Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

CZY BĘDZIEMY PAKOWAĆ ŚNIADANIE W FOLIĘ ZE SKROBI, KTÓRA NIE ZAŚMIECI ŚRODOWISKA?... Danuta M. Napierała*, Jerzy Stangierski** Danuta M. Napierała*, Jerzy.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "CZY BĘDZIEMY PAKOWAĆ ŚNIADANIE W FOLIĘ ZE SKROBI, KTÓRA NIE ZAŚMIECI ŚRODOWISKA?... Danuta M. Napierała*, Jerzy Stangierski** Danuta M. Napierała*, Jerzy."— Zapis prezentacji:

1 CZY BĘDZIEMY PAKOWAĆ ŚNIADANIE W FOLIĘ ZE SKROBI, KTÓRA NIE ZAŚMIECI ŚRODOWISKA?... Danuta M. Napierała*, Jerzy Stangierski** Danuta M. Napierała*, Jerzy Stangierski** *Katedra Fizyki, **Katedra Zarządzania Jakością Żywności **Katedra Zarządzania Jakością Żywności Akademia Rolnicza im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu Akademia Rolnicza im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu

2 CO TO SĄ POLIMERY?... Cechą charakterystyczną polimerów jest występowanie powtarzających się elementów strukturalnych – merów. Monomer Monomer – związek małocząsteczkowy, z którego w wyniku reakcji otrzymujemy polimer Polimer Polimer – związek wielkocząsteczkowy, jego charakterystyczną cechą jest powtarzanie się pewnych cząstek. Kopolimer Kopolimer – związek cząsteczkowy otrzymany co najmniej z dwóch monomerówMMMM Polimery łańcuchowe – tworzą je swobodne łańcuchy polimerów, np. polietylen, polipropylen, polichlorek winylu, polistyren, polimetakrylan metylu, poliamidy, poliwęglan. Należą do tzw. termoplastów, są topliwe i rozpuszczalne. Budowa łańcuchowa może być: chaotyczna – polimer bezpostaciowy (amorficzny), uporządkowana – polimer krystaliczny

3 Polimery o strukturze usieciowanej - między łańcuchami tworzą się wiązania i powstaje sieć np. pod wpływem temperatury (termoutwardzalne) lub czynnika sieciującego (chemoutwardzalne) Jeżeli występuje struktura przestrzennie usieciowana, polimer nie topi się i jest nierozpuszczalny. Jest to bardzo mocna struktura. MMMM M MMMM M MMMMMM Model sieci polimerowej

4 STANY FIZYCZNE POLIMERÓW TkTkTkTk TgTgTgTg TpTpTpTp TdTdTdTd Polimery występują w trzech stanach fizycznych, zależnych od temperatury: SZKLISTYM, WYSOKOELASTYCZNYM, LEPKOPLASTYCZNYM Polimer amorficzny Polimer krystaliczny Charakterystyczne temperatury dla polimerów: temp. kruchości, T k, temp. rozeszklenia, T g, temp. płynięcia, przejścia w stan lepkoplastyczny, T p, temp. destrukcji, T d

5 STRUKTURY KONFIGURACYJNE POLIMEROW a) liniowa, b) kołowa c) rozgałęziona d) grzebykowa e) gwiaździsta f) kaskadowa g) spiranowa h )drabinkowa i) parkietowa j) tektoniczna k) perełkowo- taśmopo dobna l, ł, m) sieciowane chemicznie o konfiguracji odpowiednio: homoge nicznej, heterogenicznej i przenikających się wzajemnie sieci, n, o, p, r, s, t) sieciowane fizycznie. Przykład makrocząsteczki izotaktycznej (A) i syndiotaktycznej (B) AB I.Gruin, Materiały polimerowe, PWN, 2003] Stereoizomeria

