WO2001051556A1 - Composition for producing biologically degradable shaped bodies and method for producing such a composition - Google Patents

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WO2001051556A1
WO2001051556A1 PCT/EP2001/000313 EP0100313W WO0151556A1 WO 2001051556 A1 WO2001051556 A1 WO 2001051556A1 EP 0100313 W EP0100313 W EP 0100313W WO 0151556 A1 WO0151556 A1 WO 0151556A1
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protein
starch
dry mixture
mass
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PCT/EP2001/000313
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Anneliese Kesselring
Thomas KÖBLITZ
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Apack AG für Biologische Verpackungen
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin

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Abstract

The invention relates to a dry mixture, which comprises starch, biologically degradable fiber material, protein and, optionally, additives, for producing biologically degradable shaped bodies, and to a method for producing such a dry mixture. The invention additionally relates to a paste that can be baked, whereby this paste comprises starch, biologically degradable fiber material, protein, water and, optionally, additives. Finally, the invention relates to shaped bodies that are produced by using said dry mixture or said paste that is capable of being baked.

Description

Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen ZusammensetzungComposition for the production of biodegradable moldings and method for producing such a composition
Die Erfindung betrifft eine Trockenmischung und eine backfähige Masse zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Trockenmischung bzw. backfähigen Masse. Weiterhin betrifft die Erfindung aus dieser Trockenmischung hergestellte Formkörper.The invention relates to a dry mixture and a bakable mass for the production of biodegradable moldings and methods for producing such a dry mixture or bakable mass. The invention further relates to moldings produced from this dry mixture.
In der Industrie, im Handel und im Haushalt fallen in großen Mengen Verpackungsmaterialien an. Beispielsweise werden in Schnellimbissketten in großen Mengen Speisen wie beispielsweise Hamburger, Pommes Frites, Bratwurst etc. sowie warme und kalte Getränke in Kunststoffverpackungen wie beispielsweise Verpackungen auf Basis von Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, etc. verkauft. Weiterhin finden Verpackungen auf Kunststoffbasis auch im Handel eine breite Verwendung. So wird beispielsweise Obst in Kunststoffschalen vorportioniert zum Verkauf angeboten. Weiterhin werden beispielsweise Äpfel oder Pfirsiche auch in mit halbkugelförmigen Vertiefungen versehenen Trägern transportiert und angeboten. Dabei wird in jede halbkugelförmige Vertiefung beispielsweise ein Apfel oder ein Pfirsich gelegt. Diese Träger werden zunehmend aus Kunststoff gefertigt.Packaging materials are produced in large quantities in industry, trade and in the household. For example, fast food chains sell large quantities of food such as hamburgers, French fries, bratwurst etc. as well as hot and cold drinks in plastic packaging such as packaging based on polyethylene, polypropylene, polystyrene, etc. Plastic-based packaging is also widely used in retail. For example, fruit is pre-portioned for sale in plastic trays. Furthermore, for example, apples or peaches are also transported and offered in carriers provided with hemispherical depressions. For example, an apple or a peach is placed in each hemispherical recess. These carriers are increasingly made of plastic.
Die vorgenannten in Form von Bechern, Tellern, Tassen, Schalen, Schachteln und Trägern aller Art gefertigten Behälter aus Kunststoff haben den Vorteil, daß sie ein geringes Gewicht aufweisen. Ein geringes Gewicht dieser Behälter ist im Hinblick auf die anfallenden Transportkosten zum einen beim Transport der ungefüllten Behälter selbst als auch beim Transport von in diesen Behältern gelagertem Gut, wie beispielsweise Obst, von Vorteil.The aforementioned plastic containers made in the form of cups, plates, cups, bowls, boxes and carriers of all types have the advantage that they are light in weight. A light weight of these containers is advantageous with regard to the transport costs incurred, both when transporting the unfilled containers themselves and when transporting goods stored in these containers, such as fruit.
Die aus Kunststoff gefertigten Behälter werden regelmäßig nach einmaligem Gebrauch in den Abfall gegeben. Aufgrund der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten und aufgrund der großen Stückzahlen, in denen diese Behälter regelmäßig verwendet werden, führen diese Behälter zu einem beträchtlichen Abfallaufkommen. Äußerst nachteilig ist, daß diese aus Kunststoff gefertigten Behälter eine außerordentliche Langlebigkeit aufweisen. Zur Entsorgung dieser Kunststoffbehälter stehen derzeit im wesentlichen zwei Verfahren zur Verfügung.The containers made of plastic are regularly disposed of after being used once. Due to the wide range of applications and the large number of pieces in which these containers are used regularly, these containers lead to a considerable amount of waste. It is extremely disadvantageous that these containers made of plastic have an extraordinary longevity. There are currently essentially two methods for disposing of these plastic containers.
Bei dem ersten Verfahren werden die im Abfall enthaltenen Kunststoffbehälter in einer Müllverbrennungsanlage verbrannt. Diese Vorgehensweise ist nachteilig. Zum einen basiert die Herstellung der Kunststoffbehälter auf dem Verbrauch von Erdöl, d.h. einer nicht erneuerbaren Rohstoffquelle. Weiterhin erfordert diese Vorgehens weise den Bau von weiteren Müllverbrennungsanlagen bzw. die stärkere Nutzung von bereits vorhandenen Müllverbrennungsanlagen. Im Zuge des gestiegenen öffentlichen Umweltbewußtseins ist jedoch der Bau von neuen Müllverbrennungsanlagen heute kaum noch durchzusetzen. Insofern bestehen im Hinblick auf das stetig wachsende Abfallaufkommen zunehmend Entsorgungsschwierigkeiten.In the first method, the plastic containers contained in the waste are burned in a waste incineration plant. This approach is disadvantageous. On the one hand, the manufacture of plastic containers is based on the consumption of petroleum, ie a non-renewable source of raw materials. Furthermore, this procedure requires construction of further waste incineration plants or the greater use of existing waste incineration plants. In the course of increasing environmental awareness, however, the construction of new waste incineration plants can hardly be implemented today. In this respect, there are increasing disposal difficulties with regard to the steadily growing amount of waste.
Bei dem zweiten Verfahren werden die Kunststoffbehälter einer Wiederaufbereitung als Ausgangsmaterial für neu herzustellende Kunststoffbehälter zugeführt. Diese Vergehens weise erfordert jedoch zunächst eine sortenreine Herstellung der Kunststoffbehälter und schließlich nach dem Gebrauch der Kunststoffbehälter eine aufwendige Trennung der Behälter in Abhängigkeit der jeweils verwendeten Kunststoffsorte. Da die Kunststoffbehälter weiterhin insbesondere bei Schnellimbissketten verwendet werden, müssen die Behälter nach dem Gebrauch von Speiseresten, Fett, Ketchup, etc. gereinigt werden. Eine solche Vorgehensweise ist jedoch aufwendig und kostenintensiv, so daß die gebrauchten Behälter regelmäßig gemäß dem vorstehend aufgeführten Verfahren in einer Müllverbrennungsanlage verbrannt werden.In the second method, the plastic containers are reprocessed as the starting material for new plastic containers to be produced. This offense, however, first requires a single-variety production of the plastic container and finally after the use of the plastic container, a complex separation of the container depending on the type of plastic used. Since the plastic containers are still used in particular for fast food chains, the containers must be cleaned of food waste, fat, ketchup, etc. after use. However, such a procedure is complex and costly, so that the used containers are regularly incinerated in a waste incineration plant in accordance with the above-mentioned method.
Im Hinblick auf die mit Kunststoffbehältern verbundenen Nachteile wird seit geraumer Zeit versucht, biologisch abbaubare Behälter herzustellen, die als Teller, Tasse, Tablett, Träger, etc. bei den oben angegebenen Verwendungen eingesetzt werden können.In view of the disadvantages associated with plastic containers, attempts have been made for some time to produce biodegradable containers which can be used as plates, cups, trays, carriers, etc. in the above-mentioned uses.
Im Stand der Technik sind Formkörper auf Stärkebasis bekannt, die teilweise oder vollständig biologisch abbaubar sind.Shaped bodies based on starch are known in the prior art which are partially or completely biodegradable.
Aus der PCT/EP95/00285 (WO 96/23026) ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern bekannt, bei dem eine viskose Masse aus biologisch abbaubarem Fasermaterial, Wasser und Stärke unter Ausbildung eines Fasermaterial-Stärke- Verbundes in einer Backform gebacken wird. Als Fasermaterial wird dabei Altpapier, Recyclingmaterial oder biologisch abbaubares Fasermaterial verwendet, das zuvor unter Zerkleinerung zerfasert wird. Bevorzugt beträgt der Anteil von Stärke zu Wasser in der viskosen Masse 1:3 bis 1:2. Die Backdauer kann dabei zwischen 0,5 und 15 Minuten variiert werden, wobei angegeben wird, daß kürzere Zykluszeiten im Bereich von 1 bis 3 Minuten im allgemeinen ausreichend sind. Wenn jedoch der Wasseranteil in der Backmasse erhöht wird, ist eine Backdauer zwischen 4 und 12 Minuten erforderlich, um gute Ergebnisse zu erhalten: Nachteilig ist, daß zur Erzielung kürzerer Backzeiten der Wassergehalt in der Backmasse verringert werden muß, so daß letztendlich größere Mengen an Stärke und Fasern pro hergestelltem Formkörper eingesetzt werden.PCT / EP95 / 00285 (WO 96/23026) discloses a process for the production of moldings in which a viscous mass of biodegradable fiber material, water and starch is baked in a baking mold to form a fiber-starch composite. Waste paper, recycled material or biodegradable fiber material is used as fiber material, which is previously shredded while being crushed. The proportion of starch to water in the viscous mass is preferably 1: 3 to 1: 2. The baking time can be varied between 0.5 and 15 minutes, it being stated that shorter cycle times in the range from 1 to 3 minutes are generally sufficient. However, if the amount of water in the baking mass is increased, a baking time between 4 and 12 minutes is required to get good results: The disadvantage is that in order to achieve shorter baking times, the water content in the baking mass must be reduced, so that ultimately larger amounts of starch and fibers are used per molded article produced.
Aus wirtschaftlichen Gründen ist es bei Massenprodukten wie den hier in Rede stehenden Formkörpern, beispielsweise für den Gebrauch in Schnellimbissrestaurants, erforderlich, daß diese preisgünstig hergestellt werden können. Insofern sind für einen Hersteller kurze Fertigungszeiten sowie ein geringerer Materialverbrauch von entscheidender Bedeutung, um mit seinen Produkten am Markt erfolgreich bestehen zu können.For economic reasons, it is necessary for mass-produced products such as the moldings in question here, for example for use in fast food restaurants, that they can be produced inexpensively. In this respect, short manufacturing times and lower material consumption are of crucial importance for a manufacturer in order to successfully survive on the market with its products.
Die US 5,607,983 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines biologisch abbaubaren Formkörpers. Dabei werden kurze Pflanzenfasern, Pflanzenfaserpulver, Geliermaterial, Wasser, Treibmittel und Hilfsmittel zu einem Teig verrührt und dann bei einer Temperatur von 1 0°C bis 200 °C für 2 bis 3 Minuten erhitzt und nachfolgend für 20 Minuten bei einer Temperatur von 120 °C getrocknet.US 5,607,983 discloses a method for producing a biodegradable molded body. Short vegetable fibers, vegetable fiber powder, gelling material, water, blowing agent and auxiliary agents are stirred into a dough and then heated at a temperature of 10 ° C to 200 ° C for 2 to 3 minutes and then for 20 minutes at a temperature of 120 ° C dried.
Nachteilig ist zum einen, daß bei diesem Verfahren zwingend ein Treibmittel verwendet werden muß, und zum anderen, daß die Herstellungszeit sehr lang ist. Sowohl die zusätzliche Verwendung eines Treibmittels als auch eine Herstellungszeit von insgesamtOn the one hand, it is disadvantageous that a blowing agent must be used in this process, and on the other hand that the production time is very long. Both the additional use of a blowing agent and a total manufacturing time
22 bis 23 Minuten pro Formkörper läßt eine wirtschaftliche Herstellung solcher22 to 23 minutes per molded article allows economical production of such
Formkörper als Massenartikel nicht zu.Shaped body as a mass article not too.
Aus der WO 95/04104 ist ein Verfahren zum Herstellen eines im wesentlichen biologisch abbaubaren Polymerschaumes bekannt, wobei thermoplastische oder destrukturierte Stärken, ein biologisch abbaubares hydrophobes Polymer sowie ein biologisch abbaubares faserartiges oder kapselartiges Material, welches die Fähigkeit besitzt, Wasser kapillaraktiv einzubinden, gemischt wird. Dieses Verfahren ist aufwendig, da zunächst in einem ersten Schritt thermoplastische Stärke mit mit Wasser gesättigter Faser in einem genau definierten Temperatur- und Druckbereich gemischt werden muß, wobei wesentlich ist, daß das in der Faser kapillaraktiv gebundene Wasser nicht freigesetzt wird. Die Schaumherstellung erfolgt dann in einem zweiten Schritt, bei dem sowohl die Temperatur als auch der Druck erhöht werden, so daß das in der Faser kapillaraktiv gebundene Wasser freigesetzt wird, um die Stärke aufzuschäumen. Im Hinblick auf die genau einzuhaltenden Temperatur- bzw. Druckbereiche erfordert diesesWO 95/04104 discloses a process for producing an essentially biodegradable polymer foam, wherein thermoplastic or destructurized starches, a biodegradable hydrophobic polymer and a biodegradable fibrous or capsule-like material which has the ability to bind water capillary-active are mixed , This process is complex since, in a first step, thermoplastic starch must be mixed with fiber saturated with water in a precisely defined temperature and pressure range, it being essential that the water bound in the fiber by capillary action is not released. The foam is then produced in a second step, in which both the temperature and the pressure are increased, so that the water bound in the fiber is released to foam the starch. With regard to the temperature and pressure ranges to be observed exactly, this requires
Verfahren eine aufwendige Prozeß führung.Process a complex process management.
