Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2802471C1 - Method for manufacturing biodegradable molds and application of the method for disposal of beer production waste - Google Patents

Method for manufacturing biodegradable molds and application of the method for disposal of beer production waste Download PDF

Info

Publication number
RU2802471C1
RU2802471C1 RU2022110218A RU2022110218A RU2802471C1 RU 2802471 C1 RU2802471 C1 RU 2802471C1 RU 2022110218 A RU2022110218 A RU 2022110218A RU 2022110218 A RU2022110218 A RU 2022110218A RU 2802471 C1 RU2802471 C1 RU 2802471C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mold
grains
mould
amount
disposal
Prior art date
Application number
RU2022110218A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Васильевич Никитин
Original Assignee
Роман Васильевич Никитин
Filing date
Publication date
Application filed by Роман Васильевич Никитин filed Critical Роман Васильевич Никитин
Application granted granted Critical
Publication of RU2802471C1 publication Critical patent/RU2802471C1/en

Links

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: invention is related in particular to disposal of brewery waste. The method of production of a biodegradable moulded product with creation of water vapor pressure inside the composite mould includes the division of brewer's grains into two uneven parts, and the first smaller part is used without processing, with natural moisture content, the second larger part is subjected to a drying process until the moisture content is 0.1 to 20%, while the first part in an amount of from 1 to 10% of the measured volume is placed at the bottom of the mould heated to 140°C, then the second part of the material used is added there in the amount of the remaining volume, after which the upper part of the mould, heated to 140°C, is closed, and pressing is carried out for 3-7 seconds with a pressure of 1 to 100 t/cm2 with a simultaneous increase in the temperature of the mould in the range from 140 to 250°C, after which the mould is opened and the finished product is taken out.
EFFECT: invention makes it possible to dispose of brewery production waste (brewer's grains).
3 cl, 2 ex

Description

Объектом данного изобретения является изготовление биоразлагаемых формованных изделий, в том числе одноразовой посуды, с созданием давления водяного пара внутри составной формы, из отходов пивоваренного производства - пивной дробины, которая в результате данного процесса утилизируется. При этом пивную дробину разделяют на две неравномерные части, пропорцию которых определяют исходя из степени влажности дробины в исходном состоянии и после процесса сушки, после чего смесь из двух частей пивной дробины прессуют под высоким давлением и нагреванием, в результате получают готовое изделие. Благодаря тому, что в предлагаемом способе не используются синтетические добавки, полученная при этом одноразовая посуда обладает хорошей способностью к биоразложению без нанесения ущерба окружающей среде.The object of this invention is the production of biodegradable molded products, including disposable tableware, with the creation of water vapor pressure inside the composite form, from brewing waste - beer grains, which are recycled as a result of this process. In this case, the beer grains are divided into two uneven parts, the proportion of which is determined based on the degree of moisture of the grains in the initial state and after the drying process, after which a mixture of two parts of beer grains is pressed under high pressure and heat, resulting in a finished product. Due to the fact that the proposed method does not use synthetic additives, the resulting disposable tableware has good biodegradability without causing damage to the environment.

Известны способы производства биоразлагаемой посуды.There are known methods for producing biodegradable tableware.

Известен способы согласно патенту RU 2309652 C2 (KR 10-2003-0051269) получения биоразлагаемой формованной посуды из растительного сырья. Посуду изготавливают формованием посредством сжатия при высокой температуре композиции, содержащей 1-30 вес. % остатков урожая, 1-30 вес. % кукурузной муки, 1-10 вес. % коры шелковицы бумажной, 1-10 вес. % мха и 30-96 вес. % смеси муки из зерна зерновых культур в качестве оставшейся части.There are known methods according to patent RU 2309652 C2 (KR 10-2003-0051269) for producing biodegradable molded tableware from plant materials. The dishes are made by molding by compressing at high temperature a composition containing 1-30 wt. % crop residues, 1-30 wt. % corn flour, 1-10 wt. % paper mulberry bark, 1-10 wt. % moss and 30-96 wt. % mixture of cereal grain flour as the remainder.

Недостатком использования данного способа является низкая экономическая целесообразность использования ценного пищевого сырья (пшеничной и кукурузной муки) для производства одноразовой посуды, которое является достаточно дорогим и востребованным в пищевой промышленности, а так же ограниченная доступность некоторых компонентов, таких как мох и кора шелковицы.The disadvantage of using this method is the low economic feasibility of using valuable food raw materials (wheat and corn flour) for the production of disposable tableware, which is quite expensive and in demand in the food industry, as well as the limited availability of some components, such as moss and mulberry bark.

