Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables de relleno para protección en embalaje,

y elemento biodegradable producido.

Comprende la solidificación y expansión mediante un equipo de extrusión de una mezcla fluible obtenida a partir de almidón natural, un aglutinante y agua, siendo obtenido dicho aglutinante a partir de una fibra vegetal y comprendiendo el método unas etapas de aglomeración en pastillas de dicha mezcla fluible de partida seguida de una etapa de gelatinización de dichas pastillas previa a la extrusión para formación de los elementos biodegradables expandidos.

Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables de relleno para protección en embalaje, y elemento biodegradable producido.

Campo de la invención

La presente invención concierne a un procedimiento para la obtención de unos elementos o cuerpos, completamente biodegradables, utilizables como material de embalaje, en particular como un relleno para protección de todo tipo de productos en su empaquetado para la comercialización y otros usos, implicando en general transporte y manipulación bajo diversas condiciones de dichos productos.

La invención concierne asimismo a unos elementos o cuerpos biodegradables espumados obtenidos mediante el procedimiento preconizado que constituyen un material de gran capacidad de adaptación a los productos embalados, a los que confieren una eficaz protección contra el impacto y la vibración, disponiendo asimismo de una excelente capacidad de absorción de humedades y líquidos que puedan desprenderse del producto protegido o provenientes del exterior. Además el material biodegradable de que están constituidos los citados elementos proporciona un excelente aislamiento frente a las variaciones de temperatura.

Antecedentes de la invención

En el documento CH-A-679564 se describe un procedimiento de producción de artículos conformados por solidificación de un material susceptible de fluir obtenido a partir de un almidón obtenido por esterificación utilizando un agente de reticulación tal como una melamina o una resina de melamina y un formaldehído y/o una uratropina, producido en una extrusora.

En la WO-A-02/088245 se describe un método para la producción de material de embalaje biodegradable en donde se parte de una mezcla de almidón y agua y unos agentes espesantes incluyendo sustancias fibrosas naturales combinados por presión y temperatura, incluyendo derivados de almidón de harina de cereal.

En la US-B-5186990 se describe un método para obtención de material biodegradable de baja densidad para embalaje comprendiendo la mezcla de al menos un grano, un agente ligante biodegradable y agua para facilitar la expansión, para formar una mezcla inicial y proceder a la extrusión de dicha mezcla bajo calentamiento.

La US-B-5897944 describe un material espumado biodegradable obtenido a partir de almidón que comprende unas secciones expandidas a las que se dota de capacidad adhesiva.

La EP-A-0376201 divulga un producto conformado biodegradable comprendiendo un producto expandido de celdas cerradas, de baja densidad y compresible obtenido a partir de almidón con un contenido de un 45% en peso de amilosa.

La presente invención describe un procedimiento para obtención de elementos biodegradables, a partir de un almidón natural, que se diferencia de los antecedentes citados por la composición de la mezcla inicial de partida y por unas etapas de aglomeración y gelatinización de los elementos antes de pasar a una etapa final de extrusión.

Breve descripción de la invención

La presente invención concierne a un procedimiento para fabricación de elementos biodegradables de relleno para protección en embalaje, que comprende al igual que algunos de los antecedentes citados una solidificación y expansión mediante un equipo de extrusión de una mezcla susceptible de fluir obtenida a partir de almidón natural, un aglutinante y agua.

Conforme a la propuesta de esta invención se utiliza en funciones de aglutinante una fibra vegetal seleccionada de un grupo que comprende bambú, eucalipto y paja.

Por otra parte el método comprende una etapa de aglomeración en pastillas de dicha mezcla fluible de partida seguida de una etapa de gelatinización de dichas pastillas previa a la extrusión para formación de los elementos biodegradables expandidos.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama simplificado descriptivo de las etapas del procedimiento de esta invención.

Descripción en detalle de la invención

Se describirá a continuación y con referencia a la Fig. 1 el procedimiento para fabricación de elementos biodegradables de relleno para protección en embalaje de esta invención.

Tal como se ha indicado el procedimiento está basado en la solidificación y expansión mediante un equipo de extrusión de una mezcla fluible obtenida a partir de almidón natural, un aglutinante y agua. Según la presente invención el citado aglutinante es obtenido a partir de una fibra vegetal.

Conforme a un primer ejemplo de realización la mezcla de partida comprende de un 90-95% en peso de almidón natural, aproximadamente un 3%-10% en peso de fibra vegetal y la proporción restante es agua.

En un segundo ejemplo de ejecución, preferido, la mezcla de partida comprende de un 90-95% en peso de almidón natural y aproximadamente de un 4,5%-7% en peso de la citada fibra vegetal, siendo la proporción restante agua.

Se ha previsto también, a efectos de mejorar la plasticidad de dicha muestra que la misma contenga aproximadamente un 1,5% de PVA (polivinil alcohol).

Dicha mezcla inicial es altamente homogénea y se prepara mediante dosificación de los componentes: almidón 10 (obtenido ventajosamente a partir de trigo o de patata), fibra 11 (por Ej. fibra de bambú) y agua 12 que son alimentados en continuo a un equipo mezclador 14.

El método comprende unas etapas de aglomeración en pastillas de dicha mezcla fluible de partida seguida de una etapa de gelatinización de dichas pastillas previa a la extrusión para formación de los elementos biodegradables expandidos.

