рису, проса, сорго, цукровий очерет, очерет і т д Використовують здрібнену клітковину рослин з волокнами довжиною від 1 до 20мм, переважно 4 - 10мм і товщиною в межах 0,01 - 0,1мм Обсяг часточок рослинного порошку коливається від 10 до ЮОмкм3, переважно від ЗО до 80мкм Короткі рослинні волокна і порошок одержують за допомогою відомих методів До складу композиції уводять від 7,0 до 13,0% волокон рослин, порошку - від 7,0 до 16% від загальної маси компонентів Замість крохмалю як основного гелеутворюючого матеріалу в дійсному винаході застосовують суміш 1 1 крохмалю і борошна від 8,0 до 14,0%, а для посилення гелеутворюючих і кліючих властивостей - від 1 до 3% КМЦ Застосування в аналогічних патентах таких гелеутворюючих матеріалів як модифікований крохмаль, альгінат, ПОЛІВІНІЛОВИЙ спирт і інших, здорожує вироби і робить їх погано руйнованими Надмірне пшоутворення в дійсному винаході, як і в патенті-прототипі, запобігають шляхом використання таких нешкідливих речовин у нешкідливих дозах, як ІЧаНСОЗ, NH4HCO3 чи їм подібнім речовинам в КІЛЬКОСТІ від 0,4 до 0,7% від загальної маси компонентів Для підвищення гелеутворюючих властивостей колоїду в дійсну композицію додають від 1 до 3% карбоксиметил целюлози Цим же розчином змочують форми перед їхнім заповненням композицією і прес перед виготовленням виробів При готуванні пшоутворюючої целюлозної композиції в зазначене вище КІЛЬКІСТЬ ВОДИ додають борошно і крохмаль, суміш активно перемішують при підігріванні (66°С), наприклад, у водяній лазні Після одержання гомогенної суміші регулюють рН до нейтральних значень, додають волокна і порошок клітковини, пшоутворюючий агент і ІНШІ добавки, перемішують у міксері до одержання гомогенної суміші Якість одержуваної продукції по дійсному винаході залежить від майстерності готування композиції і проведення технологічного процесу, зокрема, формування поверхневої плівки, витримування оптимальної температури при пресуванні і сушінні виробів Зміст ВОДИ В ГОТОВІЙ продукції не повинне перевищувати 10% від маси По потребі з піноутворюючої бюруйнованої композиції на основі здрібненої клітковини одержують виробу різної форми, включаючи, наприклад, прилади для сервіровки столу, цебра для харчових продуктів, тару для рідких і сипучих ма 49713 теріалів, пакувальний матеріал, декоративні картони тощо Приклади реалізації винаходу Приклад 1 Б сполука композиції уводять волокна здрібненої пшеничної соломи розміром від 5 до 72мм, порошок здрібненої пшеничної соломи (обсяг часточок порошку в середньому 45мкм3), пшеничне борошно, картопляний крохмаль, КМЦ, (ІЧЬЦЬСОз у ВІДПОВІДНІЙ КІЛЬКОСТІ (таблиця 1) У процесі готування композиції у воду вносять крохмаль, суміш активно перемішують при підігріванні (60°С) до перетворення крохмалю в напівпрозорий колоїд Після ЦЬОГО припиняють підігрівання, додають борошно, NH4HCO3, Саз(Р04)г і КМЦ, суміш ретельно перемішують у міксері, порціями вносять волокна і порошок клітковини, продовжуючи перемішування до одержання гомогенної суміші Таблиця 1 N п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Частин маси Найменування компонентів волокна пшеничної соломи порошок пшеничної соломи пшеничне борошно крохмаль картопляний техн Карбоксиметил целюлоза кальцію фосфат NH4CO3 Вода 45 65 25 25 3 5 2,0 400,0 Для виготовлення виробів відповідне КІЛЬКІСТЬ композиції поміщають у форми і формують при тиску 5мПа і температурі від 150 - 200°С протягом 2 - 3 хвилин, потім виробу виймають з форми і досушують у сушильних шафах протягом ЗОхв , при 105°С Приклад 2 Для виготовлення