Клеевая композиция
Изобретение относится к клеевой композиции для использования в мебельной и бумажной промышленности. Клеевая композиция содержит борную кислоту и культуральную жидкость. Культуральная жидкость содержит мелассу или патоку, являющиеся отходами сахарного производства, барду, являющуюся отходом пивоваренного производства, молочную сыворотку, являющуюся побочным продуктом производства сыров, творога и казеина. Клеевая композиция дополнительно содержит глицерин и буру. Использование побочных продуктов производства позволяет снизить себестоимость клеевой композиции. Клеевая композиция обладает увеличенной клеящей способностью и расширенной областью применения. 3 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области получения клея, применяемого в мебельной и бумажной промышленности.
Известна клеевая композиция, содержащая полисахариды, глицерин, борную кислоту. В качестве полисахаридов используют культуральную жидкость, полученную из мелассы или патоки, являющихся отходом сахарного производства, с помощью микроорганизма Leuconostoc mesenteroides при следующем соотношении компонентов, мас.%: культуральная жидкость 97,3-97,85; глицерин 2-2,5; борная кислота 0,15-0,2. При этом культуральную жидкость получают путем добавления в водный раствор мелассы или патоки, являющихся отходом сахарного производства, микроорганизма Leuconostoc mesenteroides, культивирования при температуре 24-26°С в течение 22-24 ч с последующим выпариванием объема полученной культуральной жидкости до необходимой консистенции (RU №2211234, МПК7 C09J 105/02, опубл. 27.08.2003 г.). Недостатком известной композиции является то, что культуральная жидкость требует дополнительного упаривания, что приводит к усложнению технологии получения клеевой композиции, кроме того, она имеет недостаточные адгезивные свойства.
Известен способ получения клеевой композиции, содержащей борную кислоту и культуральную жидкость, включающий перемешивание компонентов, при этом культуральную жидкость получают путем добавления в питательную среду, образованную разбавлением мелассы или патоки, являющихся отходами сахарного производства, пахты, являющейся отходом молочной промышленности, и барды, являющейся отходом спиртовой промышленности, в соотношении 1:1:3, среды, содержащей микроорганизм Leuconostoc mesenteroides, и культивировании при температуре 24-26°С в течение 24-48 ч. При этом клеевая композиция содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: культуральная жидкость 99,85-99,8; борная кислота 0,15-0,2 (RU №2343176, МПК: C09J 105/02, C09J 7/04, C09J 199/00, опубл. 10.01.2009 г.). Данная композиция выбрана в качестве прототипа. Недостатком известной композиции является достаточно высокая себестоимость, а также недостаточные клеящие свойства.
Задачей, решаемой заявленной клеевой композицией, является снижение ее себестоимости и расширение области применения.
Технический результат заключается в уменьшении себестоимости получения клеевой композиции путем использования в качестве сырья побочного продукта производства сыров, творога и казеина, отходов пивоваренного производства, увеличении клеящей способности и расширении области использования.
Технический результат достигается тем, что клеевая композиция, содержащая, как и прототип, борную кислоту и культуральную жидкость, включающую мелассу или патоку, являющихся отходами сахарного производства, барду и среду, содержащую микроорганизм Leuconostoc mesenteroides, в отличие от прототипа, культуральная жидкость содержит мелассу или патоку, являющихся отходами сахарного производства, барду, являющуюся отходом пивоваренного производства, молочную сыворотку, являющуюся побочным продуктом производства сыров, творога и казеина, в соотношении 3:2:5, обработанную 1 н. гидроксидом натрия или 1 н. серной кислотой до рН 6,5-7,5, при этом клеевая композиция дополнительно содержит глицерин и буру при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| культуральная жидкость | |
| с микроорганизмом Leuconostoc mesenteroides | 97,10-98,80 |
| борная кислота | 0,05-0,20 |
| глицерин | 1,00-2,50 |
| бура | 0,10-0,25 |
Микроорганизмы Leuconostoc mesenteroides относят к молочнокислым бактериям, синтезирующим из сахарозы экзополисахарид - декстран.
Оптимальное значение рН для роста данных бактерий - 6,5-7,5. Выбор реагента для обеспечения оптимального значения рН обусловлен исходным состоянием рН среды.
Экспериментальным путем установлено оптимальное соотношение компонентов культуральной жидкости 3:2:5.
Барда, являющаяся отходом пивоваренного производства, представляет собой жидкость и является более благоприятной основой для культивирования микроорганизмов, т.к. содержит полный комплекс минеральных веществ, витаминов и др. Продукт беден кальцием и сравнительно богат фосфором (0,5-1,0 г в 1 кг).
