Food Science and Technology

ISSN-print: 2073-8684
ISSN-online: 2409-7004
ISO: 26324:2012
Архiви

ЗАСТОСУВАННЯ ПОЛІАМІДАМІНЕПІХЛОРГІДРИНУ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ВОЛОГОМІЦНОГО ВОДОНЕПРОНИКНОГО ПАКУВАЛЬНОГО ПАПЕРУ ДЛЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

V. Osyka
https://orcid.org/0000-0002-5081-7727
N. Merezhko
https://orcid.org/0000-0003-3077-9636
L. Koptjukh
https://orcid.org/0000-0001-5533-5383
V. Komakha
https://orcid.org/0000-0001-6498-9047
S. Kniaz
https://orcid.org/0000-0002-7236-1759

Анотація

У статті наведено результати досліджень властивостей композиції целюлози хвойних і листяних порід деревини у вихідному стані та паперу виготовленого із неї, запропоновано механізм підвищення вологоміцності та водонепроникності паперу, призначеного для упакування харчових продуктів, шляхом його поверхневого оброблення композицією на основі поліамідамінепіхлоргідрину з полівініловим спиртом та карбамідом. Дослідження проводили з метою забезпечення підвищення споживних властивостей пакувального паперу оскільки при контакті пакувальних матеріалів з харчовим продуктами можуть відбуватися зміни їх структури під дією вологи, пари, газу. В якості основного компонента композиції для обробки паперу застосовували поліамідамінепіхлоргідрин, в якості функціональних добавок: полівініловий спирт та карбамід. Перераховані вище вихідні матеріали є екологічно безпечні, оскільки сторонні включення в пакувальних матеріалах для харчових продуктів становили б серйозну небезпеку для здоров'я і життя людини, а також для іміджу торгової марки продукту, в якому вони були б виявлені. Доведено, що високу вологоміцність та водонепроникнисть, а також необхідний рівень бар’єрних, захисних та експлуатаційних властивостей пакувального матеріалу для харчових продуктів не завжди можна одержати введенням значної кількості поліамідамінепіхлоргідрину, тому у роботі досліджено механізм взаємодії целюлозних волокон паперу з поліамідамінепіхлоргідрину, а також доведено можливість її застосування для отримання пакувального паперу із заданим комплексом властивостей. Встановлено, що витрата до 4–6% поліамідамінепіхлоргідрину забезпечує основний приріст механічної міцності пакувального паперу, як у вологому так і в сухому станах. Одержаний вологоміцний та вологонепроникний матеріал можна застосовувати для упакування харчових продуктів.

Ключові слова:
пакувальний папір, поліамідамінепіхлоргідрин, механічна міцність, вологоміцність, водонепроникність, повітропроникність, харчові продукти

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Osyka, V., Merezhko, N., Koptjukh, L., Komakha, V., & Kniaz, S. (2021). ЗАСТОСУВАННЯ ПОЛІАМІДАМІНЕПІХЛОРГІДРИНУ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ВОЛОГОМІЦНОГО ВОДОНЕПРОНИКНОГО ПАКУВАЛЬНОГО ПАПЕРУ ДЛЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ. Food Science and Technology, 15(2). https://doi.org/10.15673/fst.v15i2.2102
Розділ
Технологія і безпека продуктів харчування