бюруйнованих виробів разового чи небагаторазового використання, що відрізняються підвищеною МІЦНІСТЮ, складають композицію такого вмісту (таблиця 2) Таблиця 2 N п/п 1 2 3 4 5 6 7 Частин маси Найменування компонентів волокна пшеничної соломи (4 12мм) порошок качанів кукурудзи (середній обсяг часток - 50мкм ) борошно пшеничне вода питна NaHCO3 Са3(Р04)2 КМЦ 45,0 65,0 50,0 39,0 5,0 10,0 2,5 Порошок кукурудзяних качанів (шкірки яблук, груш, слив і т д ) вносять у воду, підкислену розчином соляної кислоти (до рН = 4,0), активно перемішують при підігріванні (60°С) до одержання гомогенної суміші, нейтралізують содою (ІЧаНСОз), додають волокна клітковини, Саз(Р04)г і активно перемішують до одержання гомогенної маси Перед формуванням готових виробів форми і прес змазують 2,0% розчином КМЦ Процес виготовлення і висушування виробів - як у прикладі 1 Приклад З Виробу виготовляють як у прикладі 1, за винятком того, що замість крохмалю в як гелеутворюючий матеріал використовують рисовий відвар КІЛЬКІСТЬ сухих речовин у відварі визначають за допомогою спеціального приладу Порівняння зразків МІЦНІСТЬ виготовлених виробів випробують у ВІДПОВІДНОСТІ зі стандартним методом GB 6545 - 86 (CN) Виробі, отримані за прикладом 1, мають показник руйнування ЗбОкЛа, за прикладом 2 415кЛа, а за прикладом 3 - 382кЛа ЩІЛЬНІСТЬ матеріалу готових виробів, що визначається стандартним методом GB 8808 - 86 (CN) складає ВІДПОВІДНО 0,28, 0,32 і 0,29 г/см3 Пропоновані пшоутворюючи целюлозні композиції є небагато коштовними, мають гарну пластичність, як і пшоутворюючи пластмаси вони придатні для масового промислового виробництва Легкість, ГІГІЄНІЧНІСТЬ і висока пористість готових виробів забезпечують економію вихідної сировини, а гарна гладка плівка на поверхні цих виробів додає їм сприятливий ЗОВНІШНІЙ вигляд У зв'язку з цим вироби, що виготовлені по дійсному винаходу, мають вартість у 5 разів нижче, ніж із пластмас Токсичність, токсигенність і мутагенність матеріалу виробів по дійсному винаходу оцінювали методом (S Vemtt, С Crofton-Sieign, R Porster Bacterial Mutation Assays Using Reverse Mutation, Mutagemcity Testing - a Practical Approach - Oxford, Washington, D С 1984, pp , 45 - 98) Бюруйнівність готових виробів аналізували за допомогою класичних методик з комерційними препаратами целюлази і протеазы До навіски здрібненого матеріалу додавали забуферений розчин ферментів і шкубували від 6 до 12 годин у термостаті при 30°С Результати тестів позитивні під дією ферментів целюлозні і білкові субстрати піддавалися активної деструкції з утворенням продуктів ферментних реакцій цукрів, що редукують, і амінокислот ВІДПОВІДНО Використані вироби, яки зроблені по дійсному винаходу після здрібнювання в порошок (обсяг часток 50 - 100 мкм3) можна включати в раціон молодняку великої рогатої худоби при його вирощуванні на м'ясо Норми ГОДІВЛІ подані в таблиці 3 (по Калашникову О П) Таблиця З Показники Жива маса наприкінці, кг 9-Ю 276 11 -12 324 Вік, МІС 13-14 381 15-16 444 17-18 507 49713 Продовження табл З Показники Суха речовина, кг Кормові одиниці, кг Обмінна енергія мДж Сирий протеїн, м Перетравлюваний протеїн, м Сира клітковина, м Крохмаль, м Сахара, м Сирий жир м Сіль поварена, м Кальцій, м Фосфор, м Сірка, м Залізо, мг 9-Ю 11 -12 Вік, МІС 13-14 15-16 17-18 7,2 6 66 940 612 7,6 6,5 72 8,3 7,2 78 9 8 85 10 9 93 1010 1098 1210 1305 663 720 760 846 1674 1753 864 500 207 37 43 ЗО 23 504 923 524 225 40 50 33 25 532 2060 1010 2220 1130 2470 1266 580 247 45 50 36 28 581 626 275 50 55 40 31 630 702 306 55 60 44 34 700