Способ приготовления съедобных биоразлагаемых контейнеров для напитков и продуктов питания Российский патент 2023 года по МПК A21D13/33 

Область техники

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения съедобных биоразлагаемых емкостей, в частности посуды и контейнеров для напитков и продуктов питания, преимущественно для жидких пищевых продуктов, напитков, пластичных или вязких материалов, и может найти свое применение в ресторанах, кафе, кофейнях и заведениях быстрого питания и прочих.

Уровень техники

Проблема загрязнения окружающей среды, в частности пластиковыми материалами, являются актуальной практически для всех стран. Как правило, такого рода материалы плохо разлагаются, этот процесс может занимать десятки и даже сотни лет в зависимости от типа материала. Поэтому ученые в различных отраслях направляют свои усилия на разработку альтернативных биодеградируемых материалов.

Одной из отраслей, в которой активно используются плохо разлагаемые материалы, является пищевая промышленность, более конкретно производство и использование посуды и материалов для упаковки продуктов питания и напитков. Как правило посуду(одноразовую или многоразовую) изготавливают из таких материалов, как керамика, пластмасса, металл, стекло и прочие. После использования одноразовой посуды, например емкостей (контейнеров) и стаканчиков, такая посуда выбрасывается, довольно часто безответственно, что значительно загрязняют окружающую среду.

Решением проблемы с использованием одноразовой посуды может быть использование съедобной посуды, и из уровня техники известно производство съедобной посуды. Однако такая посуда может быть не очень прочной и может потерять свою структурную целостность, когда жидкость(особенно горячая) помещается внутрь такой посуды.

Из уровня техники известны композиции, пригодные для получения съедобных контейнеров, сохраняющих форму при использовании. Известен способ получения изделий в виде тарелок на основе композиций из теста путем его выпечки в формах, при этом композиция для получения теста содержит отруби пшеничные (30-35 мас. %), муку пшеничную (20-26 мас. %), порошок свекловичный (4-6 мас. %) и воду (RU2706075). Известна композиция, представляющая собой смесь пшеничного крахмала (16,0-17,1 мас. %) и отрубей (16,6-17,1 мас. %) с добавлением воды (57,1-60 мас. %) (RU2710151). В качестве пластификаторов предложены глицерин и желатин в дозировке 7,4-8,4 мас. %.

Несмотря на то, что уже ряд подобных решений существует, тем не менее многие из них характеризуются целым рядом ограничений и недостатков. Таким образом, разработка биоразлагаемой посуды является важной и актуальной задачей.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание биоразлагаемых и съедобных одноразовых изделий, в частности посуды или контейнеров для напитков и продуктов питания, преимущественно для жидких пищевых продуктов, напитков, пластичных или вязких материалов, которые могут найти свое применение в ресторанах, кафе, кофейнях и заведениях быстрого питания и прочих.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка и создание состава для получения биоразлагаемых и съедобных одноразовых изделий, в частности посуды или контейнеров для напитков или продуктов питания, которые способны полностью разлагаться за короткое время, не наносят вред окружающей среде, наряду с этим не влияют на вкус содержимого, в частности, не меняют вкус напитка или супа-пюре, характеризуются высокими органолептическими характеристиками, а также не обжигают рук, если содержимое изделия имеет высокую температуру (в частности, кипяток, горячий чай, кофе, какао или прочие), но при этом способны на длительное хранение продукта (в том числе горячего продукта или горячего напитка) в изделии (контейнере) без потери стабильности, то есть без изменения формы емкости. Помимо этого, изделия по изобретению являются диетическим продуктом, подходят для веганов.

Помимо этого, техническим результатом настоящего изобретения является разработка способа получения биоразлагаемых и съедобных одноразовых изделий на основе состава по изобретению, позволяющего добиться равномерного распределения теста по форме, а также устраняющего вероятность возникновения разрывов и дырок (отверстии) на внутренних стенках и дне контейнера или даже взрыва контейнера во время выпекания. Способ по изобретению позволяет минимизировать брак получаемых изделий.

Изобретение позволит снизить экологическую нагрузку в результате сокращения объемов потребления неразлагаемой одноразовой пластиковой посуды.

Заявляемое изобретение также обеспечивает достижение следующих дополнительных технических результатов:

- отсутствие необходимости мыть посуду и связанное с этим сокращение трудоемкости, энергоемкости и машинного обеспечения непосредственно точек общественного питания;

- исключение риска распространения инфекционных заболеваний, связанных с использованием многоразовой посуды.

Изобретение расширяет арсенал доступных средств среди биоразлагаемых и съедобных изделий, в частности, контейнеров, стаканов, тарелок и других, а также способов их получения.