Посилання

1. Singh P, AbasWani A, Saengerlaub S. Active packaging of food products: recent trends: Nutrition & Food Science. 2011;41(4):249-260. https://doi.org/10.1108/00346651111151384
2. Toland J. New barrier coating and anti-counterfeiting technologies offer оpportunities for papermakers. Pulp в Paper international. 2005;45(8):31-33.
3. Davarcioglu B. Nanotechnology Applications in Food Packaging Industry. Nanotechnology. Springer, Singapore. 2017;87-113. https://doi.org/10.1007/978-981-10-4678-0_6
4. Composite packaging materials: innovations and perspectives of usage.Koptiukh LA. et al. Commodity Science in Research and Practice - Current Achievements and Future Challenges : Facing the Challenges of the Future: Excellence in Commodity Science: proc. of 17th IGWT Symposium, Bucharest (Romania), 21-2509.2010. ІІ(VII) «Researcching activities within theoretical studies». 2010;982-987.
5. Rudawska A et al. Technical and organizational improvements of packaging production process. Advances in Science and Technology Research Journal. 2016;10:30. https://doi.org/10.12913/22998624/62513
6. Barrett J, Scott A. The ecological footprint: a metric for corporate sustainability. Corporate Environmental Strategy. 2001;8(4):316-325. https://doi.org/10.1016/S1066-7938(01)00132-4
7. Vargas F et al. Cellulosic pulps of cereal straws as raw material for the manufacture of ecological packaging. BioResources. 2012;7(3):4161-4170.
8. Iwamoto S, Abe K, Yano H. The effect of hemicelluloses on wood pulp nanofibrillation and nanofiber network characteristics. Biomacromolecules. 2008;9(3):1022-1026. https://doi.org/10.1021/bm701157n
9. Lee H, Mani S. Mechanical pretreatment of cellulose pulp to produce cellulose nanofibrils using a dry grinding method. Industrial Crops and Products. 2017,104:179-187. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.04.044
10. Hult EL, Larsson PT, Iversen T. Cellulose fibril aggregation - an inherent property of kraft pulps. Polymer. 2001;42(8):3309-3314. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(00)00774-6
11. Nyhmatullyna LY, ShaibakovaYuA, Kornyenko ND. Analyz vlyianyia kachestva yskhodnoho suria na prochnostnue svoistva bumahy y kartona. Mezhdunarodnui zhurnal prykladnukh y fundamentalnukh іssledovanyi. 2014;12-1:23-29.
12. Spence KL et al. The effect of chemical composition on microfibrillar cellulose films from wood pulps: water interactions and physical properties for packaging applications. Cellulose. 2010;17(4):835-848. https://doi.org/10.1007/s10570-010-9424-8
13. Shurkyna VY, AlashkevychYuD, Voronyn YA. Otdelnue bumahoobrazuiushchye svoistva voloknystoi massu pry ee razmole v dyskovoimelnytse s yspolzovanyem harnyturu s kryvolyneinoi formoinozhei. Novuedostyzhenyia v khymyy y khymycheskoi tekhnolohyy rastytelnoho suria; 2014.
14. Sahin HT. Arslan MB. A Study on Physical and Chemical Properties of Cellulose Paper Immersed in Various Solvent Mixtures. International Journal of Molecular Sciences. 2008;9(1):78-88. https://doi.org/10.3390/ijms9010078
15. Ververis C et al. Cellulose, hemicelluloses, lignin and ash content of some organic materials and their suitability for use as paper pulp supplements. Bioresource Technology. 2007;98(2):296-301. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.01.007
16. Kuznetsov BN і dr. Vlyianye aktyvyruiushchykh vozdeistvyi na sostav, stroenye і reaktsyonnuiu sposobnost drevesynu osynu. Khymyia v ynteresakh ustoichyvoho razvytyia. 2012;20(5):559-565.
17. Pestunov AV y dr. Mekhanycheskaia aktyvatsyia chystoiі soderzhashcheisia v drevesnukhopylkakhtselliulozu v melnytsakhrazlychnohotypa. 2015:386-400.
18. Khalil HPSA et al.Production and modification of nanofibrillated cellulose using various mechanical processes : a review. Carbohydrate polymers. 2014;99:649-665. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.08.069
19. Espy HH. The mechanism of wet-strength development in paper - a review.Tappi Journal. 1995;78(4):90-99.
