ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

6/2012

123456

ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ УПАКОВОЧНОЙ ОТРАСЛИ

ТЕМА НОМЕРА

Влияние биополимеров

на физико механические

свойства пленок

Ключевые слова:

биополимер; крах

мал; амилопектин; декстрин; альги

нат; соевый белок; свойства; проч

ность.

Key words:

biopolymer;

starch;

amylopectin; dextrin; alginate; soy

protein; properties; strength.

УДК 633.1:664

Вопрос о негативном влиянии по

лимерных материалов на окружаю

щую среду актуален во всех разви

тых странах мира. На сегодняшний

день создаются композиции синте

тических полимеров с добавлением

природных полимеров с целью со

кращения периода разложения

полимеров после эксплуатации [1–

3]. При биодеградации пленок, по

лучаемых из композиций на основе

крахмала и полиэтилена, разруше

нию подвергается крахмал, а синте

тический полимер частично остается

и для его разрушения требуется дли

тельное время [4, 5]. Перспективно

создание композиций на основе

биополимеров, позволяющих полу

чить упаковочные материалы, пол

ностью разлагающиеся в окружаю

физико ме

А.Ш. Закирова

, аспирант,

А.В. Канарский

, д р техн. наук, профессор,

Ю.Д. Сидоров

, канд. техн. наук

Казанский национальный исследовательский технологический университет

щей среде в достаточно короткие

сроки. В настоящее время доля био

полимерных пленок в общем объеме

упаковочных материалов не превы

шает 1 %. Актуальность данной ра

боты обусловлена необходимостью

расширения исследований в области

создания и изучения свойств био

разлагаемых биополимерных мате

риалов с целью их последующего

внедрения и использования для упа

ковки пищевых продуктов.

Цель настоящей работы – изуче

ние влияния биополимеров (амило

пектина, декстрина, экструдирован

ного пшеничного крахмала, альгина

та и соевого белка) на физико меха

нические свойства пленок.

В качестве основных компонентов

использовали не модифицирован

ный восковой кукурузный крахмал,

содержащий преимущественно ами

лопектин и следы амилозы; декст

рин, полученный из кукурузного

крахмала; экструдированный пше

ничный крахмал (тип А и В), полу

ченный в лабораторных условиях

(крахмал типа А получали при нагруз

ке на валу экструдера 308 кДж/кг,

крахмал типа В – 647 кДж/кг, затем

крахмал высушивали при 85 °С в те

чение 24 ч и измельчали на мельни

це Schlagkreuzm

hle); альгинат на

трия, полученный из бурых водорос

лей; соевый белок.

В биополимерных пленках варьи

ровали соотношение компонентов.

В качестве пластификатора исполь

зовали глицерин: для биопленок с

соевым белком – 17 % и для био

пленок с альгинатом натрия – 25 %.

Гомогенизацию суспензии проводи

ли на гомогенизаторе Ultra Turrax T

25 при 13 500 мин

–1

, продолжитель

ность – 3 мин. После гомогениза

ции проводили дезаэрацию биопо

лимерных растворов в течение 1 ч.

Пленки формовали на пластинах из

органического стекла размером

14х14 см.

Получение однородных по толщи

не биополимерных пленок – важная

техническая задача при формова

нии. Наилучшая однородность по

толщине достигается при получении

пленок формованием из раствора с

содержанием сухих веществ 5 %.

Ввиду того, что режимы сушки ока

зывают влияние на физико механи

ческие свойства получаемых пленок,

варианты биопленок высушивали в

нормированных условиях при тем

пературе 70±2 °С в течение 5 ч в су

шильном шкафу.

Перед испытаниями образцы био

пленок кондиционировали при тем

пературе 23±2 °С и влажности

50±5 % в течение 24 ч. Толщину

пленок измеряли на электронном

микрометре с точностью до 0,001 мм

(Fowler, Cole Parmer Instruments Co.)

согласно международному стандар

ту ASTM D638. Удельную плотность

Состав и толщина биополимерных пленок*

ремилопоиБ

%,воремилопоибеинажредоС

тнаираВ

3 4 5 6 7

АпитламхаркйынчинешП

05 – – – 08 – –

ВпитламхаркйынчинешП

– 05 – – – 05 –

огонзурукукзиниртскеД

аламхарк

– – 04 – – – –

йынзурукукйыннаворицифидоМ

)ниткеполима(ламхарк

– – – 04 – – 04

йелсородовхырубтанигьлА

06 – – –

колебйывеоС

– – – – 02

мкм,анищлоТ

011

021

011

001

ебмывеоссконелпялднирецилгилидовваротакифитсалпевтсечакВ*

–мокл

.%52–яиртанмотанигьласконелпялди%71

Рис. 2. Прочность при разрыве крахмально белковых

биопленок (состав биопленок и соотношение

компонентов представлены в таблице)

5 6 7

Варианты биопленок

Прочность при разрыве,

МПа

Рис. 1. Прочность при разрыве крахмально альгинатных

и декстрино альгинатных биопленок (состав биопленок

и соотношение компонентов представлены в таблице)

1 2 3 4

Варианты биопленок

Прочность при разрыве,

МПа

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека