可食用且可生物降解的組合物及其使用方法技術

本發明專利技術的一個實施方式提供一種用于制造可食用且可生物降解的容器的組合物，其包括水、預凝膠淀粉和天然淀粉、第一蛋白或天然聚合物、天然纖維、蠟乳化液、脫模劑、增味劑以及著色劑，其中，該組合物基本上是食品級的材料組成的。

Edible and biodegradable compositions and methods of use thereof

One embodiment of the present invention provides a composition for manufacturing edible and biodegradable containers, including water, pregelatinized starch and native starch, the first protein or natural polymers, natural fibers, wax emulsion, release agent, flavoring agent and colorant, wherein the composition is basically composed of food grade materials.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及用于生產可食用的、可生物降解的以及可積肥的食物包 裝和服務用品的混合配方以及這種配方的使用方法。
技術介紹
傳統的一次性食物服務用品一般是用紙或者紙板制成的(一般包覆 有或者浸漬有聚合的防水材料，例如蠟或者聚乙烯)，或者是用多種塑料 材料的一種制成的(最常見的是聚苯乙烯)。此外，可用于烤箱的一次性 產品是采用鋁或CPET制成的，通常是可雙面加熱的塑料(dual ovenable plastic )。在推廣可生物降解的可積肥產品的過程中，發現孩子們通常表現出 想吃掉所呈現的物品的愿望。當問及成人時，成人也表達了對可食用的 包裝或食物服務用品的興趣。可食用的淀粉基食品服務物品在挪威 Lilleha腿er舉辦的1994年冬季奧運會上被引入并引起公眾相當大的熱 情；在使用之后，那些物品用于喂養家畜，消除了大量的廢物。家庭及 工業面包師也希望采用可用于蛋糕、杯狀小蛋糕、松餅、果餡餅、餡餅等的可食用模具裝置，來代替目前使用的金屬或者紙質物品。除了可食用包裝材料內在的對孩子和其他消費者的吸引力之外，還有這樣一個逐漸被認知的事實采用便宜的塑料材料包裝，其環境 成本是相當高的。例如， 一個聚苯乙烯杯子的預期壽命大約是500年，而 每個美國人大約每年平均丟棄100個杯子。聚苯乙烯是對苯和乙烯進行化 學處理而制成，這兩者均是石油工業的副產品，也因而均是不可再生的 資源。雖然從二十世紀中期以來，石油工業的環境記錄有了很大改善， 然而為了燃料和化學產品而提煉和處理石油，仍然是公認的環境問題； 而且，人們也在思考，采用有限的自然資源(化石碳氫化合物儲備)來生 產一次性產品(其加劇了廢棄物的處理問題)而不是儲備這些資源用于 耐用產品的生產，是否明智。美國政府資源(United States Government sources)表明，所有 類型的包裝占城市固體廢棄物總重量的32%。食物包裝占廢棄物的大約 9°/ 。處理城市廢棄物的成本可能還要不斷提高，因為垃圾填埋的規定變 得越來越嚴厲，目前的站點被填滿后，通常要利用更遠的站點，而且伴 隨燃料成本的增加，廢棄物的運輸費用也增加了。寵物食品包裝也帶來了可觀的廢棄物。據估計，整個世界范圍內寵 物食品包裝市場每年超過五億美元，特別在小包裝上不斷增長，包括按 份尺寸的包裝。因為在所有工業中，每個出售的產品質量單元越小，包 裝體積相對于產品體積的比值就越大；因此，所采用的寵物食品包裝的質量，是以比寵物食物本身的質量增長速率更高的速率增長的。防潮密封并且不能滲透氧和其他氣體的材料包括傳統的塑料、金屬、 玻璃和以及塑料包覆的紙或紙板。其中，金屬、玻璃、紙板和成型塑料 通常給所包裝的物品提供結構上的保護和阻隔，然而，塑料薄膜和塑料 包覆紙主要是提供分隔保護，而不是結構上的保護。通常獲得包裝所需 要的結構硬度比僅僅獲得合適的防護性能需要更多的材料。