Технология получения и применения бактерицидных и биоразрушаемых упаковочных изделий Сущность проекта

Вид материала

Документы

Содержание Описание планируемой к выпуску продукции Финансирование проекта Условия возможного участия инвестора Подготовленность проекта Научный руководитель проекта Technology of Making and Application of Antibacterial and Biodegradable

Подобный материал:

• Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по дисциплине Технология, 529.39kb.
• Рабочая программа дисциплины «технология швейных изделий» Для специальности, 201.99kb.
• «Технология текстильных изделий», 2132.56kb.
• Университет Кафедра «Технология, конструирование изделий и товаров», 86.11kb.
• Бизнес-план организация цеха железобетонных изделий, 1068.04kb.
• Примерная программа дисциплины технология конструкционных материалов рекомендуется, 242.94kb.
• Методические рекомендации Квыполнению курсовой работы по дисциплине «Технология швейных, 150.92kb.
• Перечень стандартов РФ и международных, в результате применения которых может быть, 1067.44kb.
• Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине “Технология получения изделий в машиностроении”, 43.09kb.
• Рабочая программа по дисциплине дс. 1 технология одежды из различных материалов для, 297.75kb.

Технология получения и применения бактерицидных

и биоразрушаемых упаковочных изделий


Сущность проекта

Современные упаковочные материалы создали острую проблему ликвидации безвозвратных отходов синтетических упаковочных материалов, так как прекрасный дизайн такой упаковки, ее прочность, водостойкость обуславливает ее незаменимость и в то же время трудность утилизации после применения. В результате происходит накопление полимерных упаковок в окружающей среде, что еще более ухудшает экологическую обстановку. На сегодняшний день мы имеем тонны неутилизированного «полиэтиленового мусора». Своего рода эта бомба замедленного действия, потому как полиэтилен прочный, эластичный, устойчивый ко многим химическим реагентам и радиоактивному излучению материал. Парниковый эффект, задыхающаяся почва это первые признаки грозящей катастрофы.

На данный момент упаковочная промышленность не может предложить альтернативную замену полимерной упаковке. Мы в свою очередь предлагаем оригинальное решение данной проблемы.

Разработанные авторами новое поколение биоразрушаемых в почве упаковочных материалов позволяет решить проблему загрязнения окружающей среды не утилизируемыми отходами. Это достигается за счет имплантации в матрицу синтетических полимеров натуральных, родственных природе компонентов. А в результате после использования упаковки и попадания ее в почву материал, из которого она состояла, распадается на мелкие «чешуйки», образуя дренажную систему. Биодеградация упаковочного материала происходит под воздействием элементарных природных факторов воздействия вода, температуры, почвенных микроорганизмов.

Применение экологически чистых упаковочных материалов позволяет увеличить срок храпения пищевых продуктов. Это положительно влияет на экономические показатели предприятия, так как производитель получает возможность расширить рынок сбыта своей продукции за счет более отдаленных районов.

Применение парогазоводонепроницаемой оболочки позволяет изготавливать продукт с заданными свойствами. Практически нулевая проницаемость оболочки позволяет изготавливать продукт с заданными выходами. Увеличение срока реализации продукции позволяет предприятию расширить рынок сбыта и обрести относительную независимость от колебаний спроса на этот продукт.

Описание планируемой к выпуску продукции

Предлагаемый упаковочный материал для пищевых продуктов, включающий по меньшей мере один наружный слой полимерной пленки, состоит из полиэтилена высокого давления (ПЭВД), в качестве пластификатора использовали жирное масло из семян амаранта, кориандра, тмина, в качестве антисептика – эфирное масло из семян этих растений. В пакеты из предлагаемого упаковочного материала (содержащего ПЭВД – 85 %, жирное масло из семян пряных растений – 13 %, эфирное масло из семян пряных растений – 2 %) и в пакеты из стандартной полиэтиленовой пленки фасовали по 1,5 кг сладкого перца, запаивали пакеты и хранили при температуре плюс 5 ⁰С. Через 2,5 месяца хранения потери перца от микробиологической порчи составили: в бактерицидных пакетах – 8 %; в обычных – 35 %. Срок хранения перца в бактерицидных пакетах увеличивается в 20 % по сравнению с перцем в обычных пакетах.

Для фасовки других продуктов авторы использовали упаковочный материал в виде картона, дублированного 0,1мм слоем ПЭВД (78 %) с содержанием эфирного масла тмина – 19 % и жирного масла тмина – 3 % для изготовления молочных пакетов вместимостью 1 дм³. В пакеты фасовали пастеризованное молоко и хранили в помещениях при неконтролируемых параметрах среды. Первые образцы со скисающим молоком в контролируемой партии обнаружены через 4 месяца, в опытной партии через 5,5 месяца. Срок хранения молока увеличился на 37,5 %.

Упаковочный материал в виде картона, дублированного 0,01 мм слоем алюминиевой фольги и 0,1мм пленкой из ПЭВД (78 %) с содержанием эфирного масла тмина –18,5 % и жирного масла тмина – 3,5 % использовали для изготовления пакетов вместимостью 0,25 дм³, в которые фасовали пастеризованный высокоэнергетический напиток на основе плазмы крови и черноплоднорябинового красителя. Хранили образцы при неконтролируемых параметрах среды. Срок хранения этого напитка увеличился вдвое по сравнению с контрольным образцом.

