Волокно из кукурузы: биоразлагаемый материал, как производится, применение

Водорастворимое кукурузное волокно не только используется как сахарозаменитель в спортивном питании, выполняет роль пробиотика, но и, судя по исследованию – укрепляет костную ткань.

Водорастворимое кукурузное волокно – по своей сути, клетчатка, это неусвояемые в тонком кишечнике углеводы. Пищевые волокна также важны для организма и необходимы для нормальной работы толстого кишечника и жизнедеятельности микрофлоры.

Процесс получения кукурузного волокна состоит из нескольких циклов, включающих в себя ферментацию растительного сахара и последующие дистилляцию и полимеризацию. В процессе ферментации кукурузный крахмал разбивают на простые сахара. В химической реакции участвуют мочевина и дрожжи. В ходе дистилляции из сырья удаляется этанол, затем происходит завершающий этап переработки – полимеризация твердых частиц из влажной зерновой барды.

Биопластмасса из крахмала

Каким образом превратить кукурузу или другую агрокультуру в пластиковую тару под молоко? Для этого необходимо произвести несколько этапов:

• взращиваются специализированные сорта маиса, клубневого картофеля, зерновой пшеницы, а также сахарной свеклы и тростника, имеющие повышенное содержание крахмала или сахара, извлекаемых впоследствии из общей биомассы;
• из таких культур, как соевые, клещевина и рапс добывают особые сложные эфиры глицерина – триглецериды;
• после того как добыто основное сырье происходит стадия переработки, при помощи методов ферментации и применения микроорганизмов, а также различные химические манипуляции, причем для каждого вида продукта технологическая цепочка индивидуальна;
• конечной стадией является получения мономеров (полиэтилен, полиамид, полиэфир, а также молочная кислота), либо природной биологической молекулы без примесей (крахмал), которые подвергаются технологиям модификации и полимеризации.

В том случае, когда на последнем этапе получается простой полиэтилен, то экономически выгодно производить его смешивание с аналогичным материалом из нефтепродуктов. Крупные корпорации зачастую пользуются такой схемой, при этом пластик такого типа получает уникальное название (к примеру, Polyethylene Green). Поэтому, если на упаковке присутствует такая маркировка, то, скорее всего, частично входящие в состав пластика мономеры получены из биологического сырья.

Так, в 2009 году состоялся выпуск безопасной бутылки , которая содержит всего одну треть пластика биологического происхождения, а аналогичная тара у производителя питьевой воды «Вольвик» – одну пятую от общей массы. Конечно же, исследуя последние модные тренды, такие нововведения можно расценивать лишь как грамотный маркетинговый ход.

Сколько дней пить отвар и как правильно это делать?

Настои и отвары из кукурузных волокон принимают в соответствии с показаниями врача. Длительность приема зависит от типа и тяжести заболевания, поэтому определяется индивидуально с учетом всех особенностей. Перед применением настой необходимо взболтать, он должен быть слегка теплым. Дозировка зависит от возраста пациента. Обычно для взрослого человека доза заставляет от 1 до 3 столовых ложек каждые 3-4 часа. Для детей она меньше:

• малышам от 3 до 7 лет – по 1 чайной ложке настоя;
• ребенку в возрасте от 7 до 10 лет – по 1 десертной ложке;
• детям от 10 до 14 лет – по 1 столовой ложке;
• в возрасте старше 14 лет принимают препарат по норме взрослого человека.

Биоразлагаемые пластики и полимерные материалы

Само собой разумеется, что исследователи потеряли интерес к производству аналогов давно известных мономеров, учитывая и тот факт, что при использовании в качестве сырья нефти или природного газа их себестоимость пока что все равно получаются ниже. Наиболее целесообразно углублять познания в области создания инновационных материалов, не нарушающих равновесие окружающей среды, почвы и атмосферы Земли.

Именно поэтому наиболее модной темой является производство биоразлагаемых материалов, произведенных из растительного сырья. Такой продукт занимает четыре пятых от всего объема рынка пластиков биологического происхождения. Термин «биоразлагаемый» полностью определяет свойства таких материалов. Как уже было упомянуто выше, в течение полугода микроорганизмы, содержащиеся в почве, полностью переработают их, превратив, в конечном счете, в воду и газ, причем твердого вещества останется не более десяти процентов, которые также пригодны для использования в компостах.

Сегодня рынок изобилует биологическими пластмассами природного происхождения, при этом возможности их применения в технологической промышленности начинают преобладать над классическими полимерами. Для удобства их классифицируют при помощи двух больших групп:

• полимеры, полученные методом сбраживания сахара при помощи молочнокислых бактерий – полилактиды (ПЛА);
• материалы, полученные методом переработки различными микроорганизмами сахара природного происхождения, а также имеющие в основе процесс ферментации крахмала – полигидроксиалконоаты (ПГА).