這些材料都 不是可生物降解的或者可積肥的。直到它們進入到廢棄物處理(即它們沒有再循環)，這些材料都是存在的；盡管提供了促進生物降解的氧和潮濕 環境，它們仍然存留在垃圾掩埋場。除了關系到廢棄物處理之外，目前一些研究也指出即使在極低的濃 度下，用于塑料生產的某些化學制品(鄰苯二曱酸酯和其他增塑劑)也 會通過影響人類和很多其他動物種群的內分泌(荷爾蒙)系統，而對環 境和人類生殖系統產生有害作用。有觀察指出，在野生植物和人類中， 這些化合物的極低濃度也能模擬或者干擾在胚胎發育中有重要作用的荷爾蒙，導致嚴重的后果，例如腹足動物的雌雄同體性；魚、聘魚和一 些哺乳動物的雌性化；兩棲動物、魚類和鳥類的畸形或病態；以及針對 人類發育和生殖的各種不同的生物學影響。雖然研究和從研究中得出的 許多結論是有爭議的，但是食品藥物管理局(FDA )和一些日本人以及歐 洲的管理機構正在考慮針對某些鄰苯二曱酸酯的禁令或額外的規定。不 管這種爭論未來如何解決，目前關于塑料以及提高其物理性能的增塑劑 的安全問題，公眾的關注度正在逐漸增加。采用可生物降解且可積肥的一次性包裝材料的需求在過去十年穩定 地增長。最近如2003年3月，臺灣把在一次性包裝中使用聚苯乙烯泡沫定 義為非法^f亍為。中國的主要Jt成市(例如北京和上海)也已經4巴在一次性包 裝中使用聚苯乙烯泡沫定義為非法行為。在美國，針對固體廢棄物的政 策，美國土木工程師協會(American Society of Civil Engineers)的 網站說過度消費的問題應該引起注意，其目的是減少不必要的產品、 包裝和宣傳冊的生產和消費。應該盡可能減少用于產品和包裝的有毒材 料以及在生產過程中作為副產品而生產出來的有毒材料。，，與塑料不同，紙和紙板都是利用木質紙漿做成的，這是可再生的材 料。然而，對于木材纖維而言，再生的時間即種植樹木所需的時間，是 相當長的，而生產白色(漂白)纖維所需的化學處理過程被認為是對 環境有害的。使用未漂白的和再循環的纖維可幫助減少這些對環境有害 的活動，但是在可以獲得很多農業副產品原料的情況下，采用緩慢生長的樹木作為纖維的來源，這本身就是有問題的。進一步地，在現有技術中，淀粉基食物服務用品通常包含兩個或三 個主要的相包含無機填充材料和/或纖維性材料的基體材料(主要是淀 粉)。淀粉基體材料的機械性能對于這些物品的性能尤為重要。經過烘焙的未改性的淀粉在干燥時通常很脆、易碎，但是淀粉在包含5到ioy。的水 分的情況下就相對較軟且柔韌。在實際中，特別是在脫模后緊接著的時 間段，在淀粉的水分含量很低的情況下，通常在配方中加入纖維以提高淀粉基物品的撓曲強度和斷裂能。然而，即使是加入相當數量(1W或者更多)的纖維，淀粉基物品在緊隨脫模之后或者在干燥的環境(冬天供熱 的建筑物、夏天開啟空調的建筑物、 一年中任何時候的沙漠環境)中長期 儲存通常很易碎。因而在制造過程中(特別是涂層或者層壓薄片被應用 之前)以及當物品在干燥環境中使用時，淀粉基物品的脆性破壞，會不 斷帶來問題。而且，在現在技術中，配方中通常包含無機礦物填料(例如碳酸釣、硅土、好u酸4丐、碌u酸4丐水合物、硅酸鎂、云母礦物、粘土礦物、二氧化 鈦)，用以生產淀粉基可生物降解的食物服務用品。然而，這些填料并非 可生物降解的。對于使用這些填充材料的產品，市場希望這些材料是天 然的、可再生的并且是對環境友好的。然而，開采(或合成)以及所有無 機填充材料的處理過程均存在其固有的環境成本。最后，在現有技術中，淀粉基食物服務用品最通常采用的纖維是木 漿纖維(類似于紙基的物品)。這是因為用于造紙工業的主要原材料很容 易獲得，具有一致的質量和材料性能，并且在最終的食物服務用品中其 具有作為結構性元件所需要的主要性能。然而，在可以獲得很多農業副 產品原料的情況下，釆用緩慢生長的樹木作為纖維來源，就如前面所述 一樣，這本身就是存在問題的。因此，需要提供一種改進的系統，用于生產可食用、可生物降解以 及可積肥的一次性物品，這種物品可以應用到包括容器、碟子、盤子和碗等所有范圍。消費者可以在引進新型的可食用食物供應和包裝材料的 過程中明顯受益。社會可以因為城市固體廢棄物中的食物包裝材料數量 的全面減少而明顯普遍受益。