Для защиты окружающей среды при планировании вида упаковки авторы предусмотрели применение для ее производства «дружественных» по отношению к природе материалов, которые после использования могут распадаться с образованием нетоксичных материалов.

Уникальная биоразлагаемая пленка состоит из природного связывающего вещества и бактерицидного натурального компонента материал которых, после использования, будет подвержен автобиодеструкции (патент РФ № 2255884). В предлагаемом упаковочном материа­ле для пищевых продуктов, содержащем по меньшей мере один наружный слой пол­имерной пленки, согласно изобретению по­следний содержит 0,5-2,0 % по массе 5-окси-1,4-нафтохинона в чистом виде, в ви­де раствора в стеариновой кислоте или в стеарате кальция или в составе экстракта зеленой части грецкого ореха. От существующих упаковок новый вид отличается возможностью более длительного хранения помещенных в них продуктов за счет включения в полимерную матрицу бактерицидных компонентов в форме СО₂-экстрактов. Важной отличительной чертой новой упаковки является способность быстро деградировать в почве за счет воздействия почвенных микроорганизмов. Этот эффект удалось получить путем имплантации в синтетическую полимерную основу пищевого полимера (типа крахмала, пектина, желатины), который подвергается деструкции при попадании в почву.

Это позволяет получить упаковочный материал с фунгицидным действием, замед­ляющий микробиологическую порчу упакованного в него продукта.

Упаковка из такой пленки, после одноразового использования, попадает в землю (или на свалку) и в течение 2- 3 месяцев разрушается, обогащая почву естественными для нее компонентами.

Другой вид разрабатываемого на кафедре биодеградирующего в почве материала содержит ориентированный полиэтилен низкого давления в сочетании с различными видами модифицированного крахмала и бактерицидными СО₂-экстрактами.

Установка для производства бактерицидной пленки, разработана с участием авторов и изготовлена для ООО «Предгорье» (г.Краснодар). Она состоит из трех основных блоков (рис. 3):




1 -узел дозирования и смешивания сырья; 2 - экструдер; 3-узел

формирования пленки.

Рисунок 3 –Технологическая схема производства бактерицидной пленки


Полиолефин, после весового дозатора, поступает в экструдер 2, где оно разогревается путем сжатия в пресс-шнеке, а также за счет электрического разогрева. В первой зоне полиэтилен разогревается до 80 °С, во второй зоне - нагрев до 120 °С, в третьей зоне нагрев от 130 до 150 °С. После прохождения всех зон расплавленная смесь выходит через вращающуюся кольцевую головку в виде двуосноориентированного полиэтиленового рукава и поступает в узел 3, где происходит пневматическое растяжение рукава и формирование необходимой продукции (полотно, рукав, полурукав) с заданной толщиной пленки. Все виды бактерицидной пленки сматываются в рулоны и поступают в склад готовой продукции. Такой упаковочный материал обладает низкой влагопроницаемостью и инертностью по отношению к упаковываемому продукту.

Финансирование проекта

Ориентировочная стоимость внедрения проекта 1,2 млн. р., в том числе стоимость оборудования – 800 тыс. р. Период окупаемости проекта - 1,5 года.

Условия возможного участия инвестора

Прямые инвестиции.

Потребность в сырье и энергоносителях

Основным сырьем для получения упаковочных материалов являются полиолефины, натуральные пищевые полимеры, эфирные и жирные масла лекарственных и эфиромасличных растений.

Подготовленность проекта

Авторские права защищены четырьмя патентами РФ. На новый вид упаковочных материалов разработаны технические условия.

Данные об организации – инициаторе проекта

Кубанский государственный технологический университет,

ректор – доктор технических наук, профессор Лобанов В.Г.

350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2.

Научный руководитель проекта

Касьянов Геннадий Иванович, зав. кафедрой технологии мясных и рыбных продуктов, докт. техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заслуженный изобретатель РФ, заслуженный деятель науки Кубани.


Technology of Making and Application of Antibacterial and Biodegradable

Packaging Material


Project Main Point

A new generation of packaging material biodegradable in soil developed by authors enables to settle the problem of environment atmospheric air pollution by non-utilized waste products. This is achieved due to implantation of synthetic polymers of co generic to nature components into a matrix. As a result, after packaging material utilization and getting it into soil the matter it consisted will fall to pieces “fish-scales”, thus forming a drainage system. Biodegradation of packaging material occurs under the action of elementary natural factors of impact: water, temperature and soil microorganisms.

Application of ecologically sane packaging materials enables to increase the period of food products storage. This positively influences on economic indicators of the enterprise since the producer acquires opportunities to expand marketing outlets for its products on the account of farther back lands.

Application of steam-gas-waterproof membrane allows producing foodstuffs of a specified property. Practically zero permeability of membrane allows producing foodstuffs with specified outlets. Increase of foodstuffs shelf life allows the enterprise to expand marketing outlets and acquire relative independency in the sphere of demand fluctuations for this product.

Project Scientific Adviser

KASIYANOV GENNADY IVANOVICH, Head of Department Meat & Fish Product Technology, Doctor of Technology, M.D., professor, Russian Federation Honoured Man of Science, Merited Inventor of the Russian Federation, Honoured Worker of Kuban Region.