Следует заметить, что полимеры получают также и из поливинилового спирта, лингнина, капролактона, целлюлозы и другой органики.

Крахмальный пластик

Наиболее популярным материалом для получения биоразлагаемой пластиковой продукции является крахмал, который как основу используют более чем одна треть специализирующихся в этой отрасли предприятий. Как материал это хрупкая субстанция, однако, при добавлении к нему пластификаторов растительного происхождения, таких как глицерин или сорбитол, а также волокон конопляных стеблей, льняных ростков, полимеров молочной кислоты, выработанных из брюквы или маиса, физические свойства по устойчивости к механическим нагрузкам и пластичности значительно улучшаются.

Чтобы конечное изделие было наиболее устойчивым к воде, его дополняют водонепроницаемыми ОН-группами. Как видно, использование крахмала не ограничивается только как наполнителя, он отлично модифицируется до биоразлагаемого полимера, из которого успешно изготавливается коммерческая продукция.

В механическом плане модифицированный крахмал обрабатывается теми же инструментами и методами, что и стандартная пластмасса и точно также подлежит колированию или покраске.

Конечно, по технологическим свойствам он немного хуже потенциально заменяемых классических полиэтилена или полипропилена. Но на сегодня существует уже несколько видов производств, поставляющих следующие изделия:

• поддоны для хранения и транспортировки пищевой продукции;
• пленки, используемые в сельскохозяйственном деле;
• материалы для упаковки;
• сервировочные и столовые приборы;
• сетки-авоськи для переноса и хранения фруктов или овощей.

Кукурузные рыльца – что это такое?

Кукуруза – культурное растение, в дикой природе не встречается. Растет и обрабатывается повсеместно. Для лечебных целей используют кукурузные рыльца со стеблями, в народе они известны еще, как волосы растения. Рыльца представляют собой волокна, которые находятся вокруг початка. Для лечебных целей их собирают, когда кукуруза приобретает бело-молочный цвет.

Сбор кукурузных волокон производится ручным способом, затем сырье высушивают. Для этого используют специальные аппараты или делают это в тени, куда не попадает солнечный свет, но циркулирует свежий воздух. Идеальным местом для сушки кукурузных волокон дома является чердак. Рыльца выкладывают на бумагу. Периодически их переворачивают, чтоб они сушились со всех сторон, не запревали. После этого кукурузные волосы рекомендуется хранить в темном, сухом, желательно прохладном месте. Срок годности волокон составляет 2-3 года.

Молочная кислота как основа для полимеров

Полимеры молочной кислоты (ПЛА), также называемые полилактиды, получаемые с использованием процесса ферментации сахара из маиса или других подходящих биоматериалов, достаточно широко распространены. В мире существует 80 предприятий, получаемых пластик биологического происхождения, а полимеры, используя ПЛА, производят около одной пятой от этого количества компаний.

Для достижения большей скорости разложения материала бактериями и повышения рентабельности изготовления ПЛА соединяют с крахмалом. По своим свойствам полилактиды могут смело конкурировать с полистиролом или полиэтилентерефталатом, поскольку отличаются яркостью и прозрачностью.

Они пригодны для производства короткоживущих изделий:

• упаковочный материал для всех видов продукции и выпечки;
• исчезающие нити для наложения хирургических швов;
• тара для воды, сока или молока.

Лечебные свойства кукурузных рылец

Современная медицина подтверждает желчегонные, кровоостанавливающие и мочегонные свойства кукурузных волокон. Рыльца способны увеличивать выделения желчи, уменьшая их вязкость. Применение рылец способствует понижению показателя билирубина в крови. Ускоряется ее свертываемость, содержание компонентов крови – протромбина и тромбоцитов увеличивается.

Кукурузные волокна способствуют растворению камней, находящихся в мочевом пузыре, надпочечниках, мочеточниках и почках. Становясь песком, эти твердые образования затем выводятся. Применение кукурузных волокон способствует уменьшению аппетита, нормализации обменных процессов, солевого баланса, уровня сахара в крови. Их эффективно используют для борьбы с лишним весом.

Алифатические полиэфиры в пластиковой промышленности

На третьем месте по значимости стоят полигидроксиалканоаты (ПГА), относящиеся к биодеградируемым полиэфирам, их выпускают чуть менее одной десятой от всей биополимерной промышленности. Наиболее распространенными и востребованными из этой группы являются полигидроксибутират и полигидроксивалерат, их производство также основано на ферментации и дальнейшей обработки сахара. Как основа они используются для изготовления следующих типов изделий:

• нетканые пленки и упаковочные материалы;
• гигиенические одноразовые салфетки и другая продукция из этой отрасли;
• гидрофобные слои для бумаги или картона.