Известен способ производства биоразлагаемой посуды из смеси компонентов согласно патенту на изобретение RU 2760306. Данный способ получения биоразлагаемой посуды достигается путем того, что состав готовится следующим образом: к измельченным пшеничным отрубям добавляют картофельный крахмал и желатин, растворенный в воде, доведенный на водяной бане до однородного состояния смешивания в определенной последовательности при следующем соотношении компонентов, в % от общей массы композиции: вода - 50, пшеничные отруби - 25, картофельный крахмал - 15, желатин - 10 Недостатком данного способа является использование относительно дорого пищевого сырья: желатина, крахмала, отрубей. Из-за постоянной конкуренции с пищевой промышленностью за данное сырье экономическая целесообразность данного способа сильно ограничена.There is a known method for producing biodegradable tableware from a mixture of components according to the invention patent RU 2760306. This method of producing biodegradable tableware is achieved by preparing the composition as follows: adding potato starch and gelatin dissolved in water to the crushed wheat bran, brought to a homogeneous state in a water bath mixing states in a certain sequence with the following ratio of components, in% of the total mass of the composition: water - 50, wheat bran - 25, potato starch - 15, gelatin - 10. The disadvantage of this method is the use of relatively expensive food raw materials: gelatin, starch, bran. Due to constant competition with the food industry for these raw materials, the economic feasibility of this method is severely limited.

Известен способ производства биоразлагаемой посуды из смеси компонентов согласно патенту на изобретение RU 2725039 C1. Данный способ получения биоразлагаемой посуды достигается путем формования смеси зернового шрота с размером частиц от 0,2 до 3,00 мм в количестве (95-98) мас. %, имеющую влажность не более 9%, и измельченную биоразлагаемую пленку в количестве (2-5) мас. %, состоящую из следующих компонентов, мас. %: картофельный крахмал - (4,2-5,0), альгинат натрия - (0,1-0,8), глицерин - (5,0-20,0), дистиллированная вода - остальное, в пресс-форме при нагреве и под давлением.There is a known method for producing biodegradable tableware from a mixture of components according to the invention patent RU 2725039 C1. This method of producing biodegradable tableware is achieved by molding a mixture of grain meal with a particle size from 0.2 to 3.00 mm in an amount of (95-98) wt. %, having a moisture content of no more than 9%, and crushed biodegradable film in an amount of (2-5) wt. %, consisting of the following components, wt. %: potato starch - (4.2-5.0), sodium alginate - (0.1-0.8), glycerin - (5.0-20.0), distilled water - the rest, in a mold at heat and pressure.

Недостатком данного способа является трудоемкий процесс создания биоразлагаемой пленки, а так же использование пищевого сырья - отрубей, которые активно используются в пищевой промышленности и производстве комбикормов для скота, что экономически влияет на повышение себестоимости производимых изделий.The disadvantage of this method is the labor-intensive process of creating a biodegradable film, as well as the use of food raw materials - bran, which is actively used in the food industry and the production of animal feed, which economically increases the cost of manufactured products.

Наиболее близким к изобретению является способ получения биоразлагаемых формованных изделий, в частности посуды и упаковки (патент на изобретение ЕР 027907 В1, МПК D21J 1/00, D21J 3/00, опубл. 29.09.2017). Данный способ получения биоразлагаемых формованных изделий подразумевает использование давления водяного пара внутри составной формы для смешивание сыпучих составляющих с размером гранул от 0,01 до 2,80 мм в количестве 95-100 мас. %, содержащих более 14 мас. % воды. Помещение подготовленной смеси в специальную форму, закрытие формы и последующее одновременное воздействие на смесь температуры 120°С или выше и давления от 1 до 10 МПа.The closest to the invention is a method for producing biodegradable molded products, in particular tableware and packaging (invention patent EP 027907 B1, IPC D21J 1/00, D21J 3/00, published 09.29.2017). This method of producing biodegradable molded products involves the use of water vapor pressure inside the composite mold to mix bulk components with granule sizes from 0.01 to 2.80 mm in an amount of 95-100 wt. % containing more than 14 wt. % water. Placing the prepared mixture in a special mold, closing the mold and then simultaneously exposing the mixture to a temperature of 120°C or higher and a pressure from 1 to 10 MPa.