Aus der DE 40 09 408 AI ist bekannt, daß aus cellulosehaltigen und eiweißhaltigen Materialien sowie Wasser ein Teig hergestellt werden kann, der anschließend geformt und dann gebacken wird, um einen verrottbaren Wegwerfartikel bereitzustellen. Der nach diesem Verfahren hergestellte Wegwerfartikel besteht aus einem Eiweißgerüst, in das Cellulose eingelagert ist.From DE 40 09 408 AI it is known that a dough can be produced from cellulose-containing and protein-containing materials and water, which is then shaped and then baked to provide a rotting, disposable item. The disposable article produced by this process consists of a protein structure in which cellulose is embedded.
Nachteilig ist, daß die so hergestellten Wegwerfartikel aus Stabilitätsgründen eine dicke Wandstärke von etwa 0,5 cm aufweisen müssen. Die Herstellung von dünnwandigen Formkörpern z.B. in Form von Tassen, Bechern, Schalen, Näpfen, etc. mit annehmbarer Qualität ist nicht möglich. Weiterhin ist es aus besagten Stabilitätsgründen nicht möglich, leichtgewichtige Träger für Obst wie z.B. für Äpfel, Pfirsiche, etc. gemäß diesem Verfahren bereitzustellen.It is disadvantageous that the disposable articles produced in this way must have a thick wall of about 0.5 cm for reasons of stability. The production of thin-walled moldings e.g. in the form of cups, mugs, bowls, bowls, etc. with acceptable quality is not possible. Furthermore, for reasons of stability, it is not possible to use lightweight carriers for fruit, such as for apples, peaches, etc. according to this procedure.
Bedingt durch die dicken Wandstärken ist des weiteren ein erhöhter Materialeinsatz erforderlich. Auch erfordern diese dicken Wandstärken längere Backzeiten von etwa drei bis zehn Minuten sowie eine erhöhte Backtemperatur von etwa 250 °C. Mit dem aus der DE 40 09 408 AI bekannten Verfahren lassen sich somit keine qualitativ hochwertigen Formkörper herstellen. Weiterhin ist dieses Verfahren im Hinblick auf den erhöhten Materialeinsatz nicht geeignet, einen qualitativ hochwertigen Massenartikel preisgünstig herzustellen.Due to the thick walls, increased use of materials is also required. These thick walls also require longer baking times of around three to ten minutes and an increased baking temperature of around 250 ° C. With the method known from DE 40 09 408 AI, no high-quality moldings can be produced. Furthermore, in view of the increased use of materials, this method is not suitable for producing a high-quality mass-produced item inexpensively.
Aus der EP 0 683 831 Bl ist ein Verfahren zum Dispergieren cellulosehaltiger Fasern in Wasser bekannt. Dieses Verfahren erlaubt die Verwendung von miteinander verbundenen cellulosehaltigen Fasern, wie diese z.B. in Papiermaterial vorliegen. Bei einem Feststoffgehalt von bis zu 80% werden einer wässrigen Dispersion aus cellulosehaltigen Fasern Hydrokolloide, wie z.B. Stärke, pflanzliches oder tierisches Protein, unter starker mechanischer Einwirkung zugesetzt, um eine hochviskose Masse bereitzustellen, in der die cellulosehaltigen Fasern auseinandergerissen und in der viskosen Masse verteilt werden. Dabei ist es notwendig, so viel Hydrokolloid einzusetzen, daß sämtliches Wasser gebunden ist. Regelmäßig wird dabei als Hydrokolloid Maisstärke eingesetzt.A method for dispersing cellulose-containing fibers in water is known from EP 0 683 831 B1. This method allows the use of interconnected cellulosic fibers, such as e.g. exist in paper material. With a solids content of up to 80%, an aqueous dispersion of cellulose-containing fibers hydrocolloids, such as Starch, vegetable or animal protein, added under strong mechanical action to provide a highly viscous mass in which the cellulose-containing fibers are torn apart and distributed in the viscous mass. It is necessary to use enough hydrocolloid to bind all of the water. Corn starch is regularly used as the hydrocolloid.
Nachteilig ist, daß mit der Herstellung eines Formkörpers aus der nach diesem Verfahren zubereiteten hochviskosen Masse aufgrund des hohen Feststoffgehalts ein erhöhter Materialverbrauch verbunden ist. Somit erlaubt die Verwendung dieser hochviskose Masse keine preisgünstige Herstellung von Formkörpern, was insbesondere bei der Herstellung von Massenartikeln äußerst nachteilig ist. Weiterhin weisen die aus dieser viskosen Masse hergestellten Formkörper ein erhöhtes Gewicht auf, welches letztendlich zu erhöhten Transportkosten der hergestellten Formkörpern führt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formkörpers bereitzustellen, die eine zuverlässige und preisgünstige Herstellung qualitativ hochwertiger biologisch abbaubarer Formkörper erlaubt. Insbesondere besteht ein Bedarf an einer Zusammensetzung, die eine Verringerung der Herstellungszeit sowie eine Verringerung der Menge des eingesetzten Materials ermöglicht. Weiterhin besteht ein Bedürfnis an einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusammensetzung.It is disadvantageous that the production of a shaped body from the highly viscous mass prepared by this process involves increased material consumption due to the high solids content. Thus, the use of this highly viscous mass does not allow inexpensive production of molded articles, which is extremely disadvantageous in particular in the production of mass articles. Furthermore, the moldings produced from this viscous mass have an increased weight, which ultimately leads to increased transport costs for the moldings produced. The object of the present invention is to provide a composition for the production of a biodegradable shaped body which allows a reliable and inexpensive production of high quality biodegradable shaped bodies. In particular, there is a need for a composition that enables a reduction in manufacturing time and a reduction in the amount of material used. There is also a need for a method of making such a composition.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Trockenmischung, die Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein sowie gegebenenfalls Additive umfaßt, zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern, gelöst.The object of the present invention is achieved by a dry mixture, which comprises starch, biodegradable fiber material and protein and optionally additives, for the production of biodegradable moldings.
Unter dem Begriff "Trockenmischung" wird im Sinne der Erfindung eine rieselfähige Zusammensetzung wie beispielsweise in Form eines Pulvers oder eines Granulats verstanden. Es ist nicht erforderlich, daß die erfindungsgemäße Trockenmischung absolut trocken ist. Die Trockenmischung kann beispielsweise einen Restfeuchtegehalt von etwa 5 bis etwa 14 Gew.-%, bevorzugt unterhalb von 9 Gew.-%, aufweisenFor the purposes of the invention, the term “dry mixture” is understood to mean a free-flowing composition, for example in the form of a powder or granules. It is not necessary that the dry mixture according to the invention be absolutely dry. The dry mixture can, for example, have a residual moisture content of about 5 to about 14% by weight, preferably below 9% by weight
Im Sinne der Erfindung wird unter dem Begriff "Stärke" natürliche Stärke, chemisch und/oder physikalisch modifizierte Stärke, technisch hergestellte oder gentechnisch veränderte Stärke sowie Gemische davon verstanden. Als Stärke kann Getreidestärke verwendet werden, die beispielsweise aus Mais, Wachsmais, Weizen, Gerste, Roggen, Hafer, Hirse, Reis, etc. oder Maniok oder Sorghum stammt. Selbstverständlich kann auch die in Leguminosen wie Bohnen oder Erbsen enthaltene Stärke oder in die Früchten wie beispielsweise Kastanien, Eicheln oder Bananen enthaltene Stärke verwendet werden. Weiterhin ist die aus Wurzeln oder Knollen enthaltene Stärke verwendbar.For the purposes of the invention, the term “starch” is understood to mean natural starch, chemically and / or physically modified starch, technically produced or genetically modified starch and mixtures thereof. Starch can be used as starch from corn, for example corn, waxy maize, wheat, barley, rye, oats, millet, rice, etc. or cassava or sorghum. Of course, the starch contained in legumes such as beans or peas or the starch contained in fruits such as chestnuts, acorns or bananas can also be used. The starch contained in roots or tubers can also be used.
Besonders geeignet bei der vorliegenden Erfindung ist Kartoffelstärke. Die Kartoffelstärke enthält vorteilhaft auf je 200 bis 400 Anhydroglucose-Einheiten eine Phosphoresthergruppe. Die negativ geladenen Phosphatgruppen sind dabei mit der C6- Position der Anhydroglucose-Einheit verbunden. Bei der Herstellung einer backfähigen Masse aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung bewirken die negativ geladenen Phosphatgruppen über die gegenseitige Abstoßung eine Entwirrung der einzelnen Kartoffel-Amylopektin-Moleküle. Über die gegenseitige Abstoßung der negativ geladenen Phosphatgruppen liegen die Verzweigungen der Amylopektin-Moleküle weitgehend entfaltet bzw. ausgestreckt vor. Dieses Vorhandensein von veresterten Phosphatgruppen bewirkt eine hohe Viskosität von Kartoffelstärke-Wasser-Mischungen. Unter dem Begriff "biologisch abbaubarem Fasermaterial" werden insbesondere pflanzliche und tierische Fasern verstanden. Als pflanzliche Fasern werden im Sinne der Erfindung bevorzugt cellulosehaltige Fasern verwendet. Cellulosehaltige Fasern sind dabei Fasern jeglicher Art, die Cellulose enthalten oder aus Cellulose bestehen. Unter tierischen Fasern werden sog. Eiweiß fasern wie beispielsweise Wolle, Haare oder Seiden verstanden.Potato starch is particularly suitable in the present invention. The potato starch advantageously contains one phosphorus ether group per 200 to 400 anhydroglucose units. The negatively charged phosphate groups are linked to the C6 position of the anhydroglucose unit. In the production of a bakable mass from the dry mixture according to the invention, the negatively charged phosphate groups, by mutual repulsion, detangle the individual potato amylopectin molecules. Due to the mutual repulsion of the negatively charged phosphate groups, the branches of the amylopectin molecules are largely unfolded or stretched out. This presence of esterified phosphate groups results in a high viscosity of potato starch-water mixtures. The term "biodegradable fiber material" means in particular vegetable and animal fibers. For the purposes of the invention, cellulose-containing fibers are preferably used as vegetable fibers. Cellulose-containing fibers are fibers of any kind that contain cellulose or consist of cellulose. Animal fibers are so-called protein fibers such as wool, hair or silk.
Besonders bevorzugt werden Pflanzenfasern verwendet, die in unterschiedlichen Längen und Breiten vorliegen können. Insbesondere werden Pflanzenfasern verwendet, die eine Länge im Bereich von etwa 50 μm bis etwa 3000 μm, bevorzugt von etwa 100 μm bis etwa 2000 μm, weiter bevorzugt von etwa 150 μm bis etwa 1500 μm, noch bevorzugter von etwa 200 μm bis etwa 900 μm, am bevorzugtesten von 300 μm bis etwa 600 μm, aufweist. Die Breite der Pflanzenfasern kann in einem Bereich von etwa 5 μm bis etwa 100 μm, bevorzugt von etwa 10 μm bis etwa 60 μm, besonders bevorzugt von etwa 15 μm bis etwa 45 μm, liegen. Hauptsächlich werden die Fasern aus Holz, Hanf oder Baumwolle hergestellt. Solche Fasern können in einer dem Fachmann bekannten Weise hergestellt werden. .■ '■ "• •Vegetable fibers that can be in different lengths and widths are particularly preferably used. In particular, plant fibers are used which have a length in the range from approximately 50 μm to approximately 3000 μm, preferably from approximately 100 μm to approximately 2000 μm, further preferably from approximately 150 μm to approximately 1500 μm, more preferably from approximately 200 μm to approximately 900 μm , most preferably from 300 μm to about 600 μm. The width of the plant fibers can be in a range from approximately 5 μm to approximately 100 μm, preferably from approximately 10 μm to approximately 60 μm, particularly preferably from approximately 15 μm to approximately 45 μm. The fibers are mainly made from wood, hemp or cotton. Such fibers can be produced in a manner known to the person skilled in the art. . ■ ' ■ "• •
Unter dem Begriff "Protein" werden Biopolymere auf Basis von Aminosäuren verstanden. Als Aminosäuren kommen dabei sämtliche sog. proteinogenen Aminosäuren, d.h. die gewöhnlich am Proteinaufbau beteiligten Aminosäuren in Frage, als auch die sog. nicht proteinogenen Aminosäuren, die üblicherweise nicht am Aufbau von Proteinen beteiligt sind.The term "protein" is understood to mean biopolymers based on amino acids. All so-called proteinogenic amino acids, i.e. the amino acids usually involved in protein building, as well as the so-called non-proteinogenic amino acids, which are usually not involved in protein building.