Указанный технический результат достигается посредством разработки состава для получения съедобного биоразлагаемого одноразового контейнера для напитка или продукта питания, включающего масс.%:

овсяные отруби 22-30 %;

мука пшеничная 20-27 %;

сахар 9-15 %;

крахмал 4-8 %;

растительные жиры 4-10 %,

стабилизаторы, соль, специи, вода до 100%.

В частных вариантах воплощения изобретения состав включает масс.%:

овсяные отруби 26 %;

мука пшеничная 23 %;

сахар 12 %;

крахмал 8 %;

растительные жиры 8 %,

стабилизатор, соль, специи, вода до 100%.

В частных вариантах воплощения изобретения состав включает масс.%:

овсяные отруби 26 %;

мука пшеничная 23 %;

сахар 12 %;

крахмал 8 %;

маргарин твердый 8 %;

альгинат натрия Е401 0,8%;

ксантановая камедь Е415 0,8%;

соль 0,8%;

ванилин 3,2%;

корица 1%;

вода до 100%.

В частных вариантах воплощения изобретения состав включает масс.%:

овсяные отруби 26 %;

мука пшеничная 23 %;

сахар 12 %;

крахмал 8 %;

маргарин твердый 8 %;

альгинат натрия Е401 0,8%;

ксантановая камедь Е415 0,8%;

соль 0,8%;

чеснок сушенный 3,2%;

вода до 100%.

В частных вариантах воплощения изобретения растительные жиры представляют собой подсолнечный, рапсовый, маргарин из растительных масел, масло ши, кокосовый и/или какао-жир.

В частных вариантах воплощения изобретения крахмал представляет собой пшеничный, кукурузный, картофельный, рисовый и/или ячменный крахмалы.

В частных вариантах воплощения изобретения стабилизатор представляет собой альгинат натрия, ксантановую камедь, гуммиарабик и/или аскорбиновую кислоту.

В частных вариантах воплощения изобретения специи представляют собой корицу, ванилин, мускатный орех, имбирь сушенный, чеснок сушенный и другие

В частных вариантах воплощения изобретения мука представляет собой пшеничную муку высшего сорта с повышенным содержанием клейковины.

В частных вариантах воплощения изобретения контейнер представляет собой чашку, стакан, миску, тарелку, пиалу.

В частных вариантах воплощения изобретения напиток представляет собой холодные или горячие напитки, более конкретно напиток представляет собой воду, кофе, чай, какао, сок, молочный коктейль, горячий шоколад и другие.

В частных вариантах воплощения изобретения продукты питания представляет собой холодный или горячий продукт или блюдо, более конкретно продукт питания представляет собой суп или суп-пюре, салат, мед, варенье и другие.

В частных вариантах воплощения изобретения контейнер имеет толщину стенок от 3 до 6 мм.

В некоторых частных вариантах изобретения допускается художественная отделка поверхности изделий разными видами глазури (кондитерской, шоколадной, жировой и др.).

Настоящее изобретение включает применение состава по изобретению для получения съедобного биоразлагаемого одноразового контейнера для напитка или продукта питания.

Технический результат также достигается посредством осуществления способа получения биоразлагаемого одноразового контейнера для напитка или продукта питания, включающего следующие этапы:

- смешение компонентов состава по изобретению;

- замешивание теста;

- дозирование теста;

- размещение теста в пресс-формы и формование посредством вдавливания разогретого пуансона в соответствующую ему разогретую пресс-форму, причем на контактной поверхности пуансона имеются пазы;

- выпекание при температуре 180-250°С;

- извлечение полученных изделий из пресс-формы и охлаждение до температуры 18-25°С.

В частных вариантах воплощения изобретения пазы продольные, горизонтальные или наклонные.

В частных вариантах воплощения изобретения пуансон имеет усеченную коническую форму. В некоторых конкретных вариантах воплощения изобретения пазы на поверхности пуансона выполнены радиально от центра меньшего основания пуансона и далее по боковой поверхности до большего основания пуансона. В частных вариантах воплощения изобретения ширина и глубина паза составляют 0,5 мм и 0,5 мм соответственно.

Предметом настоящего изобретения также является съедобный биоразлагаемый одноразовый контейнер для напитка или продукта питания, полученный из состава по изобретению.

В частных вариантах воплощения изобретения контейнер имеет толщину стенок от 3 до 6 мм.

В частных вариантах воплощения изобретения контейнер представляет собой чашку, стакан, миску, тарелку, пиалу.

