Разработка технологии получения биоразлагаемых пленок на основе природных полисахаридов методом экструзии через щелевую фильеру
Автор: Дышлюк Л.С., Просеков А.Ю.
Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 2 (38), 2019 года.
Бесплатный доступ
Проведены многофакторные эксперименты по оптимизации режимов процесса получения биоразлагаемых пленок. В качестве вариабельных параметров были приняты температура плавления смеси природных полисахаридов и температура охлаждения сформованного экструдата. В качестве ключевого параметра контролировали прочность полученных пленок на разрыв. По результатам экспериментальных и теоретических исследований рекомендованы рациональные значения технологических параметров процесса экструзии через щелевую фильеру.
Полисахариды, экструзия, многофакторный эксперимент, оптимизация, технологические параметры, регрессионный анализ
Короткий адрес: https://sciup.org/149128845
IDR: 149128845 | УДК: 602.4 | DOI: 10.19110/1994-5655-2019-2-89-97
Development of technology for the production of biodegradable films on the basis of natural polysaccharides by extrusion through the slit die
The deterioration of the ecological situation justifies the relevance of recent studies related to the production of biodegradable polymers from renewable sources, with the possibility of decomposition by microorganisms using chemical, physical or biological effects. It is this property of new materials that solves the problem of waste. Currently, due to scientific developments, polymer processing technologies are constantly being improved, which can later be used for the production of packaging materials.This work is aimed at improving the technology of biofilm production based on natural polysaccharides. In this paper, we studied a method for producing films based on natural polysaccharides by extrusion through a slit die. Multifactorial experiments to optimize the process modes were carried out. The melting temperature of the mixture of natural polysaccharides and the cooling temperature of the molded extrudate were considered as variable parameters. As the key parameter, the stress at break of the films obtained was controlled. According to the results of experimental and theoretical studies, the rational values of the technological parameters of the extrusion process through the slit die are recommended to achieve the highest stress at break of the films (screw rotation speed N = 0,5 rpm and N = 4,0 rpm): t пл =50C, t охл = 20C; t пл = 85C, t охл = 25C; t пл = 80C, t охл = 22C; t пл = 95C, t охл = 30C for samples recipes №6, №11, №21 and №29, respectively.
Список литературы Разработка технологии получения биоразлагаемых пленок на основе природных полисахаридов методом экструзии через щелевую фильеру
- Термопластическая экструзия: научные основы, технология, оборудование/ Под ред. А.Н. Богатырева, В.П. Юрьева. М.: Ступень, 2004. 200 с
- Жушман А.И., Карпов В.Г., Коптелова Е.К. Новое в технике и технологии производства пищевых продуктов экструзионным методoм// Обзор. информ. М.: Информагротех, 1991
- Модификация природных полимеров для синтеза материалов, подвергающихся биодеградации / О.В. Воробьева, А.М. Иванова, С.С. Аванесян, Е.В. Волосова, С.Ф. Андрющенко // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. №19. С. 137-140
- Принципы создания биоразлагаемого биобезопасного полимерного материала/Т.И.Аксенова, Тхи Хоай Тху Во, О.А. Сдобникова, Л.Г.Самойлова // 7 Международная специализированная выставка «Мир биотехнологии 2009». М., 2009. С. 250-251
- Аванесян С.С., Андрусенко С.Ф., Волосова Е.В. и др. Природные биоразлагаемые материалы на основе белков и полисахаридов // Современная химическая физика. XX симпозиум. Туапсе, 2008. С. 32-33
- Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М.: Высшая школа, 1991. 400 с
- Роговина С.3., Грачев А.В. и др. Исследование термостабильности смесей на основе синтетических полимеров и природных полисахаридов // Химия растительного сырья. 2010. №4. С. 45-50
- Шевченко В.Г. Основы физики полимерных композиционных материалов. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2010. 99 с
- Алексеев Е.Л., Пахомов В.Ф. Моделирование и оптимизация технологических процессов в пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1987. 271 с
- Грачев Ю.П., Плаксин Ю.М. Математические методы планирования экспериментов. М.: ДеЛи, 2005. 296 с
- Briassoulis D., Giannoulis A. Evaluation of the functionality of biobased food packaging films // Polymer Testing. 2018. Vol. 69. P. 39-51
- Active food packaging: Alginate films with cottonseed protein hydrolysates / J.Gonсalves de Oliveira Filho, J.M.Rodrigues, A.C.F.Valadaresa, A.Borges deAlmeida, T.Mayara de Lima, K.P.Takeuchi, C.C.F.Alves, H.Alves de Sousa Falcгo, E.Rosa da Silva, F.N.Dyszy, M.Buranelo // Food Hydrocolloids. 2019. In Press. URL:
- DOI: 10.1016/j.foodhyd.2019.01.052
- Current advancements in chitosan-based film production for food technology; A review / M.Mujtaba, E. Morsi Rania, G.Kerch, Z. El- sabee Maher, M.Kaya, J.Labidi, K.M.Khawar// International Journal of Biological Macromolecules. 2019. Vol.121. P. 889-904
- Okra mucilage and corn starch bio-based film to be applied in food / A.Araújo, A.Galvгo, K.S.Filho, F.Mendes, M.Oliveira, F.Barbosa, Men Sousa Filho, M.Bastos // Polymer Testing. 2018. Vol.71. P. 352-361
- Saral Sarojini K., Indumathi M.P., Rajarajeswari G.R. Mahua oil-based polyurethane/chitosan/nano ZnO composite films for biodegradable food packaging applications // International Journal of Biological Macromolecules. 2019. Vol.124. P. 163-174
- Casein films crosslinked by tannic acid for food packaging applications / L.Matías Picchio, Y.G.Linck, A.Gustavo Monti, Luis M. Gugliotta, Roque J.Minarid, I.Cecilia, A.Igarzabal // Food Hydrocolloids. 2018. Vol.84. P. 424-434
- Novel chitosan films with laponite immobilized Ag nanoparticles for active food packaging/Wu Zhengguo, Huang Xiujie, Li Yi-Chen, Xiao Hanzhen, Wang Xiaoying // Carbohydrate Polymers. 2018. Vol.199. P. 210-218