Разработка аналога полимерного пакета из отходов пищевого производства
- Authors: 1, 1
-
Affiliations:
- Самарский государственный технический университет
- Issue: Vol 1 (2022)
- Pages: 133-134
- Section: Технологии пищевых производств и организация общественного питания
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr/article/view/106598
- ID: 106598
Cite item
Full Text
Abstract
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.
Keywords
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, СамараСамарский государственный технический университет
Email: marianna419@rambler.ru
научный руководитель, кандидат технических наук, доцент кафедры «ТиООП»
Russian Federation, СамараReferences
- Ершова М. Скажи «НЕТ» пластику. 101 способ использовать меньше пластика и спасти мир. Москва: Бомбора, 2019. 128 с.
- Петров С.М., Филатов С.Л., Пивнова Е.П., Шибанов В.М. К вопросу о способах утилизации пивной дробины // Пиво и напитки. 2014. № 6. С. 32–37.