Ограничением использования данного метода является высокая вовлеченность отрубей в производство пищевой продукции, в результате конкуренции с которой за сырье уменьшается экономическая целесообразность использования отрубей в качестве сырья для производства одноразовой посуды.A limitation of the use of this method is the high involvement of bran in the production of food products, as a result of competition with which for raw materials, the economic feasibility of using bran as a raw material for the production of disposable tableware is reduced.

Техническая задача согласно изобретению решается за счет того, что производство формовочных изделий из отходов пивного производства - пивной дробины, начинают с разделения исходного сырья на две неравномерные части: первую, меньшую, часть оставляют без какой либо обработки, вторую, большую, подвергают сушке (механической, термической, или их комбинации). Пропорцию закладки в прессформу первой и второй части определяют исходя из влажности каждой из частей. Первую часть меньшего количества без какой-либо предварительной обработки натуральной влажности помещают в количестве не более 30% (в зависимости от влажности исходного сырья) от измеренного объема в предварительно нагретую от 100°С в нижнюю часть формы, состоящей из двух частей, после чего туда же помещают до 99% от измеренного объема (в зависимости от влажности сырья) вторую часть высушенной пивной дробины до состояния влажности от 0 до 30%, после чего форму закрывают, и путем создания давления до 100 т/см2 с одновременным нагреванием формы до 250°С производят формовку. Влага, содержащаяся в дробине натуральной влажности от действия температуры и давления моментально вскипает и пропаривает весь объем дробины в составной форме. В результате воздействия двух факторов: пара и давления, происходит формование изделия, пригодного для использования в качестве одноразовой посуды. Сам процесс прессования длится 3-7 сек., после чего можно открывать форму и извлекать готовое изделие.The technical problem according to the invention is solved due to the fact that the production of molded products from beer production waste - beer grains - begins with dividing the feedstock into two uneven parts: the first, smaller part is left without any processing, the second, larger part is subjected to drying (mechanical , thermal, or combinations thereof). The proportion of filling into the mold of the first and second parts is determined based on the humidity of each part. The first part of a smaller amount, without any pre-treatment of natural moisture, is placed in an amount of no more than 30% (depending on the moisture content of the feedstock) of the measured volume in a preheated from 100 ° C in the lower part of the mold, consisting of two parts, after which up to 99% of the measured volume (depending on the moisture content of the raw materials) is placed the second part of the dried beer grains to a moisture content of 0 to 30%, after which the mold is closed, and by creating a pressure of up to 100 t/cm2 while simultaneously heating the mold to 250° Molding is carried out. The moisture contained in grains of natural humidity from the action of temperature and pressure instantly boils and steams the entire volume of grains in a composite form. As a result of the influence of two factors: steam and pressure, a product is formed that is suitable for use as disposable tableware. The pressing process itself lasts 3-7 seconds, after which you can open the mold and remove the finished product.

Также объектом данного изобретения является способ утилизации отходов пивного производства - пивной дробины путем изготовления биоразлагаемых формованных изделий.Also the object of this invention is a method for recycling beer production waste - beer grains by producing biodegradable molded products.

Известны несколько способов утилизации пивной дробины:There are several known methods for recycling spent grains:

- Способ переработки пивной дробины в сухой корм. Ограничением для применения данной технологии является малый срок хранения дробины, и связанные с этим риски образования микотоксинов, вызывающих у животных поражение печени.- A method for processing beer grains into dry food. The limitation for the use of this technology is the short shelf life of pellets, and the associated risks of the formation of mycotoxins that cause liver damage in animals.

- Способ использования пивной дробины в производстве биогаза. Ограничением для использования данной технологии является объем образования дробины, достаточной для экономически целесообразного производства газа.- Method of using brewer's grains in biogas production. The limitation to the use of this technology is the volume of grain produced sufficient for economically viable gas production.

- Способ переработки пивной дробины методом гидролиза для получения растворов Сахаров и их последующего использования, например для получения ксилита (патент на изобретение RU 2109059 С1). Ограничением использования данного метода является сложность организации технологического процесса.- A method for processing brewer's grains by hydrolysis to obtain solutions of sugars and their subsequent use, for example, to obtain xylitol (invention patent RU 2109059 C1). The limitation of using this method is the complexity of organizing the technological process.

