Технология создания биоразлагаемой полимерной пленки для использования в пищевой промышленности по дисциплине
 Скачать 128.1 Kb.
|
1.4 Характеристика будущей технологииОсновные технические параметры:Производство биоразлагаемой упаковки на основе возобновляемого сырья животного и растительного происхождения позволит уменьшить вред, наносимый окружающей среде за счет быстрого разложения (не более 6 месяцев) естественным образом путем разрушения их микроорганизмами. Применение биоразлагаемой упаковки является ключевым решением проблемы утилизации отходов и защиты окружающей среды. Ведущие институты мира и крупнейшие производители уже взяли разработку и применение биополимеров на вооружение. В России разработки в данной области находятся на начальном этапе, но с каждым годом интерес возрастает, так как проблема утилизации синтетических полимеров требует серьезного вмешательства. Задачей изобретения является упрощение и ускорение процесса изготовления пленки из пектина и хитозана, получение биоразлагаемой пленки с характеристиками, близкими к упаковочным полиэтиленовым пленкам. Основные конкурентные преимущества:Для выявления конкурентных преимуществ был произведен сравнительных анализ представленный в таблице.
Таблица 1-«Конкурентный анализ» Научно-техническое решение и результаты, необходимые для создания продукции:Техническим результатом изобретения является получение однородной биоразлагаемой пленки на основе пектина и хитозана без недостатков структуры, близкой по гомогенности, пластичности, прочности к упаковочным полиэтиленовым пленкам бытового назначения. Технический результат достигается тем, что создания биоразлагаемой пленки используется пектин, вода, хитозан, однонормальная соляная кислота, пластификатор (глицерин) и структурообразователь пятипроцентный раствор метилцеллюлозы. Соотношение компонентов необходимо определить опытным путем. Для этого необходимы проведения экспериментов. Компоненты необходимые для создания биоразлагаемой пленки являются доступным и дешевым сырьем на рынке РФ. Все компоненты для создания пленок являются безопасными при использовании для человека и безвредными для окружающей среды после разложения. Биоразлагаемые пленки, созданные нами соответствуют всем показателям на безопасность и качество согласно ТР ТС 005/2011 “О безопасности упаковки”. В биоразлагаемой пленке оптимальное соотношение пектина и хитозана должно быть приблизительно 1:1. Данное соотношение позволяет пленкам быть прочными (пектин придает пленкам студенистость), при недостатке пектина структура пленки становится слишком рыхлой и жидкой, пленки могут не застыть. А при избытке пектина пленка становится негибкой, при этом срок разложения пленки увеличивается, что связано с большей плотностью пленок. Хитозан отвечает за совместимость с животной тканью. Хитозан подвергается воздействию природных грибков, пленки, так как имеет в себе встроенный источник азота, что увеличивает биодеградации. При недостатке хитозана существенно увеличивается срок разложения пленок, снижается их степень безвредности для человека. При избытке хитозана пленка будет непрозрачной, будет иметь мутный белый оттенок. Глицерин отвечает за пластичность и гибкость пленок. При его недостатке пленки не растягиваются, при сгибании появляются трещины. При избытке глицерина пленки плохо отделяются от поверхности, становятся липкими, вязкими. Пятипроцентный раствор метилцеллюлозы делает пленки более прочными. При избытке данного компонента пленки становятся хрупкими, ломкими. При недостатке - легко рвутся, непрочные. Может быть получена однородная и прозрачная или немного мутная пленка, это зависит от толщины пленки, пленка получается прозрачной при толщине от 0,075 до 1 мм и немного мутной при толщине > 1 мм. Толщину пленки можно измерить с помощью микрометра. Пленка гибкая - при сгибе не образуется трещин, при разгибании пленка принимает исходное состояние. Пленка не имеет цвета, запаха. Необходимы эксперименты по оптимальному процентному содержанию каждого компонента. Также необходимы исследования по оценке биоразложения пленок. Пока сделан вывод на основе научных источников, что она составит от 7 до 30 суток, в зависимости от продолжительности хранения пленок. Показатели прочности получаемой пленки не должны уступать показателям полиэтиленовых пленок бытового назначения (упаковка). Так как одной из главных задач проекта является создание достойного аналога полиэтиленовым пленкам, то наиболее важные свойства - это прочность, полученных полимерных пленок. Необходимо сравнить с аналогичными свойствами полиэтиленовых пленок бытового назначения (упаковка). На основании наших данных можно будет сделать вывод о том, что прочность полимерных пленок близка к прочности полиэтилена, но их безвредность и способность быстро подвергаться биодеструкции расширяет область их применения. Задел (состояние продукции на начало проекта):Проведены исследования публикационной активности в мире по теме Проекта за последние 15 лет. Проанализированы результаты, достигнутые передовыми группами исследователей, и перспективы применения биоразлагаемых материалов в различных отраслях, в том числе медицине, пищевой промышленности, косметологии и т.п. Проанализировано современное состояние разработок в мире. Выделены для подробного анализа пятнадцать ведущих мировых разработчиков и производителей подобного класса пленок. Проведен анализ их патентных портфелей и публикаций в открытых источниках (в том числе материалах международных конференций). Определена структура будущего патентного портфеля компании. Определен круг потенциальных индустриальных партнеров для организации работ по испытанию прототипа и постановке изделия на серию. Проведены предварительные переговоры о сотрудничестве с кафедрами УрФУ , а также с представителями УрГЭУ и Уральского завода пластмасс. |