6 - Korzystne właściwości funkcjonalne: mechaniczne takie, jak wytrzymałość, elastyczność, sprężystość, zaporowe, jak przepuszczalność pary wodnej, tlenu, CO 2 - Łatwe w obróbce, niskie koszty produkcji. Niestety, nie ulegają biodegradacji, w środowisku naturalnym brak organizmów zdolnych do rozkładu wiązań między atomami węgla w łańcuchach węglowodorowych polimerów, które są podstawą tworzyw sztucznych DLACZEGO TWORZYWA SYNTETYCZNE?.... BIODEGRADOWALNE TWORZYWA ALTERNATYWĄ MATERIAŁÓW SYNTETYCZNYCH - Opakowania biodegradowalne są to materiały, których struktura chemiczna ulega znaczącym przemianom, zachodzącym w specyficznych warunkach środowiskowych. Materiały te tracą swoje właściwości w wyniku degradacji, zachodzącej z wykorzystaniem naturalnie występujących w przyrodzie mikroorganizmów - bakterii, grzybów, alg.

7 SKROBIA – JAKO SUROWIEC DO PRODUKCJI BIODEGRADOWALNYCH MATERIAŁÓW Produkt naturalny, pochodzenia roślinnego, otrzymywana z ziaren zbóż, bulw i korzeni różnych roślin, ulega biodegradacji w środowisku naturalnym z wytworzeniem H 2 O i CO 2 PSZENICA PSZENICA KUKURYDZA RYŻ ZIEMNIAK

8 GRANULE SKROBI OGLĄDANE ZA POMOCĄ ELEKTRONOWEGO MIKROSKOPU SKANINGOWEGO pszenica pszenżyto owies A B C [Z. Ao, J-L. Jane, Carbohydr. Polym. 2007, 67, 46-55] Skala: - 10 m Granule skrobiowe

9 BUDOWA CHEMICZNA SKROBI – POLIMEROWE SKŁADNIKI SKROBI AMYLOZA – łańcuch prosty AMYLOPEKTYNA – rozgałęziona forma

10 MODELE STRUKTURY SKROBI [Z. Ao, J-L. Jane, Carbohydr. Polym. 2007, 67, ] [I.Capron et al.., Carbohydr. Polym (68), )]

11 OTRZYMYWANIE FOLII SKROBIOWEJ METODĄ KASTINGOWĄ Podgrzewanie roztworu skrobi na mieszadle magnetycznym 2. Kleikowanie 3. Suszenie konwekcyjne 4. Nawilżanie w eksykatorze 5. Gotowy produkt po zdję- ciu z podłoża

12 BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH FOLII PRÓBA JEDNOOSIOWEGO ROZCIĄGANIA FOLII SKROBI NA TEKSTUROMETRZE TA-XT2i (STABLE MICRO SYSTEM, GB) 123 4

13 FILM 1 – próba rozciągania * * aby uruchomić film kliknij obrazek myszką

14 FILM 2 – próba rozciągania jednoosiowego * * aby uruchomić film kliknij obrazek myszką

15 WYKRESY ROZCIĄGANIA FOLII SKROBI UPLASTYCZNIONEJ SORBITOLEM FOLIE O DWÓCH GRUBOŚCIACH : Próby 1 - 3, grubość d = 0,050 mm, próby 4 - 6, grubość d = 0,040 mm

16 Z wykresów jednoosiowego rozciągania można wyznaczyć następujące wielkości, charakteryzujące wytrzymałość folii skrobi z sorbitolem; Z wykresów jednoosiowego rozciągania można wyznaczyć następujące wielkości, charakteryzujące wytrzymałość folii skrobi z sorbitolem; –F max - obciążenie zrywające, [N] –ε = l/l 0 – wydłużenie względne przy zerwaniu –E, moduł Younga [MPa] Naprężenie zrywające σ max równe - Naprężenie zrywające σ max równe: gdzie S oznacza pole przekroju poprzecznego folii