Unter dem Begriff "Protein" werden erfindungsgemäß auch Peptide oder Polypeptide verstanden. Weiterhin umfaßt der Begriff "Protein" im Sinne der Erfindung natürlich vorkommendes Protein, chemisch modifiziertes Protein, enzymatisch modifiziertes Protein, rekombinantes Protein, Proteinhydrolysate oder Gemische davon. Das Protein kann dabei pflanzlichen oder tierischen Ursprungs sein.According to the invention, the term “protein” is also understood to mean peptides or polypeptides. The term "protein" in the context of the invention also includes naturally occurring protein, chemically modified protein, enzymatically modified protein, recombinant protein, protein hydrolyzates or mixtures thereof. The protein can be of vegetable or animal origin.
Die erfindungsgemäße Trockenmischung, die Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein umfaßt, ermöglicht überraschenderweise eine Verkürzung der Backzeitdauer von bis 35%, bevorzugt bis zu 50%. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von Protein in der erfindungsgemäßen Trockenmischung eine Verringerung des Materialbedarfs bei der Herstellung von Formkörpern um bis zu 10 Gew.- % bis 20 Gew.- % .The dry mixture according to the invention, which comprises starch, biodegradable fiber material and protein, surprisingly enables the baking time to be shortened by up to 35%, preferably up to 50%. Furthermore, the use of protein in the dry mixture according to the invention enables a reduction in the material requirement in the production of moldings by up to 10% by weight to 20% by weight.
Die erfindungsgemäße Trockenmischung kann äußerst vorteilhaft über einen langen Zeitraum gelagert werden, ohne daß es zu einer merklichen Veränderung der Zusammensetzung kommt. Dies erlaubt vorteilhaft eine Vorfertigung und Lagerung der Trockenmischung. Insofern ist es beispielsweise möglich Unterauftragnehmern eines Herstellers von biologisch abbaubaren Formkörpern, die erfindungsgemäße Trockenmischung zur Verfügung zu stellen und somit zu gewährleisten, daß die beim Unterauftragnehmer gefertigten Formkörper die gewünschte Qualität aufweisen. Da die erfindungsgemäße Trockenmischung erst beim Unterauftragnehmer mit Wasser oder verkleisterter Stärke versetzt werden muß, fallen lediglich die Transportkosten für die Trockenmischung an, d.h. es erfolgt kein Transport des zuzugebenden Wassers.The dry mixture according to the invention can be stored extremely advantageously over a long period of time without causing a noticeable change in the Composition is coming. This advantageously allows prefabrication and storage of the dry mix. In this respect, it is possible, for example, to provide the dry mix according to the invention to subcontractors of a manufacturer of biodegradable moldings and thus to ensure that the moldings produced by the subcontractor are of the desired quality. Since the dry mixture according to the invention only has to be mixed with water or gelatinized starch at the subcontractor, only the transport costs for the dry mixture are incurred, ie there is no transport of the water to be added.
Um biologisch abbaubare Formkörper herzustellen, wird die erfindungsgemäße Trockenmischung unter Zugabe von Wasser zunächst zu einer backfähigen Masse bzw. zu einem Teig vermengt. Die aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellte backfähige Masse unterscheidet sich von den im Stand der Technik bekannten Backmassen dahingehend, daß sie cremiger, schaumiger sowie voluminöser ist und somit eine geringere Dichte aufweist. Zur Herstellung eines bestimmten Volumens an backfähiger Masse wird bei Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung somit weniger Material benötigt, verglichen mit einer Trockenmischung, die kein Protein umfaßt.In order to produce biodegradable moldings, the dry mixture according to the invention is first mixed with the addition of water to form a bakable mass or a dough. The bakable mass produced from the dry mixture according to the invention differs from the baking masses known in the prior art in that it is creamier, foamy and more voluminous and thus has a lower density. To produce a certain volume of bakable mass, less material is thus required when using the dry mixture according to the invention, compared to a dry mixture which does not comprise any protein.
Zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formkörpers wird ein bestimmtes Volumen an backfähiger Masse (Backmasse, Teig) in eine Backform gegeben. Diese Backformen sind aus der Waffelbacktechnik bekannt. Da in eine solche Backform jeweils ein bestimmtes Volumen an backfähiger Masse eingefüllt wird, führt das vergrößerte Volumen der auf der erfindungsgemäßen Trockenmischung basierenden backfähigen Masse somit zu einer Verringerung des Materialbedarfs. Da die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellten Formkörper in sehr großen Stückzahlen hergestellt werden, bedeutet eine Verringerung des Materialbedarfs um bis zu 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% eine enorme Kostensenkung.To produce a biodegradable molded body, a certain volume of bakeable mass (baking mass, dough) is placed in a baking mold. These baking tins are known from the wafer baking technique. Since a certain volume of bakeable mass is filled into such a baking mold, the increased volume of the bakeable mass based on the dry mixture according to the invention thus leads to a reduction in the material requirement. Since the moldings produced using the dry mixture according to the invention are produced in very large numbers, a reduction in the material requirement by up to 10% by weight to 20% by weight means an enormous reduction in costs.
Weiterhin führt die Verwendung einer auf der erfindungsgemäßen Trockenmischung basierenden backfähigen Masse zu einer Verringerung der bei der Herstellung eines Formkörpers erforderlichen Backzeit.Furthermore, the use of a bakable mass based on the dry mixture according to the invention leads to a reduction in the baking time required in the production of a shaped body.
Als "Backzeit" wird im Sinne der Erfindung die Zeit verstanden, die zwischen dem Schließen der Backform, das nach dem Befallen der Backform mit der backfähigen Masse erfolgt, und dem Öffnen der Backform zur Entnahme des gebackenen Formkörpers liegt. Die Backzeit verkürzt sich bei Verwendung einer auf der erfindungsgemäßen Trockenmischung basierenden backfähigen Masse um bis zu 50% . Der Grund für die Verringerung der Backzeit ist nicht geklärt. Die Erfinder vermuten jedoch Folgendes:In the context of the invention, “baking time” is understood to mean the time which lies between the closing of the baking mold, which takes place after the baking mold has been filled with the bakable mass, and the opening of the baking mold for removing the baked molded body. The baking time is reduced by up to 50% when using a bakable mass based on the dry mixture according to the invention. The reason for the reduction in baking time is not clear. However, the inventors suspect the following:
Aufgrund des größeren Volumens einer auf Basis der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellten backfähigen Masse, wird weniger Einwaage an backfähiger Masse in die Backform gegeben. Die geringere Einwaage an backfähiger Masse enthält natürlich auch weniger Wasser, das während des Backvorganges verdampfen muß. Es wird mithin angenommen, daß zwischen der Verringerung der Menge an zu backender backfähiger Masse und der kürzeren Backzeit ein Zusammenhang besteht.Because of the larger volume of a bakeable mass produced on the basis of the dry mixture according to the invention, less weight of bakeable mass is added to the baking mold. The lower amount of bakable mass naturally also contains less water, which must evaporate during the baking process. It is therefore assumed that there is a connection between the reduction in the amount of bakable mass to be baked and the shorter baking time.
Darüber hinaus haben die Erfinder festgestellt, daß ein mit der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellter Formkörper im Inneren des ausgebackenen Formkörpers, d.h. im Inneren der Wandungen des Formkörpers, also beispielsweise in den Boden-, Deckel- und Seitenbereichen, größere und gleichmäßigere Poren bzw. Kapillarstrukturen aufweist. Diese größeren Poren bzw. Kapillaren ermöglichen einen leichteren Wasser/Wasserdampf-Austritt, verglichen mit Formkörpern die unter Verwendung einer Trockenmischung ohne Protein hergestellt wurden. Es wird mithin angenommen, daß zwischen dem den größeren Poren bzw. Kapillaren und der kürzeren Backzeit ein Zusammenhang besteht.In addition, the inventors have found that a molded article produced with the dry mixture according to the invention inside the baked molded article, i.e. has larger and more uniform pores or capillary structures in the interior of the walls of the shaped body, that is to say, for example, in the base, cover and side areas. These larger pores or capillaries enable an easier water / water vapor escape compared to shaped bodies which were produced using a dry mixture without protein. It is therefore assumed that there is a connection between the larger pores or capillaries and the shorter baking time.
Im Hinblick auf die größere und gleichmäßigere Porenstruktur innerhalb der Wandungen des herkömmlichen Formkörpers ergibt sich weiterhin eine Gewichtsreduzierung des hergestellten Formkörpers um bis zu 20% . Eine Gewichtsreduzierung um bis zu 20% ist äußerst vorteilhaft beim Transport der Formkörper.In view of the larger and more uniform pore structure within the walls of the conventional shaped body, the weight of the shaped body produced is further reduced by up to 20%. A weight reduction of up to 20% is extremely advantageous when transporting the molded bodies.
Weiterhin weist der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellte Formkörper eine geschlossenere Oberfläche auf. Eine geschlossenere Oberfläche ist insbesondere im Hinblick auf die thermische Isolationsfähigkeit des Formkörpers von Vorteil. Weiterhin bewirkt eine geschlossenere Oberfläche eine bessere und zuverlässigere Abweisung von beispielsweise Feuchtigkeit oder Fett in die Wandungen bzw. den Boden des Formkörpers.Furthermore, the molded body produced using the dry mixture according to the invention has a more closed surface. A more closed surface is particularly advantageous with regard to the thermal insulation ability of the molded body. Furthermore, a more closed surface results in a better and more reliable rejection of, for example, moisture or grease into the walls or the bottom of the molded body.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und/ oder Protein in der erfindungsgemäßen Trockenmiscbung aneinander fixiert. Im Sinne der Erfindung wird unter dem Begriff "aneinander fixiert" verstanden, daß die Komponenten der erfindungsgemäßen Trockenmischung, d.h. Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial, Protein sowie gegebenenfalls zugegebene Additive mit und ohne Verwendung eines Haftvermittlers aneinander haften.According to a preferred embodiment, starch, biodegradable fiber material and / or protein are fixed to one another in the dry mixture according to the invention. For the purposes of the invention, the term “fixed to one another” is understood to mean that the components of the dry mixture according to the invention, ie starch, biodegradable fiber material, protein and any additives added, adhere to one another with and without the use of an adhesion promoter.
Dabei können beispielsweise Stärke und biologisch abbaubares Fasermaterial aneinander fixiert sein. Es können auch Stärke und Protein oder biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein aneinander fixiert sein. Bevorzugt sind Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein aneinander fixiert. Weiterhin ist es möglich, daß die zugegebenen Additive bei jeder der vorstehend angegebenen Möglichkeiten zusätzlich noch fixiert sind. Mit anderen Worten, gemäß der Erfindung sind sämtliche möglichen Fixierungskombinationen zwischen den verwendeten Komponenten möglich.For example, starch and biodegradable fiber material can be fixed to one another. Starch and protein or biodegradable fiber material and protein can also be fixed to one another. Starch, biodegradable fiber material and protein are preferably fixed to one another. Furthermore, it is possible that the additives added are additionally fixed in each of the possibilities specified above. In other words, according to the invention, all possible combinations of fixations between the components used are possible.
Äußerst vorteilhaft wird somit eine Entmischung der erfindungsgemäßen Trockenmischung verhindert. Für diesen Zweck kann es ausreichend sein, daß lediglich Stärke und das biologisch abbaubare Fasermaterial aneinander fixiert sind. Eine solche Entmischung könnte beispielsweise beim Transport mittels Lastkraftwagen oder Eisenbahn aufgrund der regelmäßig vorkommenden Erschütterungen auftreten, sofern beispielsweise das biologisch abbaubare Fasermaterial und die Stärke nicht aneinander fixiert sind. Die Gefahr einer Entmischung hängt stark von den jeweils verwendeten Partikel- und/oder Fasergrößen ab.A separation of the dry mixture according to the invention is thus extremely advantageously prevented. For this purpose, it may be sufficient that only starch and the biodegradable fiber material are fixed to one another. Such segregation could occur, for example, during transportation by truck or railroad due to the regularly occurring vibrations, provided, for example, that the biodegradable fiber material and the starch are not fixed to one another. The risk of segregation depends heavily on the particle and / or fiber sizes used.
Weitere Erläuterungen im Hinblick auf die Durchführung der Fixierung werden bei den Ausführungen zum Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Trockenmischung gegeben.Further explanations with regard to the implementation of the fixation are given in the comments on the method for producing the dry mixture according to the invention.
Bevorzugt liegt die erfindungsgemäße Trockenmischung als Granulat vor.The dry mixture according to the invention is preferably in the form of granules.
