Состав и способ получения биоразлагаемой одноразовой посуды
COMPOSITION AND METHOD OF PRODUCING BIODEGRADABLE DISPOSABLE TABLEWARE

Группа изобретений относится к области изготовления одноразовой посуды, полностью разлагающейся в условиях окружающей среды, не загрязняя эту среду. Настоящее изобретение относится к одноразовой посуде, которая не содержит синтетических добавок и, таким образом, способна полностью разлагаться в естественных условиях окружающей среды, съедобна для животных, и к способу производства такой одноразовой посуды.
Из уровня техники известен состав и способ получения разлагаемой одноразовой посуды по патенту СN1146315 (A) 1997-04-02. Указанное изобретение раскрывает состав одноразовой посуды из воды, пшеницы, кукурузы, маниоки и картофеля, которые смешивают с отвердителем: с акриламидом и / или бисакриламидом и / или дивинилсульфобензолом и / или метилизомочевиной метилбензолсульфокислотой и / или бис (винилсульфонилметил) эфиром и / или бутириллактоном и / или поливинилакрилат, и / или поливиниловый спирт, и / или полимочевина, и / или крахмал, диальдегид, с целлюлозой, в качестве пластификатора используют – полиолы. При этом способ получения состоит в разбивании зерна, смешивании всех ингредиентов, после чего смешанную массу направляют на гомогенизацию. Затем гомогенизированный материал направляют в форму для горячего прессования, температура составляет 85 ~ 120 °C, время составляет 5 ~ 50 секунд / время, давление составляет 100 кг / время ~ 50 тонн / время. После того, как фасонное изделие подвергается последующей обработке и упаковке, получается биоразлагаемая одноразовая посуда. Недостатки известного состава и способа получения   заключаются в следующем:
- данная посуда подвержена грибковому и бактериальному поражению;
- не удерживает воду или жидкость более 20 мин, от воздействия которой данная посуда разрушается;
- не устойчивость к низким температурам, вследствие при минусовых температурах применение указанной посуды  ограничено;
- не устойчивость к ультрафиолету, при постоянном попадании солнечных лучей данная посуда растрескивается;
- получаемая таким образом посуда не является гибкой, что так же ограничивает ее функционал использования;
- кроме того, себестоимость данного изобретения высокая, так как используется более 80% пищевых продуктов, которые могут использоваться в пищевой промышленности.
Также из уровня техники известен следующий состав и способ производства одноразовой разлагаемой посуды, раскрытые в патенте CN1256905 (A) 2000-06-21.  Известная из указанного патента посуда имеет следующий состав: рисовая шелуха; желатин; крахмал и полиалкилбутират. В вышеупомянутый состав добавляют воду и смешивают. При этом технология производства включает следующие этапы: измельчение, перемешивание, прокатка в листовой материал, формование. Однако данный состав и технология, так же имеют ряд недостатков:
- получаемая одноразовая посуда  подвержена грибковому и бактериальному поражению, нет гарантии сохранить материал при складском хранении и не получить загрязнения бактериями;
-  не удерживает воду или жидкость более 20 мин, поскольку при более длительном контакте с жидкостью разрушается;
- не устойчива к низким температурам, посуда становится хрупкой, что ограничивает ее применение при отрицательных температурах и ограничивает диапазон ее применения;
- не устойчива к ультрафиолету и при постоянном попадании солнечных лучей получаемая посуда растрескивается;
- не обладает гибкими свойствами, что ограничивает ее функционал использования;
- также данная посуда обладает высокой себестоимостью, поскольку в ее производстве используется  более 80% пищевых продуктов, которые могут использоваться в пищевой промышленности;
- кроме того, производство данной посуды ограничивается географическими условиями, поскольку  производить ее можно только там, где произрастает рис, так как рис основное сырье.
Наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является патент RU 2309652 C2 10.11.2007, который раскрывает следующий состав и способ производства саморазлагающейся одноразовой посуды.   Состав известной посуды состоит из: 1-30 вес% остатков урожая, 1-30 вес% кукурузной муки, 1-10 вес% коры шелковицы бумажной, 1-10 вес% мха и 30-96 вес% смеси муки из зерна зерновых культур. В качестве остатков урожая используют солому риса, пшеницы, ячменя, и других злаковых культур, мякины или отрубей. При этом процесс производства заключается в формовании сжатием полученной смеси в заданные формы и размеры под действием высокой температуры и высокого давления. Получаемая таким образом посуда также имеет ряд недостатков, а именно:
- отсутствует устойчивость к ультрафиолету, разрушается при его действии в течение 20 минут;
- привязка получения одноразовой посуды к географическому положению, в связи с использованием коры шелковицы, которая не повсеместно произрастает;
- состав содержит большое количество пищевых продуктов, что увеличивает его себестоимость, и тем самым влияет на экономическую эффективность;
- также   получаемая одноразовая посуда подвержена грибковому поражению.