20. Dubovui VK, Chyzhov HY, Khovanskyi VV. Yzuchenye mekhanyzma voznyknovenyia svoistv avlahoprochnosty v bumahe yzmyneralnukhvolokon. Yzvestyia vusshykh uchebnukh zavedenyi. Lesnoizhurnal. 2005;1-2:101-104.
21. Kornyenko ND. іdr. Analyz vlyianyia khymycheskoho sostava tselliuloznukh kompozytsyonnukh materyalov na vlahoprochnostnue kharakterystyky upakovochnukh kartonov. Sovremennue naukoemkye tekhnolohyy. 2015;9:43-45.
22. Samyn P et al. Modifications of paper and paperboard surfaces with a nanostructured polymer coating. Progress in organic coatings. 2010;69(4): 42-454. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2010.08.008
23. Koptiukh L, Mostyka K, Osyka V. Development of wrapping paper with improved opacity, strength, and whiteness. Eastern-European journal of enterprise technologies. 2017;5/1(89):4-10. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109239
24. Obokata T, Isogai A. Deterioration of polyamideamine-epichlorohydrin (PAE) in aqueous solutions during storage: Structural changes of PAE. Journal of Polymers and the Environment. 2005;13(1):1-6. https://doi.org/10.1007/s10924-004-1210-y
25. Obokata T, Isogai A. Wet-strength development of cellulose sheets prepared with polyamideamine-epichlorohydrin (PAE) resin by physical interactions. Nordic Pulp & Paper Research Journal. 2009;24(2):135-140. https://doi.org/10.3183/npprj-2009-24-02-p135-140
26. Vaha-Nissi M, Lappalainen T, Salminen K. The wet strength of water- and foam-laid cellulose sheets prepared with polyamideamine-epichlorohydrin (PAE) resin. Nordic Pulp & Paper Research Journal. 2018;33(3):496-502. https://doi.org/10.1515/npprj-2018-3056
27. Bai Y-Y, Lei Y-H, Yao C-L, Xiao L-P, Sun R-C, Luo J. The research on environmentally friendly wet-strength agents for papermaking. 2016;31:49-54.
28. Yamamoto Y, Ichiura H, Ohtani Y. Improvement of wet paper strength using a phosphoric acid-urea solution. Cellulose. 2019;26:5105-5116. https://doi.org/10.1007/s10570-019-02423-y
29. Chang Z, Mo L, Huang A et al. Preparation of water-resistant soybean meal-based adhesives with waste paper cellulose via NaOH/urea pretreatment and oxidation. Cellulose. 2020;27:4455-4470. https://doi.org/10.1007/s10570-020-03076-y
30. Yin X et al. Research on Polyvinyl Alcohol Reinforcing Board and Corrugated Fiberboard. Advances in Graphic Communication, Printing and Packaging Technology and Materials. Springer, Singapore.2021; 458-465. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0503-1_67
31. Pulit-Prociak et al. Analysis of Antimicrobial Properties of PVA-Based Coatings with Silver and Zinc Oxide Nanoparticles. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 2021;31(6):2306-2318. https://doi.org/10.1007/s10904-020-01838-6
32. Park H et al. Impregnation of paper with cellulose nanofibrils and polyvinyl alcohol to enhance durability. Nordic Pulp & Paper Research Journal. 2020; 35(1):106-114. https://doi.org/10.1515/npprj-2019-0071
33. Yang D, Stimpson T., Soucy J, Esser A, Pelton RH. Increasing wet adhesion between cellulose surfaces with polyvinylamine. Cellulose. 2019; 26(1):341-353. https://doi.org/10.1007/s10570-018-2165-9
34. Genest S, Salzer R, Steiner G. Molecular imaging of paper cross sections by FT-IR spectroscopy and principal component analysis. Anal BioanalChem. 2013;405:5421-5430. https://doi.org/10.1007/s00216-013-6967-1
35. Andrew Marais, Lars Wågberg. The use of polymeric amines to enhance the mechanical properties of lignocellulosic fibrous networks. Cellulose. 2012;19(4):1437-1447. https://doi.org/10.1007/s10570-012-9712-6
36. Pedram Fatehi, Bryce MacMillan, Zainab Ziaee, Huining Xiao. Qualitative characterization of the diffusion of cationic-modified PVA into the cellulose fiber pores. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2009; 348(1-3):59-63. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2009.06.032