Unter dem Begriff "Granulat" wird dabei eine Anhäufung von Granulatkörnern verstanden. Ein Granulatkorn (Granalie) ist ein asymmetrisches Aggregat aus Pulverpartikein. Es weist keine harmonische, geometrische Form auf. Die Form einer Kugel, eines Stäbchens, eines Zylinders etc. ist nur ungefähr und andeutungsweise erhalten. Die Oberfläche ist in der Regel uneben und zackig, die Masse in vielen Fällen mehr oder weniger porös. Zur Herstellung von Granulaten wird häufig das sog. Wirbelschichtverfahren eingesetzt.The term "granules" is understood to mean an accumulation of granules. A granulate is an asymmetrical aggregate of powder particles. It has no harmonious, geometric shape. The shape of a sphere, a stick, a cylinder etc. is only approximate and indicated. The surface is usually uneven and jagged, the mass in many cases more or less porous. The so-called fluidized bed process is often used to produce granules.
Die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Trockenmischung als Granulat erlaubt vorteilhaft ein einfaches Abfüllen und Handhaben der erfindungsgemäßen Trockenmischung. Insbesondere ist eine als Granulat vorliegende erfindungsgemäße Trockenmischung leicht dosierbar, was äußerst vorteilhaft bei einer Automatisierung eines Verfahrens zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern ist.The provision of the dry mixture according to the invention as granules advantageously allows simple filling and handling of the dry mixture according to the invention. In particular, a granulate according to the invention is present Dry mixture can be easily metered, which is extremely advantageous when automating a process for producing biodegradable moldings.
Bevorzugt ist die in der erfindungsgemäßen Trockenmischung enthaltene Stärke native Stärke. Native Stärke wird in Granulatform durch die nasse Zermahlung von stärkehaltigen Rohstoffen, wie z. B. Getreide, Knollen und Wurzeln erhalten. Da insofern die Stärke bereits als Granulat vorliegt, ist eine Herstellung der erfindungsgemäßen Trockenmischung als Granulat sehr einfach.The starch contained in the dry mixture according to the invention is preferably native starch. Native starch is in granular form by the wet grinding of starchy raw materials, such as. B. Get grain, tubers and roots. Since the starch is already in the form of granules, it is very easy to produce the dry mixture according to the invention as granules.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Protein aus der Gruppe ausgewählt, die aus natürlich vorkommendem Protein, chemisch modifiziertem Protein, enzymatisch modifiziertem Protein, rekombinantem Protein, Proteinhydrolysaten und Gemischen davon besteht.According to a preferred embodiment, the protein is selected from the group consisting of naturally occurring protein, chemically modified protein, enzymatically modified protein, recombinant protein, protein hydrolyzates and mixtures thereof.
In der erfindungs gemäßen Trockenmischung sind bevorzugt etwa 0,5 bis etwa 12 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt etwa 4 bis etwa 8 Gew.-% Protein enthalten.The dry mixture according to the invention preferably contains about 0.5 to about 12% by weight, particularly preferably about 2 to about 10% by weight and most preferably about 4 to about 8% by weight of protein.
Die in der erfindungsgemäßen Trockenmischung enthaltenden Proteinmengen können jedoch in Abhängigkeit des verwendeten Proteins bzw. der verwendeten Proteinmischung variieren. Es ist jedoch ohne weiteres möglich innerhalb der vorstehend angegeben Bereiche, für jede Trockenmischung durch einige Versuche eine optimale Menge des jeweils zuzugebenden Proteins zu ermitteln.However, the amounts of protein contained in the dry mixture according to the invention can vary depending on the protein or protein mixture used. However, it is easily possible to determine an optimal amount of the protein to be added for each dry mixture by a few tests within the ranges given above.
Beispielsweise können als Protein Proteine tierischen Ursprungs wie beispielsweise Actin, Myoglobin, Myosin, Hämoglobin, Collagen, Elastin, Immunglobuline, Keratine, Fibroin, Conchagene, Ossein, Albumine, Caseine, FPC (Fischmehl, engl. : fish protein concentrate) verwendet werden.For example, proteins of animal origin such as actin, myoglobin, myosin, hemoglobin, collagen, elastin, immunoglobulins, keratins, fibroin, conchagens, ossein, albumins, caseins, FPC (fish protein concentrate) can be used as proteins.
Als Proteine pflanzlichen Ursprungs können Prolamine wie z.B. Gliadin, Secalin, Hordein, Zein sowie Mais- und Soja-Protein verwendet werden.Prolamines such as e.g. Gliadin, Secalin, Hordein, Zein and corn and soy protein can be used.
Pflanzliche Proteine wie z.B. Soja-, Mais-, Erbsen-, Lupinen-, Hirse-Protein haben sich als sehr geeignet für die Zwecke der Erfindung erwiesen. Besonders bevorzugt wird Soja-Protein verwendet. Soja-Protein ist dabei äußerst vorteilhaft in großen Mengen preisgünstig erhältlich.Vegetable proteins such as Soy, corn, pea, lupine, millet protein have been found to be very suitable for the purposes of the invention. Soy protein is particularly preferably used. Soy protein is extremely cheaply available in large quantities.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden als Proteine hydrophobe Proteine verwendet. Hydrophobe Proteine zeichnen sich dabei durch einen hohen Anteil ungeladener Aminosäuren in der Aminosäuresequenz aus. Insbesondere enthalten diese Proteine hohe Anteile an Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tryptophan, Prolin und Methionin, wobei diese dem Protein insgesamt einen hydrophoben Charakter verleihen.According to a preferred development of the invention, hydrophobic proteins are used as proteins. Hydrophobic proteins are characterized by a high proportion uncharged amino acids in the amino acid sequence. In particular, these proteins contain high proportions of glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, tryptophan, proline and methionine, all of which give the protein a hydrophobic character.
Dem Fachmann ist klar, daß die vorstehend aufgeführten Proteine nur eine beispielhafte Auswahl zur Veranschaulichung der Erfindung sind. Selbstverständlich können auch weitere Proteine oder Proteinmischungen verwendet werden. Wesentliches Kriterium ist, daß im Hinblick auf die sehr großen Stückzahlen der herzustellenden Formkörper der Preis des einzusetzenden Proteins oder der Proteinmischung gering ist.It is clear to the person skilled in the art that the proteins listed above are only an exemplary selection to illustrate the invention. Of course, other proteins or protein mixtures can also be used. An important criterion is that the price of the protein or protein mixture to be used is low in view of the very large numbers of moldings to be produced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Protein aus der Gruppe ausgewählt, die aus Casein, Alkalicaseinat, Erdalkalicaseinat, Caseinhydrolysat und Gemischen davon besteht.According to a preferred embodiment of the present invention, the protein is selected from the group consisting of casein, alkali caseinate, alkaline earth caseinate, casein hydrolyzate and mixtures thereof.
Äußerst vorteilhaft ist Casein bzw. sind Caseinate in großen Mengen zu einem annehmbaren Preis zu erhalten: Im Hinblick auf die in großen Mengen aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung herzustellenden biologisch abbaubaren Formkörpern ist es wesentlich, daß das in der erfindungsgemäßen Trockenmischung verwendete Protein preisgünstig ist. So kann man aus 30 1 Magermilch ca. 1 kg Casein erhalten.Casein is extremely advantageous and caseinates can be obtained in large quantities at an acceptable price: With regard to the biodegradable moldings to be produced in large quantities from the dry mixture according to the invention, it is essential that the protein used in the dry mixture according to the invention is inexpensive. You can get about 1 kg of casein from 30 liters of skim milk.
Das Casein wird dabei regelmäßig in der aus Milch isolierten Form verwendet. Es ist natürlich auch möglich, die α-,ß- und γ- Untereinheiten von Casein separat bzw. in bestimmten Kombinationen davon einzusetzen.The casein is used regularly in the form isolated from milk. It is of course also possible to use the α, β and γ subunits of casein separately or in certain combinations thereof.
Im Sinne der Erfindung verwendbares Casein ist im Handel als Säurekasein von dem Unternehmen BMI-Landshut erhältlich.Casein which can be used according to the invention is commercially available as acid casein from the company BMI-Landshut.
In der erfindungsgemäßen Trockenmischung sind bevorzugt etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% , besonders bevorzugt etwa 2 bis etwa 8 Gew.-% und am meisten bevorzugt etwa 3 bis etwa 7 Gew.-% Casein enthalten.The dry mixture according to the invention preferably contains about 1 to about 10% by weight, particularly preferably about 2 to about 8% by weight and most preferably about 3 to about 7% by weight of casein.
Weiter bevorzugt ist in der erfindungsgemäßen Trockenmischung pflanzliches Protein, bevorzugt Soja-Protein, in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% enthalten.Vegetable protein, preferably soy protein, is more preferably present in the dry mixture according to the invention in an amount of about 0.5 to about 10% by weight.
Das Casein kann dabei als solches bzw. auch als Alkalicaseinat bzw. Erdalkalicaseinat verwendet werden. Als besonders verwendbar hat sich das Calciumcaseinat erwiesen. Im Sinne der Erfindung verwendbares Calciumcaseinat ist im Handel als Caseinato Di Calcio von dem Unternehmen BMI-Landshut erhältlich.The casein can be used as such or as an alkali caseinate or alkaline earth caseinate. Calcium caseinate has proven to be particularly useful. Calcium caseinate which can be used according to the invention is commercially available as Caseinato Di Calcio from the company BMI-Landshut.
In der erfindungsgemäßen Trockenmischung sind bevorzugt etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% , besonders bevorzugt etwa 2 bis etwa 8 Gew.-% und am meisten bevorzugt etwa 3 bis etwa 7 Gew.-% Calciumcaseinat enthalten.The dry mixture according to the invention preferably contains about 1 to about 10% by weight, particularly preferably about 2 to about 8% by weight and most preferably about 3 to about 7% by weight of calcium caseinate.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungsgemäße Trockenmischung weitere Additive umfassen. Über diese Additive ist es möglich, die Eigenschaften des aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellten biologisch abbaubaren Formkörpers zu beeinflussen. Beispielsweise können als Additive Hydrophobisierungsmittel, Weißmacher, Lebensmittelfarben, Aromastoffe etc. in der Trockenmischung enthalten sein.According to a further preferred embodiment of the invention, the dry mixture according to the invention can comprise further additives. These additives make it possible to influence the properties of the biodegradable molded article produced from the dry mixture according to the invention. For example, hydrophobicizing agents, whitening agents, food colors, flavorings etc. can be contained in the dry mixture as additives.
Hierbei hat es sich als besonders günstig erwiesen, ein Additiv bzw. mehrere Additive zur Beeinflussung der Produkteigenschaften des Formkörpers auf der Stärke haftend aufzubringen. Die haftende Aufbringung von Additiv auf. Stärke, verhindert vorteilhaft eine mögliche Entmischung von Additiv und Stärke während des Transportes der erfindungsgemäßen Trockenmischung. Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Trockenmischung bis zu 10 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,9 bis 1,8 Gew.-% Additiv.In this case, it has proven to be particularly advantageous to adhere one additive or several additives to influence the product properties of the shaped body on the starch. The adhesive application of additive. Starch advantageously prevents a possible separation of additive and starch during the transport of the dry mixture according to the invention. The dry mixture according to the invention preferably contains up to 10% by weight, preferably 0.3 to 5% by weight, particularly preferably 0.9 to 1.8% by weight of additive.
Der Begriff "Additiv" umfaßt im Sinne der Erfindung jegliche Verbindungen, die zur Beeinflussung der Produkteigenschaften des Formkörpers geeignet sind. Vorzugsweise sind diese Additive vollständig bzw. im wesentlichen vollständig biologisch abbaubar. Bevorzugte Beispiele dieser Additive sind Hydrophobisierungsmittel, Weißmacher, Farbstoffe, Lebensmittelfarben, Aromastoffe, etc.For the purposes of the invention, the term “additive” encompasses any compounds which are suitable for influencing the product properties of the shaped body. These additives are preferably completely or essentially completely biodegradable. Preferred examples of these additives are hydrophobizing agents, whitening agents, colorants, food colors, flavorings, etc.
Bei Hydrophobisierungsmitteln handelt es sich um Bestandteile, die dem aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellten Formkörper hydrophobe Eigenschaften verleihen. Weißmacher sind Verbindungen, die zur Farbaufhellung der Formkörper eingesetzt werden. Als Farbstoffe finden beispielsweise blaue Farbstoffe Verwendung, die beispielsweise zur Färbung von Obstschalen oder Obstträgern verwendet werden. Folgende Blau-Farbstoffe können beispielsweise verwendet werden: Naturfarben oder verlackte Farben. Auch werden beispielsweise grüne Farbstoffe verwendet, die zur Färbung von Schalen zur Aufnahme von Pflanzen eingesetzt werden. Folgende Grün-Farbstoffe können beispielsweise verwendet werden: Naturfarben oder verlackte Farben. Bei Lebensmittelfarben handelt es sich um zur farblichen Gestaltung der Verpackung von Lebensmitteln eingesetzte Farbstoffe. Als Aromastoff kann im Sinne der Erfindung jeder insbesondere biologisch abbaubare Aromastoff verwendet werden, der beispielsweise dem aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellten Formkörper einen bestimmten Geruch und/oder Geschmack verleiht.Hydrophobizing agents are constituents which impart hydrophobic properties to the shaped body produced from the dry mixture according to the invention. Whiteners are compounds that are used to lighten the color of the moldings. For example, blue dyes are used as dyes, which are used, for example, for coloring fruit bowls or fruit carriers. The following blue dyes can be used, for example: natural colors or lacquered colors. Green dyes are also used, for example, which are used for coloring shells to hold plants. The following green dyes can be used, for example: natural colors or lacquered colors. Food colors are dyes used to color the packaging of food. For the purposes of the invention, any aroma substance, in particular biodegradable aroma substance, which, for example, gives the shaped body produced from the dry mixture according to the invention a specific smell and / or taste, can be used as the aroma substance.