Задача настоящей группы изобретений состоит в получении одноразовой биоразлагаемой посуды с антибактериальными, антисептическими и антигрибковыми свойствами, с минимальным использование пищевых продуктов в составе до 20%.
Технический результат заявленной группы изобретений заключается в обеспечении одноразовой биоразлагаемой посуды, имеющей антибактериальные, антисептические и антигрибковые свойства, с минимальным использование пищевых продуктов в составе до 20%, которая может быть съедобна для животных, а также обладает возможностью удерживать влагу от 8 до 12 часов, устойчива к низким температурам и ультрафиолету, имеет гибкую форму, есть возможность производить в любых регионах, поскольку при производстве можно использовать кору любых деревьев,  а также получаемая посуда устойчива к спиртам. Кроме того, заявленная посуда полностью разлагается в условиях окружающей среды, может быть съедена животными, не загрязняет окружающую среду.
Указанный технический результат достигается за счет следующего состава одноразовой посуды и ее приемов производства.
Одноразовая посуда имеет следующий состав в % содержании:
кора дерева – не менее 25%; мох – не менее 10%; целлюлоза в виде ваты очищенной – не более 15%; солома или жмых семечек подсолнечника – не менее 10 %; крахмал овсянки или крахмал картофеля или овсяное зерно – не более 20%; лимонная кислота – не менее 10%; фруктоза – не более 10%.
Таким образом, снижение до 20 % пищевых продуктов значительно сокращает стоимость производства. Кора, мох, солома или жмых семечек подсолнечника являются натуральными ингредиентами, как и вся заявляемая одноразовая посуда, и полностью съедобны для животных.Использование в составе комбинации мха и коры деревьев в определенных концентрациях позволяет обеспечить антибактериальные, антисептические и антигрибковые свойства посуде, что в свою очередь позволяет долго хранить изделия в сухих помещениях.
Указанный состав с определенными  концентрациями каждого ингредиента позволяет создать посуду с возможностью удерживания влаги от 8 часов до максимум 12 часов.
Присутствие в составе посуды фруктозы обеспечивает ее устойчивость к низким температурам, поскольку фруктоза — это природный компонент, который использует вся растительная флора для защиты от перепада низких температур.
Содержание в составе посуды крахмала или овсяного зерна, за счет наличия в них белка, обеспечивает устойчивость к ультрафиолету.
Оптимальный процентный подобранный состав ингредиентов обеспечивает гибкость получаемого продукта.
Возможность использования коры любых деревьев географически не ограничивает регион производства.
За счет пектина, образованного уже в процессе изготовления посуды при нагреве состава,  обеспечивается устойчивость к спиртам.
При этом способ производства одноразовой посуды указанного состава реализуется следующими приемами. Выполняют подготовку сухого сырья путем его сушки при температуре не более 103°С в течение не более 8 часов, затем выполняют термическую обработку сырья при температуре не более 100°С не более 1 часа, что обеспечит ее антибактериальные свойства, после чего выполняют повторную сушку сырья при температуре не более 90°С не более 4 часов, после чего выполняют измельчение коры, мха, соломы или жмыха семян подсолнечника, целлюлозы в виде очищенной ваты, при этом параллельно подготавливают раствор из смеси картофельного крахмала или крахмала из овса, или овсяного зерна с  лимонной кислотой и фруктозой, указанную  смесь варят при температуре не более 97°С в течение не менее 5 минут, после чего соединяют измельченные ингредиенты с жидкой смесью при температуре 70-90°С, выполняют гомогенизацию полученной массы, а затем отливают готовую продукцию под давлением.
В результате получаем одноразовую посуду, которая в результате проведенных нами испытаний имеет следующие возможности.
При заливке кипятка посуда держит свою форму не меняя 8 часов, максимум 12 часов, аналогично с холодной или горячей водой до 100° С.
При разогреве в микроволновой печи структура не меняется, но упаковка или посуда становится более гибкой.
При помещении в холодильную камеру посуда форму не меняет и становится более гибкой.
При хранении овощей в нашей упаковке результаты показали, что в течение недели не было процесса гниения, в отличие от аналогов в пластике.Так же данную посуду едят грызуны.
При заливке кипятком структура полностью не меняется 15 мин, далее форма становится более гибкая.
При изъятии воды из формы можно заливать повторно в форму воду, но не более 10 раз. Так как потом при интенсивном заливании воды до 100° С стенки становятся не устойчивыми и теряют форму.
Примеры конкретной реализации.
Пример 1.
