СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО СВЯЗУЮЩЕГО
METHOD OF PRODUCING BIOLOGICAL BINDER

Изобретение относится к области получения клея и может быть использовано в бумажной, мебельной промышленности, при приклеивании этикеток на различные полимерные поверхности, стекло, а также дня получения лигноцеллюлозных композиционных материалов (древесно-стружечных плит).
Известен способ получения клеевой композиции, содержащей культуральную жидкость и борную кислоту, включающий перемешивание компонентов. Культуральную жидкость получают путем добавления в питательную среду, образованную смешением мелассы (отхода сахарного производства), пахты (отхода молочного производства) и барды (отхода спиртового производства) в соотношении 1:1:3, среды, содержащей микроорганизм Leuconostoc mesenteroides, с последующим культивированием при температуре 24-26°С в течение 24-48 ч (RU 2343176, МПК С09J 105/00, опубл. 10.01.2009).
Недостатком известной композиции является необходимость использования для ее получения пахты, которая за последнее время перешла из разряда отходов в разряд продуктов, используемых в диетическом питании, что повышает ее стоимость.
Технический результат заключается в возможности получения экологически нетоксичных изделий, например лигноцеллюлозных композиционных материалов (древесно-стружечных плит), не обладающих повышенной эмиссией формальдегида. Кроме того, снижается стоимость получения биосвязующего.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения биологического связующего, содержащего борную кислоту и культуральную жидкость, включающем перемешивание компонентов, культуральную жидкость получают путем добавления в питательную среду, образованную смешиванием мелассы, являющейся отходом молочной промышленности, среды, содержащей микроорганизм Leuconostoc mesenteroides, выращенный на сахарозосодержащей среде. При получении культуральной жидкости в качестве отхода молочной промышленности используют сыворотку, соотношение мелассы, барды и сыворотки составляет 2:2:1, а после добавления в полученную питательную смесь среды, содержащей бактерию Leuconostoc mesenteroides, культивируют при температуре 24-26°С в течение 72-96 часов в статических условиях. Биологическое связующее содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:
Культуральная жидкость
99,5-99,6
Борная кислота
0,4-0,5
Микроорганизм Leuconostoc mesenteroides штамм СФ-4 относится к молочнокислым бактериям, синтезирующим из сахарозы экзополисахарид декстран.
Меласса (патока), являющаяся отходом сахарного производства, представляет собой густую темно-коричневую жидкость, которая содержит в своем составе 25-40% сахарозы, минеральные вещества и др.
Послеспиртовая барда является отходом спиртовой промышленности, представляет собой жидкость желтовато-коричневого цвета, содержащую минеральные вещества, витамины и органические кислоты.
Сыворотка, являющаяся отходом молочной промышленности, представляет собой жидкость зеленоватого цвета, содержащую комплекс белков, минеральных веществ и витаминов.
3
4
Способ осуществляется следующим образом. Готовят питательную среду. Для этого мелассу (патоку), являющуюся отходом сахарного производства, смешивают с бардой, являющейся отходом спиртовой промышленности, и сывороткой, являющейся отходом молочной промышленности, соответственно в соотношении 2:2:1, рН среды доводят до 7.0-7,2, проводят стерилизацию при 121°C в течение 20 мин. Далее в подготовленную смесь вносят 10% (к объему засеваемой питательной среды) инокулята, содержащего Leuconostoc mesenteroides (получен культивированием указанного микроорганизма на сахарозосодержащей среде следующего состава (г/л): дрожжевой экстракт - 20,0; калия фосфат двузамещенный - 20,0; сульфат магния - 0,2; сульфат марганца - 0,01; хлорид натрия - 0,01; хлорид кальция - 0,02; сульфат железа - 0,01; сахар-песок - 40,0; рН - 6,9 устанавливали с помощью 1 н. НРО и 1 н. NaOH, описанной в статье (Dols M. Growth and energetics of Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1299 during metabolism of various sugars and their consequences for dextransucrase production. / M.Dols, W.Chraibi, M.Remaud-Simeon, N.D.Lindley, P.F.Monsan. // Appl. Environ. Microbiol. 1997. Vol.63, №6. P.2159-2165), культивируют при температуре 24-26°С в течение 72-96 часов в статических условиях. При приготовлении биологического связующего компоненты берут в количествах, мас.%: культуральная жидкость - 99,5-99,6; борная кислота - 0,4-0,5 и тщательно перемешивают. Показано, что клеящая способность по бумажной ленте составляет 2,2-2,5 кг.
Пример. Изготавливали прессованные материалы с использованием полученного биосвязующего и сосновых опилок или стружек. При смешивании происходит пропитывание частиц древесины раствором декстрана, в процессе прессования при высокой температуре избыток влаги испаряется и образуется прочная структура. Для изготовления биопластиков опилки смешивали с биологическим связующим, имеющим высокую вязкость (0,048 Па·с). Все тщательно перемешивали и высушивали при температуре 70°С в сушильном шкафу до влажности 4-5%. Полученную пресс-массу подвергали горячему прессованию на вулканизационном гидравлическом прессе GT-7014-F50 при давлении равном 20 тонн (26,1 МПа), в течение 10 минут при температуре 120°С. Затем осуществляли кондиционирование образцов при комнатной температуре в течение суток. Предел прочности при изгибе полученного лигноцеллюлозного биокомпозиционного материала составил 39,1±0,8 МПа, разбухание в воде по толщине - 15%.
Предлагаемое решение по сравнению с известным позволяет получать экологически нетоксичные изделия, например лигноцеллюлозные композиционные материалы (древесно-стружечных плит), не обладающие повышенной эмиссией формальдегида по сравнению с получением в настоящее время в промышленности древнесно-стружечных плит на основе карбамидо- и фенолформальдегидных смол, придающих им токсичность. Кроме того, появляется возможность утилизировать отход молочной промышленности - молочную сыворотку, за счет чего снижается стоимость получения биологического связующего в 2-3 раз.