Ein besonders bevorzugtes Beispiel für Hydrophobisierungsmittel sind Fluoralkylpolymere, wobei der Ausdruck "Fluoralkyspolymere" darauf hinweist, daß es sich um Polymere handelt, die aus insbesondere wiederkehrenden Alkyleinheiten aufgebaut sind, wobei ein oder mehrere, gegebenenfalls sogar alle, Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt sein können. Beispielsweise kann ein auf einem Perfluoralkylakrylat-Copolymer basierendes Hydrophobisierungsmittel verwendet werden.A particularly preferred example of hydrophobizing agents are fluoroalkyl polymers, the term "fluoroalkyl polymers" indicating that they are polymers which are composed of, in particular, repeating alkyl units, it being possible for one or more, possibly even all, hydrogen atoms to be replaced by fluorine atoms. For example, a hydrophobizing agent based on a perfluoroalkyl acrylate copolymer can be used.
Der Weißmacher kann eine Verbindung mit wenigstens einer Disulfon-Gruppe sein. Solche Verbindungen sind dem auf diesem technischen Gebiet einschlägigen Fachmann bestens bekannt. Ein Beispiel einer solchen Disulfonsäure-Verbindung ist 4,4'-Bis (1,3 , 5-triaziny lamino) stilben-2 , 2 ' -disulf onsäure .The whitening agent can be a compound with at least one disulfone group. Such compounds are well known to those skilled in the relevant technical field. An example of such a disulfonic acid compound is 4,4'-bis (1,3,5-triazinylamino) stilbene-2,2'-disulfonic acid.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des weiteren durch eine backfähige Masse gelöst, die Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial, Protein und Wasser sowie gegebenenfalls Additive umfaßt, gelöst.The object on which the invention is based is further achieved by a bakable composition which comprises starch, biodegradable fiber material, protein and water and, if appropriate, additives.
Unter dem Begriff "backfähige Masse" wird eine Backmasse oder ein Teig verstanden, der in aus der Waffelbacktechnolgie bekannten Backvorrichtungen wie z.B. Baclczangen unter Ausbildung eines Formkörpers gebacken werden kann. Die backfähige Masse wird beispielsweise in eine beheizte Backform einer solchen bekannten Backvorrichtung gegeben, worauf sich die backfähige Masse in der Backform verteilt und diese vollständig ausfüllt. Die in der Backform vorliegende backfähige Masse gibt unter Wärmebeaufschlagung Wasser bzw. Wasserdampf ab, der aus der Backform durch vorgesehene Auslaßkanäle austritt. Während dieses Vorgangs erfolgt die Verfestigung der backfähigen Masse unter Bereitstellung des gewünschten Formkörpers.The term "bakable mass" is understood to mean a baking mass or a dough which is used in baking devices known from wafer baking technology, such as e.g. Baclczangen can be baked to form a shaped body. The bakeable mass is, for example, placed in a heated baking mold of such a known baking device, whereupon the bakeable mass is distributed in the baking mold and fills it completely. The bakeable mass present in the baking pan releases water or water vapor when exposed to heat, which emerges from the baking pan through the provided outlet channels. During this process, the bakeable mass is solidified, providing the desired shaped body.
Die backfähige Masse kann durch Zugabe von Wasser und gegebenenfalls Additiven, soweit diese nicht bereits in der Trockenmischung enthalten sind, unter Vermengen, wie beispielsweise Rühren oder Kneten, aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung, zubereitet werden. Vorzugsweise enthält die backfähige Masse etwa 3 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% , bevorzugt etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, am bevorzugtesten 7,8 Gew.-% bis etwa 9,8 Gew.-% biologisch abbaubares Fasermaterial, bevorzugt cellulosehaltige Fasern.The bakable mass can be prepared from the dry mixture according to the invention by adding water and, if appropriate, additives, if these are not already present in the dry mixture, with mixing, for example stirring or kneading. Preferably the bakable mass contains from about 3% to about 15%, preferably from about 5% to about 10%, most preferably from 7.8% to about 9.8% by weight. -% biodegradable fiber material, preferably cellulose-containing fibers.
Weiterhin enthält die backfähige Masse bevorzugt etwa 6 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% , bevorzugt etwa 10 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, am bevorzugtesten etwa 16, 1 Gew.- % bis etwa 20,05 Gew.-% native Stärke.Furthermore, the bakable composition preferably contains from about 6% by weight to about 30% by weight, preferably from about 10% by weight to about 20% by weight, most preferably from about 16.1% by weight to about 20.05 % By weight native starch.
Des weiteren enthält die backfähige Masse bevorzugt etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bevorzugt etwa 4 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-%, am bevorzugtesten etwa 5,4 Gew.-% bis 6,8 Gew.-% vorverkleisterte Stärke.Furthermore, the bakable composition preferably contains from about 2% by weight to about 10% by weight, preferably from about 4% by weight to about 8% by weight, most preferably from about 5.4% by weight to 6.8 % By weight pre-gelatinized starch.
Weiterhin enthält die backfähige Masse bevorzugt etwa 45 Gew.-% bis etwa 90 Gew.- % , bevorzugt etwa 60 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% , noch bevorzugter etwa 60 Gew.- % bis etwa 75 Gew.-%, am bevorzugtesten etwa 63 Gew.-% bis etwa 71 Gew.-% Wasser.Furthermore, the bakable composition preferably contains from about 45% by weight to about 90% by weight, preferably from about 60% by weight to about 80% by weight, more preferably from about 60% by weight to about 75% by weight , most preferably from about 63% to about 71% by weight water.
Protein ist in der erfindungsgemäßen backfähigen Masse bevorzugt in einer Menge von bis zu 10 Gew.-%, bevorzugt bis zu etwa 5 Gew.-%, noch bevorzugter etwa bis zu 3 Gew.-% Protein, am bevorzugtesten bis zu etwa 2 Gew.-% enthalten.Protein in the bakable composition according to the invention is preferably in an amount of up to 10% by weight, preferably up to about 5% by weight, more preferably about up to 3% by weight of protein, most preferably up to about 2% by weight. -% contain.
Bevorzugt enthält die backfähige Masse 0,5 bis 10 Gew.-% pflanzliches Protein. Pflanzliche Proteine wie z.B. Soja-, Mais-, Erbsen-, Lupinen-, Hirse-Protein haben sich als sehr geeignet für die Zwecke der Erfindung erwiesen. Besonders bevorzugt wird Soja-Protein verwendet. Soja-Protein ist dabei äußerst vorteilhaft in großen Mengen preisgünstig erhältlich. Weiter bevorzugt enthält die backfähige Masse 1 bis 2 Gew.-% pflanzliches Protein, bevorzugt Soja-Protein.The bakable mass preferably contains 0.5 to 10% by weight of vegetable protein. Vegetable proteins such as Soy, corn, pea, lupine, millet protein have been found to be very suitable for the purposes of the invention. Soy protein is particularly preferably used. Soy protein is extremely cheaply available in large quantities. More preferably, the bakable mass contains 1 to 2% by weight of vegetable protein, preferably soy protein.
Die vorstehenden Angaben in Gewichtsprozent sind jeweils auf das Gesamtgewicht der backfähigen Masse bezogen.The above data in percent by weight are based in each case on the total weight of the bakable mass.
Vorverkleisterte Stärke kann dabei aus etwa 90 bis etwa 99,9 Gew.-% Wasser und etwa 0, 1 bis etwa 10 Gew.-% nativer Stärke, weiter bevorzugt aus etwa 95 Gew.-% Wasser und etwa 5 Gew.-% nativer Stärke hergestellt werden. Dabei wird aus diesen beiden Komponenten zunächst eine Stärkesuspension hergestellt. Diese Stärkesuspension kann dann erhitzt und anschließend abgekühlt werden, um vorverkleisterte Stärke zu ergeben. Das Erhitzen erfolgt vorzugsweise auf eine Temperatur bei der die wässrige Suspension von Stärkekörnchen in eine kleisterartige Form übergeht. Diese Temperatur ist auch als Kofler-Gelatinisierangstemperatur bekannt. Die Kofler-Gelatinisierungstemperatur liegt für Kartoffelstärke zwischen 56 und 66 °C und für Maisstärke zwischen 62 und 72°C. Die Suspension wird dabei beispielsweise über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten in diesem Temperaturbereich gehalten. Anschließend wird die vorverkleisterte Stärke abgekühlt. Die Temperatur, auf die abgekühlt wird, beträgt vorzugsweise etwa 50°C oder weniger.Pre-gelatinized starch can be from about 90 to about 99.9% by weight of water and about 0.1 to about 10% by weight of native starch, more preferably from about 95% by weight of water and about 5% by weight of native Starch. A starch suspension is first produced from these two components. This starch suspension can then be heated and then cooled to give pregelatinized starch. The heating is preferably carried out to a temperature at which the aqueous suspension of starch granules changes into a paste-like form. This temperature is also known as the Kofler gelatinizing temperature. The Kofler gelatinization temperature is between 56 and 66 ° C for potato starch and between 62 and 72 ° C for corn starch. The suspension is kept in this temperature range, for example, over a period of about 10 minutes. The pre-gelatinized starch is then cooled. The temperature to which it is cooled is preferably about 50 ° C or less.
Die vorstehende Beschreibung zur Herstellung von vorverkleisterter Stärke ist lediglich als ein beispielhaftes Herstellungsverfahren zu verstehen. Dem Fachmann sind selbstverständlich weitere Verfahren zur Herstellung von vorverkleisterter Stärke bekannt, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise kann die Stärkesuspension bzw. aufschlämmung auch mit Dampf in einem sogenannten Jetcooker gelatinisiert werden.The above description for the production of pre-gelatinized starch is only to be understood as an exemplary production process. Of course, those skilled in the art are aware of other methods of making pregelatinized starch that can be used in the present invention. For example, the starch suspension or slurry can also be gelatinized with steam in a so-called jet cooker.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung besteht das biologisch abbaubare Fasermaterial aus cellulosehaltigen Fasern. Weiterhin ist bevorzugt, daß die Stärke native Stärke ist. Des weiteren enthält die backfähige Masse bevorzugt Protein, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus natürlich vorkommendem Protein, chemisch modifiziertem Protein, enzymatisch modifiziertem Protein, rekombinantem Protein, Proteinhydrolysaten und Gemischen davon besteht. Bevorzugt wird dabei das Protein aus der Gruppe ausgewählt, die aus Casein, Alkalicaseinat, Erdalkalicaseinat, Caseinhydrolysat und Gemischen davon besteht. Besonders bevorzugt ist das Erdalkalicaseinat Calciumcaseinat.According to an advantageous development, the biodegradable fiber material consists of cellulose-containing fibers. It is further preferred that the starch is native starch. Furthermore, the bakable mass preferably contains protein which is selected from the group consisting of naturally occurring protein, chemically modified protein, enzymatically modified protein, recombinant protein, protein hydrolyzates and mixtures thereof. The protein is preferably selected from the group consisting of casein, alkali caseinate, alkaline earth caseinate, casein hydrolyzate and mixtures thereof. The alkaline earth caseinate calcium caseinate is particularly preferred.
Zur weiteren Erläuterung wird auf die jeweiligen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Trockenmischung entsprechend Bezug genommen.For further explanation, reference is made accordingly to the respective statements regarding the dry mixture according to the invention.
Die erfindungsgemäße backfähige Masse kann selbstverständlich auch ohne Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellt werden. Die jeweiligen Einzelkomponenten, d.h. Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial, Protein und gegebenenfalls Additive können in einer beliebigen Reihenfolge mit Wasser unter Zubereitung der erfindungsgemäßen backfähigen Masse vermengt werden. Dabei kann beispielsweise zunächst ein Teig aus Stärke, biologisch abbaubarem Fasermaterial und Wasser hergestellt werden, zu dem dann Protein und gegebenenfalls Additive zugegeben werden. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin durch Verwendung von Protein zur Herstellung einer Trockenmischung oder einer backfähigen Masse zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch einen Formkörper gelöst, der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung oder der erfindungsgemäßen backfähigen Masse hergestellt wurde.The bakable mass according to the invention can of course also be produced without using the dry mixture according to the invention. The respective individual components, ie starch, biodegradable fiber material, protein and optionally additives, can be mixed with water in any order to prepare the bakable composition according to the invention. For example, a dough can first be made from starch, biodegradable fiber material and water, to which protein and optionally additives are then added. The object on which the invention is based is further achieved by the use of protein for the production of a dry mixture or a bakable mass for the production of biodegradable moldings. Furthermore, the object is achieved by a shaped body which has been produced using the dry mixture according to the invention or the bakable composition according to the invention.
Die erfindungsgemäße Trockenmischung eignet sich hervorragend zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern.The dry mixture according to the invention is excellently suitable for the production of biodegradable moldings.