Выполняют подготовку сырья: кора дуба - 25%; мох сфагнум - 10%; целлюлоза в виде ваты очищенной - 15%; пшеничная солома - 10 % путем его сушки при температуре 103°С в течение не более 8 часов, затем выполняют термическую обработку данного сырья при температуре 100°С в течение 50 минут, что обеспечит ее антибактериальные свойства, после чего выполняют повторную сушку сырья при температуре 90°С в течение 3,5 часов, затем выполняют измельчение коры, мха, соломы, целлюлозы в виде очищенной ваты, при этом параллельно подготавливают раствор из смеси картофельного крахмала – 20%  с  лимонной кислотой – 10% и фруктозы – 10%, указанную  смесь варят при температуре 97°С в течение 5 минут, после чего соединяют измельченные ингредиенты с жидкой смесью при температуре 70-90°С, выполняют гомогенизацию полученной массы, а затем отливают готовую продукцию под давлением.
Полученная продукция имеет все заявленные характеристики, а именно: имеет антибактериальные, антисептические и антигрибковые свойства, содержит всего 20% пищевых продуктов, может быть съедобна для животных, а также обладает возможностью удерживать влагу от 8 до 12 часов, устойчива к низким температурам и ультрафиолету, имеет гибкую форму, может производиться в любых регионах, поскольку при производстве можно использовать кору любых деревьев,  а также получаемая посуда устойчива к спиртам. Кроме того, заявленная посуда полностью разлагается в условиях окружающей среды, может быть съедена животными, не загрязняет окружающую среду.
Пример 2.
Выполняют подготовку сырья: кора березы – 26 %; мох исландский – 12 %; целлюлоза в виде ваты очищенной – 12 %; солома овса – 10 % путем его сушки при температуре 102°С в течение не более 8 часов, затем выполняют термическую обработку данного сырья при температуре 95°С в течение 40 минут, что обеспечит ее антибактериальные свойства, после чего выполняют повторную сушку сырья при температуре 90°С  в течение 4 часов, затем выполняют измельчение коры, мха, соломы, целлюлоза в виде очищенной ваты, при этом параллельно подготавливают раствор из смеси картофельного овса 20%  с  лимонной кислотой 15% и фруктозы – 5%, указанную  смесь варят при температуре 95°С в течение 6 минут, после чего соединяют измельченные ингредиенты с жидкой смесью при температуре 70-90°С, выполняют гомогенизацию полученной массы, а затем отливают готовую продукцию под давлением.
Полученная продукция имеет все заявленные характеристики, а именно: имеет антибактериальные, антисептические и антигрибковые свойства, содержит всего 20% пищевых продуктов, может быть съедобна для животных, а также обладает возможностью удерживать влагу до 50 минут, максимум до 8 часов, устойчива к низким температурам и ультрафиолету, имеет гибкую форму, может производиться в любых регионах, поскольку при производстве можно использовать кору любых деревьев,  а также получаемая посуда устойчива к спиртам. Кроме того, заявленная посуда полностью разлагается в условиях окружающей среды, может быть съедена животными, не загрязняет окружающую среду.
Пример 3.
Выполняют подготовку сырья: кора дуба - 27%; мох сфагнум - 11%; целлюлоза в виде ваты очищенной — 10 %; жмых семян подсолнечника — 12 % путем его сушки при температуре 101°С в течение не более 8 часов, затем выполняют термическую обработку данного сырья при температуре 98°С в течение 1 часа, что обеспечит ее антибактериальные свойства, после чего выполняют повторную сушку сырья при температуре 85°С в течение 3 часов, затем выполняют измельчение коры, мха, жмыха семян подсолнечника, целлюлозы, в виде очищенной ваты,  при этом параллельно подготавливают раствор из смеси зерна овса – 18 %  с  лимонной кислотой – 15 % и фруктозы – 7 %, указанную  смесь варят при температуре 96°С в течение 7 минут, после чего соединяют измельченные ингредиенты с жидкой смесью при температуре 70-90°С, выполняют гомогенизацию полученной массы, а затем отливают готовую продукцию под давлением.
Полученная продукция имеет все заявленные характеристики, а именно: имеет антибактериальные, антисептические и антигрибковые свойства, содержит всего 20% пищевых продуктов, может быть съедобна для животных, а также обладает возможностью удерживать влагу до 50 минут, максимум до 8 часов, устойчива к низким температурам и ультрафиолету, имеет гибкую форму, может производиться в любых регионах, поскольку при производстве можно использовать кору любых деревьев,  а также получаемая посуда устойчива к спиртам. Кроме того, заявленная посуда полностью разлагается в условиях окружающей среды, может быть съедена животными, не загрязняет окружающую среду.