Если говорить о распределении биопластика по отраслям промышленности, то три пятых от общего числа произведенного материала расходуется на изготовление упаковочных материалов, причем как биоразлогаемых, так и традиционных. Спектр применимости очень высок, от одноразовой посуды и укрывочных материалов в сельском хозяйстве до корпусов бытовой электроники и элементов автомобилей, при этом область использования продолжает расширяться.

Использование кукурузного волокна в России и за рубежом

В США кукурузное волокно признано клетчаткой, его активно используют при создании своей продукции многие бренды. Кукурузную клетчатку и углеводы на основе кукурузы используются в продукте Carbion от AllMax Nutrition.

Кукурузное волокно в России при производстве использует компания Chikalab. В своей продукции они используют шоколад без сахара собственного производства, который сделан на основе кукурузного волокна. Им покрывают протеиновые батончики, протеиновое печенье и орешки. Благодаря свойствам волокна и отсутствию простых сахаров, продукты содержат минимум углеводов.

Упомянутое исследование:

1. Jakeman, Steven A., et al. «Soluble corn fiber increases bone calcium retention in postmenopausal women in a dose-dependent manner: a randomized crossover trial». The American Journal of Clinical Nutrition (2016): ajcn132761.

Нюансы производства биоразлагаемого пластика

Важным преимуществом использования пластмасс биологического происхождения является экологическая составляющая, а именно снижение уровня выброса двуокиси углерода в атмосферу Земли. Ключевым моментом является то, что при проращивании биологической массы она потребляет диоксид углерода, который необходим для ее развития. По закону сохранения энергии и масс, даже если в конце цикла неразлагающиеся полимеры подвергнуть кремации, в окружающую среду будет выброшено такое количество углекислого газа, которое было потреблено сырьем во время жизни.

Если верить проделанным оценкам, то полимеры, изготовленные из крахмала чище органического полиэтилена вплоть до трех с лишним тонн CO2 по отношению к одной тонне продукции. Оптимистично настроенные аналитики и исследователи в каждом своем труде подчеркивают, что производство ПЛА как минимум в два раза чище по выбросам вредных веществ, чем аналогичная выработка материалов из нефтяного сырья.

Очевидно, что изготовление полимерных материалов из возобновляемого сырья позволит решить вопрос зависимости от нефтяных запасов, а именно уменьшить потребность в них. Но среди современных экспертов существует мнение или даже опасение, что такое производство может нанести серьезный ущерб сельскому хозяйству, отняв значительную долю ресурсов. Как показывает практика, за это не стоит беспокоиться, поскольку распределение всех запасов биомассы, используемой в целях обеспечения жизни человека, можно представить следующим образом:

• Чуть более 60 % используется как сельскохозяйственные растения. Пригодные к употреблению в пищу;
• Около 33 % составляют запасы для пиломатериалов, бумаги и картона, а также печного топлива;
• В районе 5 % подвергаются обработке для получения биотоплива и пластика биологического происхождения.

Таким образом, очевидно что даже при увеличении производственных мощностей по выпуску биопластика процентное соотношение останется почти неизменным. Т.е., конкуренция не возникает, более того многие заводы-изготовители стараются в технологическом процессе использовать отходы двух вышеперечисленных отраслей, которые остаются после обработки пиломатериалов и сельхозпродукции.

Несмотря на кажущуюся новизну, производство биопластика из растительного сырья было известно достаточно давно. Однако, популярность нефти не давала этому направлению развиться должным образом и только в последнее время оно набирает обороты. К примеру, в 2010 году объем промышленности по изготовлению биопластика уже составлял 724000 т (что занимает 0,2 % от всей доли мирового рыночного сектора пластмасс). На сегодня эти цифры увеличились в связи с экспоненциально кончающимися запасами нефтяных ресурсов и таким же ростом цен на них, а также с появлением новых методов и технологий по получению пластика биологического происхождения. Немаловажным является маркетинговый фактор, позволяющий компании сделать себе имидж защитника окружающей среды, что сейчас занимает все тренды.

Показания к применению

Кукурузные волосы имеют множество полезных свойств. Это позволяет назначать препараты, содержащие экстракты растений, для лечения следующих заболеваний:

• холецистита – воспаления желчного пузыря;
• хронического гепатита – воспаления тканей печени;
• дискинезии желчных путей – нарушений желчевыводящей системы, которые вызваны плохим функционированием желчного пузыря;
• холангита – болезни, связанной с воспалением желчных протоков;
• отеков, вызванных накоплением лишней жидкости в организме;
• нефроуролитаза – заболевания, при котором почка содержит небольшие камни;
• кровотечений, вызванных малым количеством протромбинов.

• УЗИ сосудов головы и шеи: что показывает метод диагностики
• Банановые панкейки: рецепты
• Хачапури с сыром: рецепты с фото