Zu der erfindungsgemäßen Trockenmischung, die Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein sowie gegebenenfalls weitere Additive umfaßt, wird Wasser zugegeben und solange gemischt, bis eine backfähige Masse erhalten wird.Water is added to the dry mixture according to the invention, which comprises starch, biodegradable fiber material and protein and optionally further additives, and mixed until a bakeable mass is obtained.
Eine backfähige Masse zeichnet sich bevorzugt durch eine homogene Verteilung sämtlicher Bestandteile und eine für den jeweiligen Zweck erforderliche Viskosität aus. Die Viskosität der backfähigen Masse kann über den Anteil an zugegebenen Wasser zu der aus Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein sowie' gegebenenfalls Additiven bestehenden Trockenmischung eingestellt werden. Die für den jeweilig herzustellenden Formkörper bevorzugt einzustellende Viskosität der backfähigen Masse kann durch wenige Versuche ermittelt werden. In Abhängigkeit von der Form, der Größe und der jeweiligen Wandstärke des herzustellenden Formkörpers bzw. der Größe der jeweils verwendeten Backform zum Backen des Formkörpers kann es vorteilhaft sein, die Viskosität der Backmischung entsprechend einzustellen.A bakable mass is preferably characterized by a homogeneous distribution of all components and a viscosity required for the respective purpose. The viscosity of the bakable mass can be adjusted via the proportion of water added to the dry mixture consisting of starch, biodegradable fiber material and protein and optionally additives. The viscosity of the bakable mass which is preferably to be set for the particular molded article to be produced can be determined by a few experiments. Depending on the shape, the size and the respective wall thickness of the molded body to be produced or the size of the baking mold used in each case for baking the molded body, it may be advantageous to adjust the viscosity of the baking mixture accordingly.
Die hergestellte backfähige Masse wird dann gebacken. Hierzu wird die backfähige Masse in eine Backform gegeben und bei einer Temperatur von bevorzugt etwa 100°C bis etwa 200°C, besonders bevorzugt bei etwa 150°C in einer geschlossenen Backform erwärmt.The baked mass produced is then baked. For this purpose, the bakable mass is placed in a baking mold and heated in a closed baking mold at a temperature of preferably about 100 ° C. to about 200 ° C., particularly preferably at about 150 ° C.
Die Backform ist dabei in Abhängigkeit von der Form des gewünschten Endprodukts ausgebildet, beispielsweise in Form einer Schale oder eines Bechers. Die Backform kann durch mindestens zwei Backplatten, d.h. eine obere und eine untere Backplatte gebildet sein, die in einer Backzange aufgenommen sind, wobei die Innenoberfläche der Backplatten in einem geschlossenen verriegelten Zustand der Backform unter Bildung eines Formhohlraums beabstandet gehalten werden. Der Formhohlraum wird dann durch die backfähige Masse ausgefüllt. Die Backform besitzt zum Ausleiten des Wasserdampfs speziell ausgeformte Ausdampföffnungen. Für die gleichzeitige Herstellung einer Mehrzahl von Formkörpern können auch eine Mehrzahl von Backzangen verwendet werden. Solche Vorrichtungen zum Backen basieren auf der an sich bekannten Technologie des Waffelbackens.The baking pan is designed depending on the shape of the desired end product, for example in the form of a bowl or a cup. The baking mold can be formed by at least two baking plates, ie an upper and a lower baking plate, which are accommodated in a baking tongs, the inner surface of the baking plates being kept spaced apart in a closed, locked state of the baking mold to form a mold cavity. The mold cavity is then filled by the bakeable mass. The baking mold has specially shaped evaporation openings for discharging the water vapor. For the simultaneous production of a plurality of moldings, a plurality of Baking tongs are used. Such baking devices are based on the waffle baking technology known per se.
Die Zeitdauer des Backvorgangs wird im wesentlichen von der Größe des zu backenden Formkörpers als auch von der jeweils eingestellten Wandstärke des Formkörpers bestimmt. Üblicherweise liegt die Backzeit zwischen 10 s und etwa 100 s, bevorzugt bei etwa 30 s bis etwa 80 s, weiter bevorzugt bei 60 s bis 70 s.The duration of the baking process is essentially determined by the size of the shaped body to be baked and by the wall thickness of the shaped body set in each case. The baking time is usually between 10 s and approximately 100 s, preferably approximately 30 s to approximately 80 s, more preferably 60 s to 70 s.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Trockenmischung gelöst (erste Ausführungsform), wobeiThe object of the invention is further achieved by a method for producing the dry mixture according to the invention (first embodiment), wherein
(a) Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein vermischt werden;(a) starch, biodegradable fiber material and protein are mixed;
(b) während des Mischens eine wässrige Lösung eingesprüht wird; und(b) an aqueous solution is sprayed during mixing; and
(c) die gemäß Schritt (b) erhaltene Mischung getrocknet wird.(c) the mixture obtained in step (b) is dried.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Trockenmischung gelöst (zweite Ausführungsform), wobeiFurthermore, the object of the invention is achieved by a method for producing the dry mixture according to the invention (second embodiment), wherein
(a) Stärke und biologisch abbaubares Fasermaterial vermischt werden; (b) während des Mischens eine wässrige proteinhaltige Lösung eingesprüht wird; und (c) die gemäß Schritt (b) erhaltene Mischung getrocknet wird.(a) starch and biodegradable fiber material are mixed; (b) an aqueous protein-containing solution is sprayed in during mixing; and (c) drying the mixture obtained in step (b).
Unter dem Begriff "wässrige Lösung" wird erfindungsgemäß Wasser oder eine Lösung auf Wasserbasis wie beispielsweise proteinhaltige wässrige Lösung, vorverkleisterte Stärke, proteinhaltige vorverkleisterte Stärke, additivhaltige wässrige Lösung, etc. verstanden.According to the invention, the term “aqueous solution” means water or a water-based solution such as, for example, protein-containing aqueous solution, pregelatinized starch, protein-containing pregelatinized starch, additive-containing aqueous solution, etc.
Bevorzugt wird bei diesen Verfahren im Schritt (b) während des Mischens zusätzlich vorverkleisterte Stärke eingesprüht.In this method, in step (b), pre-gelatinized starch is preferably additionally sprayed in during the mixing.
Das Fixieren von beispielsweise Stärke und biologisch abbaubarem Fasermaterial aneinander kann bewirkt werden, indem beispielsweise während des Mischens von Stärke, biologisch abbaubarem Fasermaterial und Protein Wasser eingesprüht wird und das Gemisch getrocknet wird. Bevorzugt verdampft das Wasser kurz nachdem es mit der Stärke, dem biologisch abbaubarem Fasermaterial und dem Protein in Kontakt gekommen ist. D.h., es wird Wasser in einer Menge und über einen ausreichenden Zeitraum so zugegeben, daß die Oberfläche der Stärkepartikel bzw. -körner leicht klebrig gemacht wird. An der Oberfläche dieser "klebrig gemachten" Stärkepartikel bleibt dann das biologisch abbaubare Fasermaterial, beispielsweise Cellulosefasern, sowie das Protein haften. Es ist natürlich auch möglich, daß das Protein, sobald es mit Wasser in Kontakt gekommen ist, als eine Art Haftmittel wirkt und Stärke und biologisch abbaubares Fasermaterial aneinander fixiert. Beide Effekte können natürlich auch zugleich auftreten.The fixing of, for example, starch and biodegradable fiber material to one another can be brought about by spraying water, for example, during the mixing of starch, biodegradable fiber material and protein and drying the mixture. The water preferably evaporates shortly after it has come into contact with the starch, the biodegradable fiber material and the protein. That is, water is added in an amount and over a sufficient period of time so that the surface of the starch particles or granules is made slightly sticky. The biodegradable fiber material, for example cellulose fibers, then remains on the surface of these "tackified" starch particles. as well as the protein stick. It is of course also possible that the protein, as soon as it comes into contact with water, acts as a kind of adhesive and fixes starch and biodegradable fiber material together. Of course, both effects can also occur simultaneously.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird anstelle von Wasser eine wässrige proteinhaltige Lösung während des Mischens von Stärke und biologisch abbaubarem Fasermaterial eingesprüht. Auch bei diesem zweiten Verfahren wird ein Fixieren von Stärke, biologisch abbaubarem Fasermaterial und Protein aneinander gemäß bewirkt. Die Fixierung der Komponenten aneinander erfolgt dabei über die gleichen Effekte wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.According to the second embodiment, an aqueous protein-containing solution is sprayed in instead of water during the mixing of starch and biodegradable fiber material. In this second method, too, starch, biodegradable fiber material and protein are fixed to one another in accordance with one another. The components are fixed to one another via the same effects as in the first embodiment described above.
Durch das Einsprühen einer wässrigen proteinhaltigen Lösung wird zum einen ein Aneinanderkleben von Stärkepartikeln und dem biologisch abbaubarem Fasermaterial erreicht. Weiterhin bewirkt das Einsprühen einer wässrigen proteinhaltigen Lösung, daß die Stärkepartikel bzw. das biologisch abbaubare Fasermaterial mit der proteinhaltigen Lösung beschichtet werden und somit die Stärkepartikel bzw. das biologisch abbaubare ι Fasermaterial zum Trägermaterial für das Protein werden.By spraying in an aqueous protein-containing solution, starch particles and the biodegradable fiber material stick together. Furthermore, spraying in an aqueous protein-containing solution causes the starch particles or the biodegradable fiber material to be coated with the protein-containing solution and the starch particles or the biodegradable fiber material to become the carrier material for the protein.
Weiterhin kann auch anstelle von Wasser vorverkleisterte Stärke als wässrige Lösung eingesprüht werden und so eine Fixierung von Stärke, biologisch abbaubarem Fasermaterial und Protein erreicht werden. Die vorverkleisterte Stärke hat dabei bevorzugt eine Temperatur von weniger als 50 °C. Selbstverständlich kann sowohl Wasser als auch vorverkleisterte Stärke nacheinander oder zeitgleich eingesprüht werden.Furthermore, starch which has already been gelatinized instead of water can be sprayed in as an aqueous solution and thus fixation of starch, biodegradable fiber material and protein can be achieved. The pre-gelatinized starch preferably has a temperature of less than 50 ° C. Of course, both water and pre-gelatinized starch can be sprayed in one after the other or simultaneously.
Bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, eine wässrige proteinhaltige Lösung und vorverkleisterte Stärke nacheinander oder zeitgleich einzusprühen. Weiterhin ist es auch möglich das Protein direkt in die vorverkleisterte Stärke einzubringen und dann die proteinhaltige, vorverkleisterte Stärke während des Mischens von biologisch abbaubarem Fasermaterial und Stärke einzusprühen.In the second embodiment of the method according to the invention, it is possible to spray an aqueous protein-containing solution and pregelatinized starch in succession or simultaneously. Furthermore, it is also possible to introduce the protein directly into the pre-gelatinized starch and then to spray the protein-containing, pre-gelatinized starch during the mixing of biodegradable fiber material and starch.
Die Trocknung des Gemischs zur Herstellung der erfindungsgemäßen Trockenmischung kann beispielsweise in einer warmen Umgebung wie z.B. in einem warmen Luftstrom erfolgen. Es können aber auch weitere dem Fachmann hinlänglich bekannte Trocknungstechniken verwendet werden. Bevorzugt erfolgt das Vermischen bei den erfindungsgemäßen Verfahren (Ausführungsform 1 bzw. 2) gemäß Schritt (b) und das Trocknen gemäß Schritt (c) in einem gemeinsamen Schritt durch Verwirbeln in einer Wirbelschicht in einem warmen Luftstrom.The mixture for producing the dry mixture according to the invention can be dried, for example, in a warm environment, for example in a warm air stream. However, further drying techniques well known to the person skilled in the art can also be used. Mixing in the methods according to the invention (embodiment 1 or 2) according to step (b) and drying according to step (c) are preferably carried out in a common step by swirling in a fluidized bed in a warm air stream.
Besonders bevorzugt erfolgt das Einsprühen der wässrigen oder wässrigen proteinhaltigen Lösung sowie gegebenenfalls der vorverkleisterten Stärke in einer Wirbelschichtanlage, in der Stärke und biologisch abbaubares Fasermaterial in einem warmen Luftstrom verwirbelt werden. Auch hier kann die vorverkleisterte Stärke vor oder nach bzw. zeitgleich mit der wässrigen oder wässrigen proteinhaltigen Lösung eingesprüht werden. Selbstverständlich kann auch hier eine zuvor hergestellte, gegebenenfalls proteinhaltige, vorverkleisterte Stärke, in die Wirbelschicht eingesprüht werden. Das Einsprühen der Lösungen erfolgt dabei bevorzugt aus Sprühdüsen, die oberhalb des Wirbelschichtbetts angeordnet sind.The aqueous or aqueous protein-containing solution and, if appropriate, the pregelatinized starch are particularly preferably sprayed in a fluidized bed system in which starch and biodegradable fiber material are swirled in a warm air stream. Here too, the pre-gelatinized starch can be sprayed in before, after or simultaneously with the aqueous or aqueous protein-containing solution. Of course, a previously prepared, possibly protein-containing, pregelatinized starch can also be sprayed into the fluidized bed. The solutions are preferably sprayed in from spray nozzles which are arranged above the fluidized bed.