進一步地，需要減少城市廢棄物中永久性的、非可生物降解的食品 包裝的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于制造可食用的、可生物降解的食物供應容器的組合物，其包括如下成分：水；淀粉；纖維；脫模劑；蠟乳化液；以及第一蛋白或天然聚合物；其中，所述的組合物基本上是由食品級的所述成分組成的。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2005-11-21 11/285,5081、 一種用于制造可食用的、可生物降解的食物供應容器的組合物，其包括如下成分水； 淀粉；纖維； 脫模劑；蠟乳化液；以及 第一蛋白或天然聚合物；其中，所述的組合物基本上是由食品級的所述成分組成的。2、 如權利要求l所述的組合物，其中，所述的淀粉包括預凝膠淀粉 和天然淀4分。3、 如權利要求2所述的組合物，其中，在所述組合物中，所述的預 凝膠淀粉占所述淀粉總重量的比例范圍是大于0%至小于30%。4、 如權利要求2所述的組合物，其中，在所述組合物中，所述的預 凝膠淀粉占所述淀粉總重量的比例范圍是大于5%至小于20%。5、 如權利要求2所述的組合物，其中，在所述組合物中，所述的預 凝膠淀粉占所述淀粉總重量的比例范圍是大于7%至小于15%。6、 如權利要求l所述的組合物，其中，所述的第一蛋白或天然聚合 物包括酪蛋白或大豆蛋白。7、 如權利要求l所述的組合物, 合物的機械性能的第二蛋白。8、 如權利賣-求7所述的組合物， 蛋白(albumen)或凝膠。9、 如權利要求l所述的組合物, 等纖維和短纖維。其進一步包括在干燥時改善所述組其中，所述第二蛋白進一步包括白其中，所述的纖維包括長纖維、中10、 如權利要求9所述的組合物，其中，所述的纖維包括天然纖維性材料。11、 如權利要求10所述的組合物，其中，所述的纖維的平均纖維長 度小于大約2mm。12、 如權利要求ll所述的組合物，其中，所述的纖維的平均縱橫比 在5: l到25: l的范圍。13、 如權利要求9所述的組合物，其進一步包括填充材料。14、 如權利要求13所述的組合物，其中，所述的填充材料是有機材料。15、 如權利要求13所述的組合物，其中，所述的填充材料包括碳酸 鉤、硅土、硫酸釣水合物、硅酸鎂、云母礦物、粘土礦物、二氧化鈦或滑石。16、 如權利要求13所述的組合物，其中，所述的填充材料包括短纖維。17、 如權利要求13所述的組合物，其中，所述的填充材料和/或短纖 維的復合濃度小于所述組合物干重的2 5 % 。18、 如權利要求13所述的組合物，其中，所述的填充材料和/或短纖 維的復合濃度小于所述組合物干重的20%、大于所述組合物干重的5%。19、 如權利要求13所述的組合物，其中，所述的填充材料和/或短纖 維的復合濃度小于所述組合物干重的17%、大于所述組合物干重的7%。20、 如權利要求13所述的組合物，其中，所述的纖維包括來自于快 速生長植物的纖維。21、 如權利要求l所述的組合物，其中，所述的蠟乳化液包括天然蠟。22、 如權利要求21所述的組合物，其中，所述的蠟乳化液包括乳化 的巴西棕櫚蠟或乳化的蠟大戟蠟。23、 如權利要求l所述的組合物，其中，所述的脫模劑包括硬脂S復金 屬鹽化合物、脂肪酸、滑石、脂肪或油類。24、 如權利要求l所述的組合物，其中，所述的脫模劑包括硬脂酸鋁、 硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鉀、硬脂酸鈉、硬脂酸鋅、油酸、亞油酸、 滑石、脂肪或油類。25、如權利要求l所述的組合物，其進一步包括一涂層。26、如權利要求25所述的組合物，其中，所述的涂層部分地滲透到 所述組合物的基體中。27、如權利要求l所述的組合物，其進一步包括:增p未劑；以及著色劑。28、 一種用于制造可食用、可生物降解的容器的組合物，其包括如 下成分 水；預凝膠和天然淀粉；第一蛋白或天然聚合物；天然纖維；蠟乳化液； 脫模劑； 增。未劑；以及 著色劑；其中，所述的組合物基本上是由食品級的所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：艾麗小赫勞，大衛德林杰，
申請(專利權)人：生物圈工業公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]