БИОРАЗЛАГАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ ДЛЯ УПАКОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ. ЧАСТЬ 1

Ирина Юрьевна Потороко, Артем Владимирович Малинин, Арам Валерикович Цатуров, Багале Удей

Аннотация


Каждый день в мире используется более 4 миллиардов пакетов из синтетических полимеров при среднем времени использования пакета около 20 минут, в то же время срок разложения данного вида материала в компосте составляет около 100–500 лет. Решение этой проблемы может быть достигнуто путем создания биоразлагаемого композиционного материала на основе растительных биополимеров, которые могли бы распадаться. Данное направление на сегодняшний день является актуальным в связи с постоянно возрастающими объемами производства полимеров и полимерных изделий, приводящих к загрязнению окружающей среды (на сегодняшний день полиэтилен и изделия из него составляют 40 % бытового мусора), вопросы их утилизации становятся глобальной экологической проблемой для биоразложения материала на безопасные вещества под действием окружающей среды. Целью настоящего исследования стало изучение свойств биодеградируемого полимера на основе крахмала кукурузного и целлюлозного волокна, путем подбора оптимальных технологических параметров и соотношения компонентного состава для получения пленочного материала с улучшенными характеристиками, близкими к аналогу изделию упаковки, и в то же время обладающими биоразлагаемой способностью. Поэтому для решения данной проблемы применялся подбор и вариации соотношения органических компонентов в композиционном матриксе суспензии, анализ технологических параметров и поэтапное смешивание и тепловая обработ-ка до образования гелеобразных суспензий для получения биодеградируемых пленок с улучшенными характеристиками. В процессе исследования нами было установлено, что наилучшими показателями обладает образец 2 (1,5 % кукурузного крахмала / 0,5 % целлюлозы / 0,2 % альгината натрия). Пленочный материал полупрозрачный, матовый, поверхность однородная без наличия дефектов, имеет повышенную эластичность при высокой прочности. Полученный пленочный материал может быть использован для создания упаковочных материалов для пищевой отрасли для снижения нагрузки на окружающую среду.

Ключевые слова


биодеградируемая пленка; кукурузный крахмал; целлюлоза; альгинат натрия; пластификатор; экология.

Полный текст:

PDF

Литература


Власов, С.В., Ольхов, А.А. Биоразлагаемые полимерные материалы // Полимерные материалы: изделия, оборудование, технологии. – 2006. – № 7. – С. 23–26.

Гулюк, Н.Г. Крахмал и крахмалопродукты/ Н.Г. Гулюк. – М.: Агропромиздат, 1985. – 240 с.

Дятлов, Д.С., Гулемова, Л.Р. Биопластики как замена стандартных полимерных материалов // Материалы и методы инновационных научно-практических исследований и разработок Калуга, 28 октября 2019 г. – 2019. – С. 57–59. 4. Захарова, Т.Н. Органическая химия / Т.Н. Захарова, Н.А. Головлева. – М.: Академия, 2012. – 400 c.

Крутько, Э.Т. Технология биоразлагаемых полимерных материалов / Э.Т. Крутько, Н.Р. Прокопчук, А.И. Глоба. – Минск: Изд-во БГТУ, 2014. – 105 с.

Легонькова О.А., Федотова М.С. Биополимеры в упаковочной отрасли // Переработка молока. – 2012. – № 6. – С. 48–51.

Легонькова, О.А. Биоразлагаемые материалы в технологии упаковки // Тара и упаковка. – 2003. – № 6. – С. 56–60.

Лонг, Ю. Биоразлагаемые полимерные смеси и композиты из возобновляемых источников/ Ю. Лонг. – СПб.: Научные основы и технологии, 2013. – 464 с.

Оганесян Э.Т. Органическая химия / Э.Т. Оганесян. – Ростов н/Д: Феникс, 2016. – 429 с. 10. Рыбкина С.П., Пахаренко В.В., Булах В.Ю. Биоразлагаемые упаковочные материалы на основе полисахаридов (крахмала) // Пластические массы. – 2012. – № 2. – С. 61–64. 11. Сивкова, Г.А. Получение биоразлагаемого пластика из возобновляемого сырья/ Г.А. Сивкова, А.А. Хусаинова // Традиционная и инновационная наука: история, современное состояние, перспективы, Саратов, 10 января 2020 г. – 2020. – С. 25–30.

Тюкавкина, Ю.И. Биоорганическая химия/ Ю.И. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. – М.: Дрофа, 2004. – 544 c. 13. Терентьева, Э.П. Основы химии целлюлозы и древесины: учебно-методическое пособие / Э.П. Терентьева, Н.К. Удовенко, Е.А. Павлова, Р. Г. Алиев. – СПб.: ГОУВПО СПбГТУ РП, 2010. – 23 c.

Ушаков, С.Н. Поливиниловый спирт и его производные / С.Н. Ушаков. – Москва – Л.: Академия наук СССР, 1960. – 553 с.

Ali Ghadetaj, Hadi Almasi, Laleh Mehryar. Development and characterization of whey protein isolate active films containing nanoemulsions of Grammosciadium ptrocarpum Bioss. essential oil. Food Packaging and Shelf Life 16, (2018) 31–40.

Alberto Jimenez, María Jose Fabra, Pau Talens Amparo Chiralt. Edible and Biodegradable Starch Films: A Review. Food and Biopro-cess Technology 5, (2012) 2058–2076.

A.A. S Curvelo, A.J. F de Carvalho, J.A. M Agnelli. Thermoplastic starch-cellulosic fibers composites: preliminary results. Carbohydrate Polymers 45, (2001) 183–188.

Parker R., Ring S.G. Starch structure and properties. Carbohydr. Eur, (1996) 6–10.

Pareta, R. A novel method for the preparation of starch films and coatings /R. Pareta, M. J. Edirisinghe // Carbohydrate Polymers. – 2006. – V. 63, № 3. – P. 425–431.

Yu L., Petinakis S., Dean K., Bilyk A., Wu D. Green polymeric blends and composites from renewable resources. Macromol. Symp, (2007) 535–539.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.