Die Verwendung eines Wirbelschichtreaktors, bei dem Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial sowie gegebenenfalls Protein in einem warmen Luftstrom verwirbelt werden, ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Trockenmischung als trockenes Granulat bereitgestellt werden soll. In der durch den warmen Luftstrom erzeugten Wirbelschicht verdampft das mit der wässrigen oder wässrigen proteinhaltigen Lösung sowie der gegebenenfalls eingesprühten vorverkleisterten Stärke eingebrachte Wasser sehr rasch. Unter Verdampfung des Wassers in der Wirbelschicht erfolgt ein Fixieren von biologisch abbaubarem Fasermaterial, Stärkepartikeln und Protein aneinander. Äußerst vorteilhaft wird somit eine erfindungsgemäße Trockenmischung bereitgestellt, bei der keine Entmischung von Stärke, biologisch abbaubarem Fasermaterial und Protein erfolgen kann.The use of a fluidized bed reactor in which starch, biodegradable fiber material and optionally protein are swirled in a warm air stream is particularly advantageous when the dry mixture according to the invention is to be provided as dry granules. In the fluidized bed produced by the warm air stream, the water introduced with the aqueous or aqueous protein-containing solution and the optionally pasted starch which has been sprayed in evaporates very rapidly. Biodegradable fiber material, starch particles and protein are fixed to one another by evaporation of the water in the fluidized bed. A dry mixture according to the invention is thus provided extremely advantageously, in which no separation of starch, biodegradable fiber material and protein can take place.
Die Temperatur des warmen Luftstroms in der Wirbelschichtanlage beträgt bevorzugt etwa 40°C bis etwa 90°C, bevorzugt etwa 50°C bis etwa 70°C. Über die oberhalb der Wirbelschicht angeordneten Sprühdüsen können, wie vorstehend ausgeführt, die wässrige oder wässrige proteinhaltige Lösung sowie gegebenenfalls vorverkleisterte Stärke eingesprüht werden.The temperature of the warm air stream in the fluidized bed system is preferably about 40 ° C. to about 90 ° C., preferably about 50 ° C. to about 70 ° C. As stated above, the aqueous or aqueous protein-containing solution and optionally pregelatinized starch can be sprayed in via the spray nozzles arranged above the fluidized bed.
Weiterhin können auch die oben erwähnten Additive in Form von wässrigen Lösungen eingesprüht werden. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des herzustellenden Formkörpers können die Additive entsprechend zusammengestellt und gleichzeitig oder nacheinander mit der wässrigen oder wässrigen proteinhaltigen Lösung sowie gegebenenfalls der vorverkleisterten Stärke eingesprüht werden. Weiterhin ist es möglich der mit einer Temperatur von etwa 50 °C eingesprühten vorverkleisterten Stärke ein fetthaltiges Trennmittel einzusprühen. Das fetthaltige Trennmittel kann beispielsweise überwiegend aus Fett bestehen und weiterhin mindestens eine Komponente enthalten, die aus der Gruppe, die aus Öl, Wachs und Lecithin besteht, ausgewählt wird. Als Wachs wird vorzugsweise Bienenwachs eingesetzt.Furthermore, the additives mentioned above can also be sprayed in the form of aqueous solutions. Depending on the properties of the molded article to be produced, the additives can be combined accordingly and sprayed in simultaneously or in succession with the aqueous or aqueous protein-containing solution and, if appropriate, the pregelatinized starch. It is also possible to spray a pre-gelatinized starch sprayed in at a temperature of about 50 ° C. with a grease-containing release agent. The fat-containing release agent can, for example, consist predominantly of fat and furthermore contain at least one component selected from the group consisting of oil, wax and lecithin. Beeswax is preferably used as the wax.
Weiterhin können selbstverständlich auch im Handel erhältliche fetthaltige Trennmittel wie beispielsweise Premix verwendet werden. Premix ist eine Mischung aus ganz oder teilweise ungehärteten Pflanzenfetten und kann von der Firma I.C.L. VAN DER ZON in Essen unter der Artikelnummer HC 2000 bezogen werden.Furthermore, commercially available fat-containing release agents such as premixes can of course also be used. Premix is a mixture of wholly or partially unhardened vegetable fats and can be obtained from I.C.L. VAN DER ZON in Essen can be obtained under item number HC 2000.
Als Trennmittel haben sich allgemein pflanzliche Fette und Öle bewährt. Es können aber auch synthetische Fette und Öle verwendet werden. Bevorzugt wird das Trennmittel aus der Gruppe ausgewählt, die aus Sojabohnenöl, Palmfett und Mischungen daraus besteht. Die Konzentration an Trennmittel beträgt bevorzugt 0,05 bis 0,7 Gew.-% , weiter bevorzugt 0, 1 bis 0,2 Gew.-% , jeweils bezogen auf die backfähige Masse. Diese Trennmittel können gemeinsam mit vorverkleisterter Stärke und/oder proteinhaltiger Lösung, beispielsweise einer Soja-Proteinlösung, eingesprüht werden..Vegetable fats and oils have generally proven themselves as release agents. However, synthetic fats and oils can also be used. The release agent is preferably selected from the group consisting of soybean oil, palm fat and mixtures thereof. The concentration of release agent is preferably 0.05 to 0.7% by weight, more preferably 0.1 to 0.2% by weight, in each case based on the bakable composition. These release agents can be sprayed in together with pregelatinized starch and / or protein-containing solution, for example a soy protein solution.
Das fetthaltige Trennmittel kann aber auch in einem separaten Arbeitsgang zu der mit backfähigen Masse selbst bzw. während der Zubereitung der backfähigen Masse aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung zugegeben werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, das fetthaltige Trennmittel unmittelbar vor dem Backvorgang direkt in die Backform zu geben.The fat-containing release agent can, however, also be added in a separate operation to the baking composition itself or during the preparation of the baking composition from the dry mixture according to the invention. Of course, it is also possible to put the fat-containing release agent directly into the baking mold immediately before the baking process.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further explain the invention.
Zur Herstellung einer backfähigen Masse wurden native Stärke und Cellulosefasern in eine Wirbelschichtanlage auf einen Conidurboden mit einer Fläche von 1862 cm2 (26,6 cm x 70,0 cm) gegeben. Die Schütthöhe betrug insgesamt etwa 225 mm. Als native Stärke wurde Kartoffelstärke (Puderware) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 16 Gew.-% verwendet. Als biologisch abbaubares Fasermaterial wurden Cellulosefasern mit einer Länge von etwa 600 μm und einer Breite von etwa 30 μm eingesetzt.To produce a bakable mass, native starch and cellulose fibers were placed in a fluidized bed system on a Conidur floor with an area of 1862 cm 2 (26.6 cm x 70.0 cm). The total dumping height was approximately 225 mm. Potato starch (powdered goods) with a moisture content of approximately 16% by weight was used as the native starch. Cellulose fibers with a length of approximately 600 μm and a width of approximately 30 μm were used as the biodegradable fiber material.
Die native Kartoffelstärke und die Cellulosefasern wurden in einer Wirbelschicht trocken gemischt. Dabei wurde von unterhalb des Bodens Warmluft mit einer Temperatur von etwa 70°C und einem Volumenstrom von 480 m3/h durch die Stärke-Cellulosefaser-Mischung geleitet, um eine Wirbelschicht zu erzeugen.The native potato starch and the cellulose fibers were mixed dry in a fluidized bed. Warm air with a Temperature of about 70 ° C and a volume flow of 480 m 3 / h passed through the starch-cellulose fiber mixture to produce a fluidized bed.
Von oberhalb der Wirbelschicht wurde vorverkleisterte Stärke mit einer Sprührate von 65 g/min für 5 Minuten über zwei Düsen mit jeweils einem Düsendurchmesser von 0,8 mm und einem Sprühdruck von 1,2 bar eingesprüht. Die Temperatur der eingesprühten Lösung aus vorverkleisterter Stärke lag unterhalb von 50 °C.Pre-gelatinized starch was sprayed from above the fluidized bed at a spray rate of 65 g / min for 5 minutes through two nozzles, each with a nozzle diameter of 0.8 mm and a spray pressure of 1.2 bar. The temperature of the sprayed solution of pre-gelatinized starch was below 50 ° C.
Das erhaltene Produkt war ein Granulat, bei dem Stärke und Cellulosefasern gleichmäßig miteinander verbunden sind. (Die Produkttemperatur lag bei 42°C, und die Produktfeuchtigkeit lag bei 8,6 Gew.-%.)The product obtained was a granulate in which starch and cellulose fibers are evenly connected to one another. (The product temperature was 42 ° C and the product moisture was 8.6% by weight.)
Das so hergestellte Granulat wurde mit Wasser vermengt, so daß die nachfolgend angegebenen Konzentrationsbereiche eingestellt wurden:The granules thus produced were mixed with water so that the concentration ranges given below were set:
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Die vorstehend angegebene backfähige Masse wurde portioniert und wie nachfolgend angegeben mit den entsprechenden Anteilen Protein, d.h. Casein bzw. Calciumcaseinat versetzt. Das Protein wurde dabei in den jeweils unten angegebenen Anteilen in der backfähigen Masse durch Mischen homogen verteilt.The baked mass indicated above was portioned and, as indicated below, with the appropriate proportions of protein, i.e. Casein or calcium caseinate added. The protein was homogeneously distributed in the proportions given below in the bakable mass by mixing.
Zur Ermittlung der Backzeitreduzierung wurden dann in der gleichen Backform Formkörper ausgebacken, wobei die backfähige Masse bzw. der Teig mit und ohne Proteinzusatz verwendet wurde. Die Backzeit wurde dabei bestimmt, indem die Zeit vom Schließen der Backform, nachdem die backfähige Masse in die Backform gegeben wurde, bis zum Öffnen der Backform, um den gebackenen Formkörper zu entnehmen bestimmt.To determine the reduction in baking time, moldings were then baked out in the same baking mold, the bakable mass or the dough being used with and without added protein. The baking time was determined by determining the time from the closing of the baking mold after the bakable mass had been added to the baking mold until the opening of the baking mold to remove the baked molded article.
Die zugegebene Menge an Casein in Gew.-% bezieht sich auf 100 Gew.-% der oben angegebenen backfähigen Masse. Die Backzeitreduzierung in Prozent wurde berechnet, indem der Zeitraum, um den sich die Backzeit absolut verkürzte auf die Backdauer der Vergleichsmischung ohne Proteinzugabe bezogen wurde.The amount of casein added in% by weight is based on 100% by weight of the above-mentioned bakeable mass. The baking time reduction in percent was calculated by referring to the time by which the baking time was reduced in absolute terms to the baking time of the comparison mixture without the addition of protein.
Es wurden die nachfolgend dargestellten Ergebnisse erhalten. Tabelle 1 : Casein-Zugabe zum Teig (backfähige Masse)The results shown below were obtained. Table 1: Casein addition to the dough (baking mass)
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Tabelle 2: Calciumcaseinat-Zugabe zum Teig (backfähige Masse)Table 2: Calcium caseinate addition to the dough (baking mass)
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Die Angaben in Gew.-% Calciumcaseinatzugabe sowie die Angabe bezüglich der Backzeitreduzierung wurden ermittelt wie vorstehend angegeben.The data in% by weight calcium casein addition and the information regarding the reduction in baking time were determined as stated above.
Es zeigt sich, daß bei Verwendung von Calciumcaseinat nochmals eine deutliche Verringerung der Backzeit erreicht werden kann.It turns out that when using calcium caseinate, a significant reduction in the baking time can be achieved.
Da die Formkörper als Massenartikel hergestellt werden, ist eine Backzeitreduzierung um beispielsweise 25 % bei Zugabe von 1,0 Gew.-% Calciumcaseinat in wirtschaftlicher Hinsicht eine sehr bedeutende Verbesserung des Verfahrens. Da weiterhin nicht nur die Backdauer in erheblichem Umfang reduziert wird, sondern auch der Materialbedarf sich um bis zu 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% verringert, stellt die Erfindung einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern dar.Since the moldings are mass-produced, a baking time reduction of, for example, 25% with the addition of 1.0% by weight of calcium caseinate is an economically very important improvement of the process. Furthermore, since not only the baking time is reduced to a considerable extent, but also the material requirement is reduced by up to 10% by weight to 20% by weight, the invention represents a significant advance in the field of the production of biodegradable moldings.
Bei Verwendung von Soja-Protein anstelle von Casein bzw. Caseinat werden vergleichbare vorteilhafte Wirkungen erzielt. Im Hinblick darauf, daß Soja-Protein preisgünstiger als Casein bzw. Caseinat ist, wird bei der Herstellung großer Mengen an biologisch abbaubaren Formkörpern Soja-Protein als Proteinzusatz bevorzugt verwendet. Bevorzugt enthält die backfähige Masse 0,5 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt 1 bis 2 Gew.-% , Soja-Protein.When soy protein is used instead of casein or caseinate, comparable advantageous effects are achieved. In view of being soy protein is cheaper than casein or caseinate, soy protein is preferably used as a protein additive in the production of large amounts of biodegradable moldings. The bakable mass preferably contains 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 2% by weight, of soy protein.