Предлагаемое изобретение по производству формованных изделий из пивной дробины решает сразу три важные задачи:The proposed invention for the production of molded products from beer grains solves three important problems at once:

1. Утилизацию отхода пивного производства, которое при размещении на полигоне разлагается более 50 лет, нанося значительный вред окружающей среде1. Disposal of beer production waste, which, when placed in a landfill, decomposes for more than 50 years, causing significant harm to the environment

2. Производство биоразлагаемой одноразовой посуды, не наносящей вред окружающей среде, являющейся заменой пластиковой полимерной продукции того же назначения2. Production of biodegradable disposable tableware that does not harm the environment, which is a replacement for plastic polymer products for the same purpose

3. Использование дешевого и доступного сырья. Пиво производят практически во всех странах мира, таким образом пивная дробина как сырье встречается повсеместно. А очень низкая востребованность дробины в промышленности, а как следствие - отсутствие высокого спроса на ее, делает данное сырье доступным и дешевым.3. Use of cheap and available raw materials. Beer is produced in almost all countries of the world, so spent grains as a raw material are found everywhere. And the very low demand for spent grains in industry, and as a consequence the lack of high demand for it, makes this raw material accessible and cheap.

Данный способ производства одноразовой посуды согласно изобретению может использовать в качестве сырья отработанный молотый кофе, в результате чего происходит утилизация данного вида отходов.This method for producing disposable tableware according to the invention can use used ground coffee as a raw material, resulting in the recycling of this type of waste.

Пример 1.Example 1.

Обе части формы нагреваются до температуры 140°С, после чего в количестве 3% от массы вносится пивная дробина без предварительной подготовки, сразу же засыпается остальной объем предварительно высушенной до влажности 9% дробины, форма закрывается с одновременным нагревом до температуры 150°С происходит прессование с усилием 25 т/см2. Сжатие продолжается 3-5 с, после чего форма открывается и достается готовое изделие.Both parts of the mold are heated to a temperature of 140°C, after which beer grains are added in an amount of 3% of the mass without preliminary preparation, the rest of the grain, pre-dried to a moisture content of 9%, is immediately poured in, the mold is closed while simultaneously heating to a temperature of 150°C, pressing occurs with a force of 25 t/cm2. The compression lasts 3-5 seconds, after which the mold opens and the finished product is taken out.

Пример 2.Example 2.

Обе части формы нагреваются до температуры 140°С, после чего в количестве 6% от массы вносится использованный молотый кофе без предварительной подготовки, сразу же засыпается остальной объем использованного высушенного до влажности 7% кофе, форма закрывается с одновременным нагревом до температуры 190°С происходит прессование с усилием 25 т/см2. Прессование продолжается 3-5 с, после чего форма открывается и достается готовое изделие.Both parts of the mold are heated to a temperature of 140°C, after which used ground coffee is added in an amount of 6% of the mass without preliminary preparation, the rest of the used coffee dried to a moisture content of 7% is immediately poured in, the mold is closed while simultaneously heating to a temperature of 190°C occurs pressing with a force of 25 t/cm2. Pressing continues for 3-5 seconds, after which the mold opens and the finished product is taken out.

Claims (3)