Dicha fase de aglomeración en la que se genera una temperatura aproximada de unos 85ºC, emplea un dispositivo de granulación automático 15 que proporciona una compactación con un grado de compresión de las materias en forma de pastillas adaptadas a una ulterior fase de gelatinización que se realiza en la sección 16, con aportación de agua.

La citada fase de gelatinización, que se realiza tras la aglomeración, comprende una etapa de enfriamiento a 45ºC de las pastillas con una adición de un 8% de agua dosificada en 17, 18 con una duración aproximada de 5 minutos.

Después de la etapa de gelatinización se realiza un enfriamiento a unos 30ºC antes de la alimentación de las pastillas gelatinizadas a la extrusora 20.

En general se procede a un almacenamiento de las pastillas en unas grandes bolsas 19 antes de su aportación a la extrusora.

Para la aportación a la extrusora se utiliza un equipo dosificador 21 y un dispositivo dosificador 22 de agua para una aportación aproximada de un 0,5% de agua.

El proceso de extrusión se realiza ventajosamente en una turboextrusora 20, aunque se puede realizar igualmente en una extrusora.

El procedimiento comprende una fase final de equilibrado del producto extrusionado en silos transpirabas 31 con control de la temperatura y humedad, es decir con estabilización de la temperatura y control del contenido de agua.

El procedimiento comprende una etapa final de filtrado de polvo y partículas adheridos al producto previa al envasado.

Descripción de unos ejemplos de realización

A partir de harina de Maíz mezclada con agua, se mezclaron 50 kgs de harina de maíz con 8 litros de agua y el resultado se guardó en la nevera a 4ºC aprox. durante 24 hrs., luego se dosificó manualmente mediante una pala de forma progresiva a una extrusora. El resultado fue un extrusionado en forma de cilindro de diámetro 15 mm y longitud unos 45 mm que podía ser modificado en función de la velocidad de la extrusora o la de la cuchilla de corte. El producto resultante era de una estructura frágil y con un olor pronunciado a palomitas.

A partir de este resultado se hicieron otras pruebas con la misma harina de trigo y la adición de fibras vegetales (se utilizo eucalipto en primera instancia y más adelante se sustituyó por fibra de bambú al ser una fibra que se renueva anualmente y más consistente) para reducir su fragilidad y mejorar su estabilidad.

Para eliminar el olor a palomita, se probó con almidón de trigo sin proteína, mezclando: 10 kgs de almidón con 400 grms de fibra de eucalipto y 100 grms de agua en una mezcladora tipo hormigonera durante 5 minutos. Esta operación se repitió 10 veces y con los 100 kgs obtenidos la mezcla en polvo se convirtió en pelets...

1. Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables de relleno para protección en embalaje, que comprende la solidificación y expansión mediante un equipo de extrusión de una mezcla fluible obtenida a partir de almidón natural, un aglutinante y agua, caracterizado porque dicho aglutinante es obtenido a partir de una fibra vegetal y porque el método comprende unas etapas de aglomeración en pastillas de dicha mezcla fluible de partida seguida de una etapa de gelatinización de dichas pastillas previa a la extrusión para formación de los elementos biodegradables expandidos.

2. Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables, según la anterior reivindicación, caracterizado porque dicha fibra vegetal utilizada en función de aglutinante es seleccionada de un grupo que comprende bambú, eucalipto y paja.

3. Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables, según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha mezcla de partida comprende de un 90-95% en peso de almidón natural, aproximadamente un 3%-10% en peso de fibra vegetal y la proporción restante es agua.

4. Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables, según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha mezcla de partida comprende de un 90-95% en peso de almidón natural y aproximadamente de un 4,5%-7% en peso de fibra vegetal.

5. Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables, según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho almidón es obtenido a partir de trigo o de patata.

6. Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha mezcla de partida es homogénea y se prepara mediante dosificación de los componentes: almidón, fibra y agua que son alimentados en continuo a un equipo mezclador y porque dicha fase de aglomeración emplea un sistema de granulación automático que proporciona una compactación con un grado de compresión de las materias en forma de pastilla adaptado a una ulterior fase de gelatinización.

7. Procedimiento para fabricación de elementos biodegradables, según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha fase de gelatinización comprende una etapa previa de enfriamiento a 45ºC de las pastillas resultantes de la aglomeración, con una adición de un 8% de agua con una duración aproximada de 5 minutos.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque tras la etapa de gelatinización se realiza un enfriamiento a unos 3+0ºC antes de la alimentación de las pastillas gelatinizadas a la extrusora con la aportación de un 0,5% de agua, aproximadamente.

9. Procedimiento según la reivindicación 7 caracterizado porque dicho proceso de extrusión se realiza en una turboextrusora.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende una fase final de equilibrado del producto extrusionado en silos transpirable con control de la temperatura y humedad.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende una etapa final de filtrado de polvo y partículas adheridos al producto previa al envasado.

12. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha mezcla contiene aproximadamente un 1,5% de PVA.

13. Elemento biodegradable expandido obtenido según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque está obtenido a partir de un material de base que comprende almidón natural y fibras vegetales como aglutinante.

14. Un elemento biodegradable expandido según la reivindicación 13, caracterizado porque dicho material de base comprende almidón natural obtenido de trigo o patata en una proporción en peso de un 90-95% y dichas fibras participan en una proporción en peso de un 4,5%-7%.