В частных вариантах воплощения изобретения поверхность внутренних стенок и дна контейнера негладкая. Более конкретно на внутренних стенках и дне контейнера имеются продольные выступы. Более конкретно на внутренних стенках и дне контейнера имеются горизонтальные или наклонные выступы. В частных вариантах воплощения изобретения расстояние между выступами на внутренних стенках контейнера составляет 3,5 мм.

Подробное раскрытие изобретения

Краткое описание чертежей

Фигура 1. Пуансоны для получения контейнера по изобретению.

Фигура 2. Фотография внутренней поверхности стакана, полученного из состава по изобретению и способом по изобретению.

Определения (термины)

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведены некоторые термины, использованные в настоящем описании изобретения. Следующие определения применяются в данном документе, если иное не указано явно.

В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».

Термин «и/или» означает один, несколько или все перечисленные элементы.

Также здесь перечисление числовых диапазонов по конечным точкам включает все числа, входящие в этот диапазон.

В контексте настоящего изобретения «съедобный» означает, что потребитель может безопасно потреблять его.

В контексте настоящего изобретения «биоразлагаемый» относится к изделию, которое способно расщепляться на безвредные продукты под действием организмов (например, микроорганизмов) в типичных условиях окружающей среды.

Получение изделий по изобретению

Закладка рецептурных компонентов, в пределах формулы изобретения, и температурный режим зависят от технологических особенностей оборудования и режимов производства. Соль и специи вводят в указанную рецептуру (композицию) для придания дополнительного вкуса. Например, если состав предназначен для изготовления столовой посуды для супов и салатов можно в тесто вводить соль и/или чеснок сушеный для усиления вкуса, а если состав предназначен для изготовления стаканчиков для чая или кофе, то можно вводить в тесто корицу, ванилин и/или мускатный орех.

Конструкция съедобного изделия (контейнера или посуды) может быть различной в зависимости от назначения изделий и предъявляемых к ним требований, так, в частности, таким изделием может быть чашка, стакан, тарелка, миска, пиала или прочее.

Изделие (в частности, контейнер, стакан, тарелка или другое) для напитков и продуктов питания по изобретению может быть получено следующим образом. Сначала определяется вес и пропорции отдельных компонентов состава в зависимости от размера изделия. После этого все продукты взвешиваются и перемешиваются.

После замешивания тесто делится на точные дозы, вес каждого соответствует весу производимого контейнера.

Дозированное тесто размещается в пресс-формы формовочно-хлебопекарной машины.

Каждая доза теста формируется посредством вдавливания каждого предварительно разогретого пуансона в соответствующею ему разогретую пресс-форму. Формы для выпечки могут быть любыми. Чаще всего они имеют чашеобразную форму, но могут быть и другой, в зависимости от назначения посуды - для питья кофе, чая или в качестве пищевых контейнеров.

Обязательным и необходимым условием получение контейнера (изделия), при выпечке которого использован состав по изобретению, является получение контейнера с негладкой внутренней поверхностью. Более конкретно важно наличие на стенках и дне контейнера продольных выступов (полосок) (фигура 2). Для этого при выпекании контейнера использованы пуансоны (фигура 1), на контактной поверхности (стенках и дне) которых находятся пазы, в частности продольные, для улучшения газоотведения при выпечке контейнеров, а следовательно, снижения брака. В противном случае, при отсутствии данных пазов возможно неравномерное распределение теста по форме, дырки (отверстия) в стенках контейнера и даже взрыв контейнера, что ведет к невозможности его получения.

В частных вариантах воплощения изобретения пуансон имеет усеченную коническую форму.

В других вариантах воплощения изобретения пазы на поверхности пуансона выполнены радиально от центра дна пуансона (от центра меньшего основания пуансона усеченной конической формы).

В конкретных вариантах воплощения изобретения пазы имеют округлую форму. В частных вариантах воплощения изобретения пазы могут быть расположены по линиям диаметра меньшего основания пуансона усеченной конической формы, пересекающимся под углом 30 градусов.

В некоторых вариантах воплощения изобретения пазы могут иметь различную протяженность, расположение - вертикальное, горизонтальное, наклонное.

Выпечка теста осуществляется при температуре 180-250°С.

Получившиеся изделия затем извлекается и охлаждается до температуры 18-25°С и могут быть упакованы.

Примеры конкретного выполнения.

Образец 1. Емкость выполнена в виде стакана на 250 мл продукта. Высота стакана 95 мм, внешний диаметр дна 60 мм, внешний наружный диаметр верхнего края 85 мм. Толщина дна корпуса 5 мм. Толщина боковых стенок корпуса 4 мм.