1. Способ изготовления биоразлагаемого формованного изделия с созданием давления водяного пара внутри составной формы, в котором в качестве сырья используют отходы пивного производства - пивную дробину, которые разделяют на две неравномерные части, причем первую часть в меньшем размере используют без обработки - натуральной влажности, вторую часть в большем размере подвергают процессу сушки до содержания влажности от 0,1 до 20%, при этом первую часть в количестве от 1 до 10% измеренного объема помещают в нагретую до 140°С нижнюю часть формы, затем туда же добавляют вторую часть используемого материала в количестве оставшегося объема, после чего закрывают верхнюю часть формы, нагретой до 140°С, и производят прессование в течение 3-7 секунд с давлением от 1 до 100 т/см2 с одновременным увеличением температуры формы в диапазоне от 140 до 250°С, после чего форму открывают и достают готовое изделие.1. A method for manufacturing a biodegradable molded product with the creation of water vapor pressure inside the composite mold, in which beer production waste is used as a raw material - beer grains, which are divided into two uneven parts, and the first part in a smaller size is used without treatment - natural humidity, the second a larger part is subjected to a drying process to a moisture content of 0.1 to 20%, while the first part in an amount of 1 to 10% of the measured volume is placed in the lower part of the mold heated to 140°C, then the second part of the material used is added there in the amount of the remaining volume, after which the upper part of the mold, heated to 140°C, is closed and pressing is performed for 3-7 seconds with a pressure from 1 to 100 t/ cm2 while simultaneously increasing the temperature of the mold in the range from 140 to 250°C , after which the mold is opened and the finished product is taken out. 2. Способ по п.1, в котором биоразлагаемое формованное изделие представляет собой биоразлагаемую одноразовую посуду.2. The method of claim 1, wherein the biodegradable molded article is a biodegradable disposable tableware. 3. Применение способа по п.1 для утилизации отходов, представляющих собой пивную дробину.3. Application of the method according to claim 1 for the disposal of waste, which is beer grains.
RU2022110218A 2022-06-01 Method for manufacturing biodegradable molds and application of the method for disposal of beer production waste RU2802471C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802471C1 true RU2802471C1 (en) 2023-08-29

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19521687A1 (en) * 1994-06-16 1996-02-01 Wolfgang Dipl Ing Mayer Drinks industry organic wastes converted to packaging materials to packaging materials
CN107418020A (en) * 2016-04-22 2017-12-01 世翔国际实业股份有限公司 Biomass composite plastic containing wheat meal fiber and manufacturing method thereof
RU2725039C1 (en) * 2019-12-30 2020-06-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" Biodegradable dishware production method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19521687A1 (en) * 1994-06-16 1996-02-01 Wolfgang Dipl Ing Mayer Drinks industry organic wastes converted to packaging materials to packaging materials
CN107418020A (en) * 2016-04-22 2017-12-01 世翔国际实业股份有限公司 Biomass composite plastic containing wheat meal fiber and manufacturing method thereof
RU2725039C1 (en) * 2019-12-30 2020-06-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" Biodegradable dishware production method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАЙОРОВА Я., ВОРОНИНА М. Переработка отходов пищевых производств с целью создания биоразлагаемой упаковки, Известия Дальневосточного федерального университета. Экономика и управление, 2021, N 4 (100), С.87-97. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111670282B (en) Method and system for manufacturing a 3-dimensional food packaging unit from moulded pulp material and such food packaging product
TWI496828B (en) Preparation of a Rice Fiberglass Synthetic Resin Powder and Rice Husk Fiber Product
SK7772002A3 (en) Material for making biodegradable mouldings from bran and method thereof
WO1994021731A2 (en) Biodegradable films and molded products and process for their production
US20230189861A1 (en) Granulate of only natural constitutions; granulate for the manufacture of composable products and method for manufacturing the granulate and the products obtained therefrom
RU2802471C1 (en) Method for manufacturing biodegradable molds and application of the method for disposal of beer production waste
CN1213837C (en) Method for manufacturing a foamed moulded body from a mass comprising natural polymers and water
KR20020048353A (en) Manufacturing Method of High Vegetable Composite Contented Biodegradable Block·Graft Copolymers Matrix Compound
CN113462182A (en) Degradable composite material containing coffee grounds and preparation method thereof
CN1328082A (en) Fully biodegradable foamed composition and its shaping process
CN1108345C (en) Disposable article made from konjaku as main raw material
CN1246313A (en) Method for manufacturing disposable green environment-friendly product
KR20020062867A (en) High Vegetable Composite Contented Biodegradable Block·Graft Copolymers Matrix Compound and Forming Method
CN1102367C (en) Production method of pure natural fast food utensils and its product
JP2003011108A (en) Plant-derived material-made molded product and its manufacturing method
JP2004276463A (en) Containers
NL1011143C2 (en) Biodegradable moldings.
JP3879855B2 (en) Mixture for manufacturing disposable containers
CN107973917B (en) Method for separating straw whole components and preparing degradable appliance
KR20120088155A (en) Disposable tableware
KR100710636B1 (en) Disposable container with biodegradability
TW201109154A (en) Manufacturing method for plant fiber product
CN100475657C (en) Plant fiber food packaging material capable of tolerating high-temperature baking and producing method thereof
TWI670305B (en) Plant fiber environmental protection tableware process
KR200407084Y1 (en) Disposable container with biodegradability