Разработка аналога полимерного пакета из отходов пищевого производства

Full Text

Обоснование. Проблематика заключается в избыточном потреблении изделий из полимеров, подверженных длительному разложению, и как следствие, загрязнении ими окружающей среды. Ежегодно в России выкидывают 800 000 т пластиковых бутылок, большинство из которых не подвергаются переработке. В среднем на одного человека приходится около 25 кг пластиковых отходов в год [1]. Пивная дробина — вторичный продукт пивоварения, состоящий из дробленых зернопродуктов и солода, оставшихся после фильтрования затора. На предприятиях пивоваренной промышленности России ежегодно скапливается большое количество данного отхода — на один пивоваренный завод приходится около 35 000 т в год [2]. Соответственно, данный вид отхода пищевой промышленности может быть рассмотрен в составе разрабатываемой биоразлагаемой упаковки.

Цель — разработать аналог полимерного пакета из отходов пищевого производства, помогающий снизить масштабы загрязнения пластиковыми отходами.

Методы. Для оценки возможности контакта разрабатываемой упаковки с продуктами питания, обладающими повышенной влажностью, производились исследования на содержание сухих веществ в растворе, а также исследование степени набухаемости образцов. Важной характеристикой разрабатываемой упаковки является ее способность к разложению в почве, поэтому, помимо вышеуказанных исследований, производилось изучение свойств биоразложения.

Для определения содержания сухих веществ образцы крахмалопластов с добавлением уксусной кислоты весом 1 г погружали в воду и на несколько часов помещали в определенные условия с соответствующей температурой, после чего жидкость изучалась на рефрактометре. Количество сухих веществ, содержащихся в растворе ,помогут оценить возможность контакта упаковки с влагосодержащим продуктом.

Для определения степени набухаемости отбирали пробы крахмалопластов с добавлением уксусной кислотывесом 1 г, погружали в воду и на несколько часов помещали в определенные условия с соответствующей температурой. По истечению времени образцы извлекали, взвешивали и по изменению массы определяли степень набухаемости крахмалопластов.

Для изучения свойств биоразложения упаковки готовые крахмалопласты помещали в грунт и поливали в течение месяца с определенной периодичностью: ежедневно, один раз в неделю, один раз в месяц, а также для сравнения один образец находился в почве без полива.

Результаты. Результаты исследований представлены в табл. 1 и 2.

В качестве контрольного образца выступает крахмалопласт без добавления отходов пищевого производства.

 

Таблица 1. Определение массовой доли сухих веществ в растворе

Содержание пивной дробины, %	Массовая доля сухих веществ в растворе, %
	при 0 °С — 3 ч	при 20 °С — 3 ч
Контрольный образец	0	0,2
5	0,2	0,2
10	0,3	0,4
15	0,4	0,4
20	0,4	0,5
25	0,4	0,5
30	0,5	0,5
35	0,7	0,6

 

Таблица 2. Определение степени набухания

Содержание пивной дробины, %	Степень набухания образцов, α
	при 0 °С — 3 ч	при 20 °С — 3 ч
Контрольный образец	1,6	1,8
5	1,7	1,8
10	1,9	1,9
15	2,3	2
20	2,6	3
25	2,6	3
30	5,4	6,1
35	5,7	6,5

 

Результаты данного опыта показали, что устойчивость образцов к влаге снижается с увеличением количества дробины. Наибольшее изменение массы в связи с впитыванием влаги показал образец с 35 %-ным содержанием рассматриваемого отхода пивоваренного производства.

Анализ исследования на биоразложение показал, что скорость разложения упаковки, не имеющей в своем составе уксусной кислоты, выше, чем аналогичная упаковка с уксусной кислотой в составе. Один из образцов подвергся полному разложению уже на второй неделе полива.

Выводы. Анализ проведенных исследований выявил, что влагоустойчивость образцов снижается при увеличении процентного содержания пивной дробины в составе, в результате чего разрушается клейковинный каркас образца. 10 % содержание дробины оказалось наиболее удачным вариантом при оценке влагоустойчивости, что позволяет рассматривать его как основу при разработке упаковки для продуктов питания, содержащих высокий процент влаги. Исследование на биоразложение в почве показало, что уксусная кислота снижает скорость разложения, однако, чем выше влажность, тем быстрее разлагается образец.

About the authors

Самарский государственный технический университет

Author for correspondence.
Email: yana.may08@mail.ru

студентка, группа 4, факультет пищевых производств

Russian Federation, Самара

Самарский государственный технический университет

Email: marianna419@rambler.ru

научный руководитель, кандидат технических наук, доцент кафедры «ТиООП»

Russian Federation, Самара

References

Supplementary files