17 Porównanie parametrów wytrzymałościowych folii skrobi z sorbitolem (o stężeniu sorbitolu 40%) i albuminą (o stężeniu 2%) z syntetycznym laminatem foliowym (poliester z polipropylenem) Rodzaj foliiF max [N], E, 10 8 [Pa] max [MPa] Skrobia – sorbitol Skrobia- sorbitol- albumina Laminat 19,5 35,2 46,4 3,2 3,8 68,2 9,5 9,8 8,6 21,8 26,3 50,3

18 BADANIE PRZEPUSZCZALNOŚCI PARY WODNEJ PRZEZ FOLIĘ SKROBIOWĄ Metoda statyczno - eksykatorowa Folie w pokrywkach naczyń wypełnionych silika żelem, 2, 3 – W eksykatorach z solami, utrzymującymi okreś- loną, stałą wilgotność. 4. Ważenie próbek na wadze analitycznej.

19 Parametry, opisujące przepływ dyfuzyjny wody przez układ polimerowy: - Współczynnik przepuszczalności, P [g m / (m 2 s Pa)] - Współczynnik dyfuzji, D [m 2 /s] - Współczynnik rozpuszczalności lub sorpcji, S [g/(m 3 Pa)] Przykładowe kinetyki transmisji pary wodnej przez folie skrobi z sorbitolem a b c Kinetyka przepływu pary wodnej przez folię skrobi z sorbitolem w temp. t = 30 0 C [rys. 1] i 60 0 C [rys. 2], aktywności wody a w = 0,33 (a), 0,54 (b) i 0,94 (c). c b a 1 2

20 TABLE 3. Water vapour permeability of starch-sorbitol film and some edible and common packaging materials Polimer Przepuszczalność pary wodnej, P (g m -1 s -1 Pa -1 ) Literatura Skrobia pszenicy-sorbitol Skrobia ziemniaka - kazeinian sodu-sorbitol Skrobia z kukurydzy Amyloza - glicerol Skrobia ziemniaka – glicerol Chitozan LDPE 1 EVOH 2 HDPE 3 Poliester 0,39 – 7,74 5,2 – 26,5 0, ,5 7,3 0,44 – 1,14 0, 09 0, 29 0, 03 0, 25 autorzy Arvanitoyannis, Biliaderis (1998) Krogars et al. (2003) Rindlav-Westling (1998) Arvanitoyannis, (1996) Yang, Paulson (2000) Kittur et al. (1998) McHugh, Krochta (1994) McHugh et al. (1993) 1 Low density polyethylene 2 Ethyl vinyl alcohol 3 High density polyethylene

21 O perspektywach rozwoju opakowań biodegradowalnych Wzrost produkcji materiałów biodegradowalnych na przestrzeni lat [ F. Domka, N. Czaja: Opakowania biode- gradowalne alternatywą dla opakowań z tworzyw sztucznych, 2006 ] GŁÓWNE FIRMY PRODUKUJĄCE BIODEGRADOWALNE TWORZYWA OPAKOWANIOWE NA ŚWIECIE: Rhone Poulenc UCB Films, Mazzucculli Novamont Vivadour Biotec Cargill Dow Polymers LLC, Kaneka, Procter&Gamble, DuPont

22 Odnośniki literaturowe I. Gruin, Materiały polimerowe. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2003 J Kaszkul, O. Suberlak, Podstawy fizykochemii i właściwości polimerów. Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2004 D. M. Napierała, A. Nowotarska, Water vapour transmission properties of wheat starch-sorbitol film. Acta Agrophysica, 2006, vol. 7(1), D. M. Napierała, J. Stangierski, Tensile properties of wheat starch film with the addition of sorbitol and albumin. Acta Agrophysica, 2007, vol. 9(1),


Pobierz ppt "CZY BĘDZIEMY PAKOWAĆ ŚNIADANIE W FOLIĘ ZE SKROBI, KTÓRA NIE ZAŚMIECI ŚRODOWISKA?... Danuta M. Napierała*, Jerzy Stangierski** Danuta M. Napierała*, Jerzy."

Podobne prezentacje


Reklamy Google