Состав для получения стакана следующий (масс.%):

овсяные отруби 26 %;

мука пшеничная 23 %;

сахар 12 %;

крахмал 8 %;

маргарин твердый ("Столовый с молочным вкусом и ароматом") 8 %,

альгинат натрия Е401 0,8%,

ксантановая камедь Е415 0,8%,

соль 0,8%,

ванилин 3,2%

корица 1%

вода до 100%.

Образец 2. Емкость выполнена в виде миски на 350 мл продукта. Высота миски 50 мм, внешний диаметр дна 90 мм, внешний наружный диаметр верхнего края 200 мм. Толщина дна корпуса 4мм. Толщина боковых стенок корпуса 4 мм.

Состав для получения миски следующий (масс.%):

овсяные отруби 26 %;

мука пшеничная 23 %;

сахар 12 %;

крахмал 8 %;

маргарин твердый ("Столовый с молочным вкусом и ароматом") 8 %,

альгинат натрия Е401 0,8%,

ксантановая камедь Е415 0,8%,

соль 0,8%,

чеснок сушенный 3,2%

вода до 100%.

Пищевая ценность в 100 г продукта (средние значения): белки- 10 г, жиры - 4,1 г, углеводы - 61,4 г. Энергетическая ценность (калорийность)- 323 ккал/1315 кДж.

Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.

Множественное тестирование образцов вместе с размещенными внутри них самых разных продуктов и напитков подтвердило прочность и несущую способность конструкции полученных изделий. Полученные изделия не крошатся, поверхность гладкая, без трещин. Для того чтобы отломить или откусить кусочек стенки требуется усилие, сопоставимое с тем, которое прикладывается для того, чтобы надломить/откусить обычное печенье или галету.

Изделие выдерживает падение на пол с высоты 1-1,5 метра.

Изделие выдерживает теплую и горячую жидкую пищу или напиток в течение, по меньшей мере, 40 минут, более конкретно, по меньшей мере, 40-60 минут для горячего чая, кофе, какао или других напитков; по меньшей мере, 60-90 минут для горячего супа-пюре; по меньшей мере, 90-180 минут для йогурта или десерта. Тест, используемый для измерения структурной целостности, заключается в том, чтобы налить различные горячие напитки, в частности, кипящую воду, в посуду, полученную из состава по изобретению, такую как чашка или кружка, а затем посмотреть, сколько времени потребуется, чтобы напиток вытекал из изделия по изобретению.

При использовании полученных изделий с горячими напитками или продуктами внутри человек не испытывает дискомфорта, стенки не обжигают руки.

Полученные изделия характеризуются высокими органолептическими показателями качества. В ходе оценивания органолептических свойств, проводимого комиссией по дегустации, проводилась оценка таких показателей как вкус, запах, консистенция и другие, результаты представлены в таблице 1 ниже.

Таблица 1. Органолептические показатели качества изделий, полученных из состава по изобретению. Номер образца/
показатель Вкус, запах Поверхность Цвет Форма Консистенция и внешний вид Образец 1 (стакан) Изделие со вкусом, свойственным наименованию продукта с учетом используемого сырья и специй, без посторонних привкусов и запахов Поверхность изделий сухая, не липкая, без сколов, вздутий и трещин. Цвет изделия от светло-желтого до светло-коричневого Правильная, соответствующая придаваемой форме, края изделий с ровным обрезом, форма объемная, без вмятин Консистенция плотная, однородная Образец 2 (миска) Изделие со вкусом, свойственным наименованию продукта с учетом используемого сырья и специй, без посторонних привкусов и запахов Поверхность изделий сухая, не липкая, без сколов, вздутий и трещин. Цвет изделия от светло-желтого до светло-коричневого. Правильная, соответствующая придаваемой форме, края изделия с ровным обрезом, форма объемная, без вмятин Консистенция плотная, однородная

Таким образом, приготовленное съедобное биоразлагаемое изделие (контейнер) предназначено для подачи продуктов, горячих и холодных жидкостей, таких как, в частности, кофе, какао, чая, горячего шоколада, молочных коктейлей, йогуртов, десертов, супов, салатов и прочих продуктов питания и напитков. При этом полученный продукт малогигроскопичен и характеризуется приятным вкусом. Разработанный и полученный продукт, согласно изобретению, являются пригодным и безопасным для употребления в пищу, характеризуются повышенной способностью к биоразложению (созданный таким образом продукт, если его не употребить, а выбросить, является экологически безопасным и на 100% биоразлагаемым за короткое время), обладают оптимальными технологическими свойствами для возможности получения изделий стандартными методами и имеют высокие физико-механические показатели. Одно из применений изделий, полученных из состава по изобретению, - это применение в ресторанах в качестве альтернативы традиционной фарфоровой посуды или одноразовых пластиковых стаканчиков.

