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, 46-55 ] [I.Capron et al.., Carbohydr. Polym. 2007 (68), 349-259)]

11 OTRZYMYWANIE FOLII SKROBIOWEJ METODĄ KASTINGOWĄ 3. 4. 5. 11.11. 2. 1.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], 10 -2 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 1 2 3 4 1. 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 ) 10 -11Literatura 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 0,3 - 15 119 143,5 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), 151-159 D. M. Napierała, J. Stangierski, Tensile properties of wheat starch film with the addition of sorbitol and albumin. Acta Agrophysica, 2007, vol. 9(1), 123 - 133


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