Darüber hinaus weisen die unter Proteinzugabe hergestellten biologisch abbaubaren Formkörper im Hinblick auf die gleichmäßigere Porenstruktur auch ein besseres thermisches Isolationsvermögen auf.In addition, the biodegradable moldings produced with the addition of protein also have better thermal insulation properties with regard to the more uniform pore structure.
Die über dieses Verfahren hergestellten biologisch abbaubaren Formkörper weisen nach dem Backvorgang einen Restfeuchtegehalt von etwa 6 Gew.-% auf, der nach Lagerung der Formkörper bei Umgebungsfeuchtigkeit auf etwa 10 Gew.-% Restfeuchtegehalt ansteigt. Das Einstellen eines Restfeuchtegehalts von etwa 10 Gew.-% hat sich im Hinblick auf die Biegsamkeit der hergestellten Formkörper als vorteilhaft erwiesen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß ein Restfeuchtegehalt von etwa 10 Gew.-% die Formkörper biegsamer macht.The biodegradable moldings produced by this process have a residual moisture content of about 6% by weight after the baking process, which increases to about 10% by weight residual moisture after storage of the moldings at ambient humidity. Setting a residual moisture content of about 10% by weight has proven to be advantageous with regard to the flexibility of the molded articles produced. It has been shown that a residual moisture content of about 10% by weight makes the moldings more flexible.
Der aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellte erfindungsgemäße biologisch abbaubare Formkörper kann äußerst vorteilhaft unter deutlicher Verringerung der Backzeit und Verringerung des Materialbedarfs kostengünstig hergestellt werden. Weiterhin weisen die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellten biologisch abbaubaren Formkörper hervorragende Eigenschaften im Hinblick auf Bruchfestigkeit, Elastizität, Isolationsvermögen und Oberflächenbeschaffenheit auf.The biodegradable molded body according to the invention produced from the dry mixture according to the invention can be produced extremely advantageously inexpensively while significantly reducing the baking time and reducing the material requirement. Furthermore, the biodegradable moldings produced using the dry mixture according to the invention have excellent properties with regard to breaking strength, elasticity, insulation capacity and surface quality.
Die geschlossenere Oberfläche der erfindungsgemäßen Formkörper ermöglicht zudem eine zuverlässigere Aufbringung von feuchtigkeits- und fettabweisenden Barriereschichten beispielsweise in der Form von biologisch abbaubaren Folien. Diese Folien können aus Polyester, Polyesteramid oder Polymilchsäure auf den gebackenen Formkörper aufgebracht werden. Es hat sich gezeigt, daß die Hafteigenschaften des unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung hergestellten Formkörpers beim Aufbringen von Barriereschichten in Form von Folien beispielsweise mittels des Tiefziehverfahrens verbessert sind.The more closed surface of the moldings according to the invention also enables a more reliable application of moisture and grease repellent barrier layers, for example in the form of biodegradable films. These films can be applied to the baked molded article from polyester, polyester amide or polylactic acid. It has been shown that the adhesive properties of the shaped body produced using the dry mixture according to the invention are improved when barrier layers are applied in the form of films, for example by means of the deep-drawing process.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trockenmischung bzw. der erfindungsgemäßen backfähigen Masse lassen sich preisgünstig qualitativ hochwertige, „biologisch abbaubare Formkörper herstellen. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Formkörper von etwa Wandstärken 1,6 bis 1,8 mm aufweisen. Selbstverständlich können auch Formkörper mit dünneren Wndstärken wie beispielsweise von etwa 0,8 bis etwa 1,4 mm oder dickeren Wandstärken wie beispielsweise von etwa 2,0 bis etwa 3,2 mm hergestellt werden.Using the dry mixture according to the invention or the bakable mass according to the invention, inexpensive high-quality, “biodegradable moldings can be produced. For example, the moldings according to the invention can have wall thicknesses of about 1.6 to 1.8 mm. Of course, moldings with thinner wall thicknesses such as for example from about 0.8 to about 1.4 mm or thicker wall thicknesses such as from about 2.0 to about 3.2 mm.
Die Formkörper sind äußerst vorteilhaft aus erneuerbaren Rohstoffen hergestellt und lassen sich vollständig bzw. im wesentlichen vollständig biologisch abbauen. Insofern unterfallen die aus der erfindungsgemäßem Trockenmischung bzw. backfähigen Masse nicht dem in Deutschland geschaffenen System "Grüner Punkt" zur Entsorgung von Verpackungen. D.h. , ein Hersteller der vorgenannten Formkörper in Form von Verpackungsmaterial muß nicht die bei herkömmlichen Verpackungen Pflichtbeiträge an das Entsorgungssystem "Grüner Punkt" abführen.The moldings are made extremely advantageously from renewable raw materials and can be completely or essentially completely biodegraded. In this respect, the dry mix or bakeable mass according to the invention does not fall under the "Green Dot" system created in Germany for the disposal of packaging. That , A manufacturer of the above-mentioned shaped articles in the form of packaging material does not have to make the mandatory contributions to the "Green Dot" disposal system for conventional packaging.
Die aus der erfindungsgemäßen Trockenmischung bzw. backfähigen Masse hergestellten Formkörper werden in einer Miete oder in einem Komposthaufen innerhalb von 10 bis 14 Tagen nahezu vollständig biologisch abgebaut. The moldings produced from the dry mixture or bakable mass according to the invention are almost completely biodegraded in a rent or in a compost heap within 10 to 14 days.

Claims

Patentansprüche claims
1. Trockenmischung, die Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein sowie gegebenenfalls Additive umfaßt, zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern.1. Dry mixture comprising starch, biodegradable fiber material and protein and optionally additives for the production of biodegradable moldings.
2. Trockenmischung gemäß Anspruch 1, wobei Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und/oder Protein aneinander fixiert sind.2. Dry mixture according to claim 1, wherein starch, biodegradable fiber material and / or protein are fixed to one another.
3. Trockenmischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trockenmischung als Granulat vorliegt.3. Dry mixture according to one of the preceding claims, wherein the dry mixture is in the form of granules.
4. Trockenmischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das biologisch abbaubare Fasermaterial aus cellulosehaltigen Fasern besteht.4. Dry mixture according to one of the preceding claims, wherein the biodegradable fiber material consists of cellulose-containing fibers.
5. Trockenmischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stärke native Stärke ist.5. Dry mix according to one of the preceding claims, wherein the starch is native starch.
6. Trockenmischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Protein aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus natürlich vorkommendem Protein, chemisch modifiziertem Protein, enzymatisch modifiziertem Protein, rekombinantem Protein, Proteinhydrolysaten und Gemischen davon besteht.6. Dry mix according to one of the preceding claims, wherein the protein is selected from the group consisting of naturally occurring protein, chemically modified protein, enzymatically modified protein, recombinant protein, protein hydrolyzates and mixtures thereof.
7. Trockenmischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Protein aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Casein, Alkalicaseinat, Erdalkalicaseinat, Caseinhydrolysat und Gemischen davon besteht.7. Dry mix according to one of the preceding claims, wherein the protein is selected from the group consisting of casein, alkali caseinate, alkaline earth caseinate, casein hydrolyzate and mixtures thereof.
8. Trockenmischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erdalkalicaseinat Calciumcaseinat ist.8. Dry mixture according to one of the preceding claims, wherein the alkaline earth caseinate is calcium caseinate.
9. Backfähige Masse, die Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial, Protein und Wasser sowie gegebenenfalls Additive umfaßt.9. Baked mass which comprises starch, biodegradable fiber material, protein and water and optionally additives.
10. Backfähige Masse gemäß Anspruch 9, wobei das Protein in der backfähigen Masse in einer Menge von bis zu 10 Gewichtsprozent, bevorzugt bis zu 5 Gewichtsprozent, enthalten ist. 10. Baked mass according to claim 9, wherein the protein in the bakeable mass is contained in an amount of up to 10 percent by weight, preferably up to 5 percent by weight.
11. Backfähige Masse gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das biologisch abbaubare Fasermaterial aus cellulosehaltigen Fasern besteht.11. Baked mass according to claim 9 or 10, wherein the biodegradable fiber material consists of cellulose-containing fibers.
12. Backfähige Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Stärke native Stärke ist.12. Baked mass according to one of claims 9 to 11, wherein the starch is native starch.
13. Backfähige Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Protein aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus natürlich vorkommendem Protein, chemisch modifiziertem Protein, enzymatisch modifiziertem Protein, rekombinantem Protein, Proteinhydrolysaten und Gemischen davon besteht.13. Baked mass according to one of claims 9 to 12, wherein the protein is selected from the group consisting of naturally occurring protein, chemically modified protein, enzymatically modified protein, recombinant protein, protein hydrolyzates and mixtures thereof.
14. Backfähige Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Protein aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Casein, Alkalicaseinat, Erdalkalicaseinat, Caseinhydrolysat und Gemischen davon besteht.14. Baked mass according to one of claims 9 to 13, wherein the protein is selected from the group consisting of casein, alkali caseinate, alkaline earth caseinate, casein hydrolyzate and mixtures thereof.
15. Backfähige Masse gemäß , einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Erdalkalicaseinat Calciumcaseinat ist.15. Baked mass according to one of claims 9 to 14, wherein the alkaline earth caseinate is calcium caseinate.
16. Verwendung von Protein zur Herstellung einer Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer backfähigen Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15.16. Use of protein for the production of a dry mixture according to one of claims 1 to 8 or a bakable mass according to one of claims 9 to 15.
17. Verwendung einer Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer backfähigen Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15 zur Herstellung von Formkörpern.17. Use of a dry mixture according to one of claims 1 to 8 or a bakable mass according to one of claims 9 to 15 for the production of moldings.
18. Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper unter Verwendung einer Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer backfähigen Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15 hergestellt ist.18. Shaped body, characterized in that the shaped body is produced using a dry mixture according to one of claims 1 to 8 or a bakable mass according to one of claims 9 to 15.
19. Verfahren zur Herstellung einer Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei19. A method for producing a dry mixture according to any one of claims 1 to 8, wherein
(a) Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial und Protein vermischt werden;(a) starch, biodegradable fiber material and protein are mixed;
(b) während des Mischens eine wässrige Lösung eingesprüht wird; und (c) die gemäß Schritt (b) erhaltene Mischung getrocknet wird.(b) an aqueous solution is sprayed during mixing; and (c) drying the mixture obtained in step (b).
20. Verfahren zur Herstellung einer Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei20. A method for producing a dry mixture according to any one of claims 1 to 8, wherein
(a) Stärke und biologisch abbaubares Fasermaterial vermischt werden; (b) während des Mischens eine wässrige proteinhaltige Lösung eingesprüht wird; und(a) starch and biodegradable fiber material are mixed; (b) an aqueous protein-containing solution is sprayed in during mixing; and
(c) die gemäß Schritt (b) erhaltene Mischung getrocknet wird.(c) the mixture obtained in step (b) is dried.
21. Verfahren gemäß Anspruch 19 oder 20, wobei im Schritt (b) während des Mischens zusätzlich vorverkleisterte Stärke eingesprüht wird.21. The method according to claim 19 or 20, wherein in step (b) additionally pre-gelatinized starch is sprayed during the mixing.
22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei das Vermischen gemäß Schritt (b) und das Trocknen gemäß Schritt (c) in einem gemeinsamen Schritt durch Verwirbeln in einer Wirbelschicht in einem warmen Luftstrom erfolgt.22. The method according to any one of claims 19 to 21, wherein the mixing according to step (b) and the drying according to step (c) in a common step by swirling in a fluidized bed in a warm air stream.
23. Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Protein pflanzliches Protein ist.23. Dry mix according to one of claims 1 to 6, wherein the protein is vegetable protein.
24. Trockenmischung gemäß Anspruch 23, wobei das pflanzliche Protein Soja-Protein ist.24. A dry mix according to claim 23, wherein the vegetable protein is soy protein.
25. Backfähige Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Protein pflanzliches Protein ist.25. Baked mass according to one of claims 9 to 13, wherein the protein is vegetable protein.
26. Backfähige Masse gemäß Anspruch 25, wobei das pflanzliche Protein Soja-Protein ist.26. Baked mass according to claim 25, wherein the vegetable protein is soy protein.
27. Backfähige Masse gemäß Anspruch 26, wobei die backfähige Masse Soja-Protein in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 2 Gew.-% enthält.27. Baked mass according to claim 26, wherein the baked mass contains soy protein in an amount of 0.5 to 10 wt .-%, preferably 1 to 2 wt .-%.
28. Backfähige Masse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15 oder 25 bis 27, wobei die backfähige Masse 0,05 bis 0,7 Gew.-%, bevorzugt 0, 1 bis 0,2 Gew.-%, Trennmittel enthält.28. Baked mass according to one of claims 9 to 15 or 25 to 27, wherein the baked mass contains 0.05 to 0.7% by weight, preferably 0.1 to 0.2% by weight, of release agent.
29. Backfähige Masse gemäß Anspruch 28, wobei das Trennmittel Sojabohnenöl und/oder Palmfett ist. 29. Baking composition according to claim 28, wherein the separating agent is soybean oil and / or palm fat.
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