Основная общественная польза заключается в общей экологической направленности изделия (прямо и косвенно) - меньшее количество неразлагаемых отходов биоразлагаемых отходов, меньшее использование воды, моющих средств и сниженное потребление энергии.

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к пищевой промышленности и может быть использована для получения съедобных биоразлагаемых емкостей, в частности посуды и контейнеров для напитков и продуктов питания. Изделия, полученные из состава по изобретению, полностью разлагаются за короткое время, не наносят вред окружающей среде, наряду с этим не влияют на вкус содержимого, а также не обжигают рук, если содержимое изделия имеет высокую температуру. Изделия способны на длительное хранение продукта (в том числе горячего продукта или горячего напитка) в изделии (контейнере) без потери и без изменения формы емкости. Изделия являются также диетическим продуктом. Использование группы изобретений позволит снизить экологическую нагрузку в результате сокращения объемов потребления неразлагаемой одноразовой пластиковой посуды. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

1. Состав для получения съедобного биоразлагаемого одноразового контейнера для напитка или продукта питания, включающий, масс.%:

овсяные отруби 22-30 мука пшеничная 20-27 сахар 9-15 крахмал 4-8 растительные жиры 4-10 стабилизаторы, соль, специи, вода до 100

2. Состав по п.1, в котором, масс.%:

овсяные отруби 26 мука пшеничная 23 сахар 12 крахмал 8 растительные жиры 8 стабилизатор, соль, специи, вода до 100

3. Состав по п.2, в котором, масс.%:

овсяные отруби 26 мука пшеничная 23 сахар 12 крахмал 8 маргарин твердый 8 альгинат натрия Е401 0,8 ксантановая камедь Е415 0,8 соль 0,8 ванилин 3,2 корица 1 вода до 100.

4. Состав по п.2, в котором, масс.%:

овсяные отруби 26 мука пшеничная 23 сахар 12 крахмал 8 маргарин твердый 8 альгинат натрия Е401 0,8 ксантановая камедь Е415 0,8 соль 0,8 чеснок сушенный 3,2 вода до 100

5. Состав по п.1, в котором растительные жиры представляют собой подсолнечный, рапсовый, маргарин твердый из растительных масел, масло ши, кокосовый и/или какао-жир.

6. Состав по п.1, в котором крахмал представляет собой пшеничный, кукурузный, картофельный, рисовый и/или ячменный крахмалы.

7. Состав по п.1, в котором стабилизатор представляет собой альгинат натрия, ксантановую камедь, гуммиарабик и/или аскорбиновую кислоту.

8. Состав по п.1, в котором специи представляют собой корицу, ванилин, мускатный орех, имбирь сушеный, чеснок сушеный.

9. Состав по п.1, в котором мука представляет собой муку высшего сорта с повышенным содержанием клейковины.

10. Состав по п.1, в котором контейнер представляет собой чашку, стакан, миску, тарелку, пиалу.

11. Состав по п.1, в котором напиток представляет холодный или горячий напиток.

12. Состав по п.11, в котором напиток представляет собой воду, кофе, чай, какао, сок, молочный коктейль или горячий шоколад.

13. Состав по п.1, в котором продукт питания представляет холодный или горячий продукт или блюдо.

14. Состав по п.13, в котором продукт питания представляет собой суп, суп-пюре, салат, мёд или варенье.

15. Состав по п.1, в котором контейнер имеет толщину стенок от 3 до 6 мм.

16. Способ получения биоразлагаемого одноразового контейнера для напитка или продукта питания, включающий следующие этапы:

- смешение компонентов состава по любому из пп.1-9;

- замешивание теста;

- дозирование теста;

- размещение теста в пресс-формы и формование посредством вдавливания разогретого пуансона в соответствующую ему разогретую пресс-форму, причём на контактной поверхности пуансона имеются пазы;

- выпекание при температуре 180-250°С;

- извлечение полученных изделий из пресс-формы и охлаждение до температуры 18-25°С.

17. Способ по п.16, в котором пазы пуансона выполняют продольными, горизонтальными или наклонными.

18. Съедобный биоразлагаемый одноразовый контейнер для напитка или продукта питания, полученный способом по п.16.

19. Контейнер по п.18, в котором контейнер имеет толщину стенок от 3 до 6 мм.

20. Контейнер по п.18, в котором контейнер представляет собой чашку, стакан, миску, тарелку, пиалу.

21. Контейнер по п.18, в котором поверхность внутренних стенок и дна контейнера негладкая.

22. Контейнер по п.21, в котором на внутренних стенках и дне контейнера имеются продольные выступы.