Стоимость 1 т спиртовой барды составляет 1500 руб., а стоимость 1 т солодовой дробины - 200 руб.
Молочная сыворотка является побочным продуктом производства сыров, творога и казеина, представляет собой жидкость светло-желтого цвета, содержащую минеральные вещества, витамины и органические кислоты. На основе расчета установлено, что предприятия молочной промышленности при производстве сыра, творога и казеина получают сыворотки около 4 млн. т. Натуральная молочная сыворотка по ГОСТ 49-92-75 является вторичным продуктом переработки молока на творог, сычужные сыры и казеин. Она имеет вид зеленоватой жидкости с чистым, свойственным молочной сыворотке вкусом и запахом. Цена сыворотки колеблется от 35-55 руб/кг. Молочная сыворотка большинством заводов сливается в канализацию и лишь 5-7% идет на приготовление напитков.
В клеевую композицию в качестве пластификатора и антисептика добавлены глицерин и бура.
Клеевую композицию готовят следующим образом.
Пример 1. Для приготовления питательной среды берут мелассу, являющуюся отходом сахарного производства, разбавляют сывороткой, являющейся отходом молочной промышленности, и солодовой дробиной, являющейся отходом пивной промышленности, в соотношении 3:2:5, добавляют гидроксид натрия 1 н. до рН=7,5, далее вносят среду, содержащую микроорганизм Leuconostoc mesenteroides, культивируют при температуре 20-24°С в течение 24-48 ч. При приготовлении клеевой композиции компоненты берут в количествах, приведенных в таблице 1. Осуществление примеров 2 и 3 аналогично примеру 1. Результаты испытаний указанных составов и прототипа приведены в таблице 2.
В таблице 3 приведены данные, полученные в результате испытания по ГОСТ 10635-78.
Как видно из приведенных результатов (сравнение с клеевой композицией по прототипу), предлагаемая клеевая композиция сохраняет клеящую способность на бумажной полоске на достаточно высоком уровне. Выявлено, что заявленная клеевая композиция обладает клеящей способностью по древесине, чего не выявлено у прототипа.
Себестоимость снижена за счет использования отходов пивоваренного производства и побочных продуктов производства сыров, творога и казеина.
Использование предлагаемой клеевой композиции будет способствовать рациональному использованию образующихся вторичных ресурсов, а также позволит расширить область применения клеевой композиции.
| Таблица 1. | ||||
| Примеры клеевой композиции | ||||
| Компоненты | Соотношение компонентов, мас.% | |||
| 1 | 2 | 3 | прототип | |
| Культуральная жидкость | 98,8 | 97,1 | 98,18 | 99,8 |
| Глицерин | 1 | 2,5 | 1,5 | - |
| Борная кислота | 0,1 | 0,15 | 0,17 | 0,2 |
| Бура | 0,1 | 0,25 | 0,15 | - |
| Таблица 2. | |||
| Клеящая способность по полоске бумаги, кгс/м2 | |||
| Клеящая способность по бумаге, кгс/см2 | Составы | ||
| 1 | 2 | 3 | прототип |
| 4,7 | 4,3 | 4,3 | 3,5 |
| Таблица 3. | |||
| Клеящая способность по дереву, МПа (ДСтП) | |||
| Клеящая способность по дереву, МПа | Составы | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Предел прочности при статическом изгибе | 23 | 20 | 20 |
| Удельное сопротивление нормальному отрыву наружного слоя | 1,3 | 1 | 1 |
Клеевая композиция, содержащая борную кислоту и культуральную жидкость, включающую мелассу или патоку, являющихся отходами сахарного производства, барду и среду, содержащую микроорганизм Leuconostoc mesenteroides, отличающаяся тем, что культуральная жидкость содержит мелассу или патоку, являющихся отходами сахарного производства, барду, являющуюся отходом пивоваренного производства, молочную сыворотку, являющуюся побочным продуктом производства сыров, творога и казеина в соотношении 3:2:5, обработанную 1Н гидроксидом натрия или 1Н серной кислотой до рН 6,5-7,5, при этом клеевая композиция дополнительно содержит глицерин и буру при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| культуральная жидкость | |
| с микроорганизмом Leuconostoc mesenteroides | 98,8-97,1 |
| борная кислота | 0,05-0,2 |
| глицерин | 1,00-2,5 |
| бура | 0,10-0,25 |
