Tym razem opisywany wynalazek przypomina historie dobrze znanego pomysłowego Dobromira, z serialu rysunkowego, który rozwiązuje bieżące problemy z życia codziennego, na przykład: SZCZEKAJĄCY TALERZ, https://www.youtube.com/watch?v=KJnnctYQEgE.. Podobnie było w przypadku szacownego młynarza, Pana Jerzego z Zambrowa, który wdrożył w życie produkcje talerzy z otrąb zbożowych. Od wieków w procesie mielenia zboża na mąkę powstawały otręby, które stanowiły odpad produkcyjny, wykorzystywany do produkcji pasz dla zwierząt hodowlanych. Pan Jerzy popukał się głowę jak cytowany Dobromir i spróbował wykorzystać otręby do produkcji talerzy jednorazowych, które szybko po użyciu ulegają procesowi biodegradacji. Metoda kolejnych prób i doświadczeń opracował unikatową technologie produkcji kształtek z otrąb, która po 20 –latach od złożenia pierwszego wniosku patentowego na materiał i sposób wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań, rozprzestrzenia się w Europie i na świecie. Obecnie istnieje firma BIOTREM http://biotrem.pl/pl/, która produkuje biodegradowalne naczynia i sztućce z otrąb pszennych i rozpowszechnia technologie ich produkcji w kraju i za granicą.
Pierwszy patent Pl195130 , Eko-Progress Sp z o.o , Jerzy Wysocki, Data patentu: 31.08.2017 Materiał do wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań oraz sposób wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań, zawierający produkty przemiału zbóż oraz ewentualnie do 5% wagowych mieszaniny substancji impregnujących i/lub dodatków smakowych i/lub zapachowych i/lub niewłóknistych napełniaczy i/lub środków utrzymujących wilgoć i/lub dodatków barwiących, charakteryzuje się tym, że składa się z 95-100% wagowych sypkich otrąb, zwłaszcza pszennych stanowiących wyselekcjonowaną z otrąb frakcję o uziarnieniu od 0,01 do 2,80 mm zawierających od 7% do 45% wody związanej strukturalnie w postaci wilgoci.
Sposób wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań według wynalazku polega na tym, że sypkie otręby, zwłaszcza pszenne o uziarnieniu od 0,01 do 2,80 mm w ilości 95-100% wagowych zawierające od 7% do 45% wody związanej strukturalnie w postaci wilgoci ewentualnie miesza się na sucho z mieszaniną substancji impregnujących i/lub dodatków smakowych i/lub zapachowych i/lub niewłóknistych napełniaczy i/lub środków utrzymujących wilgoć i/lub dodatków barwiących w ilości do 5% wagowych łącznie. Odmierzoną ilość tak uzyskanego sypkiego materiału umieszcza się na jednej z części wieloczęściowej, korzystnie dwuczęściowej formy, formę zamyka się i poddaje mieszankę równoczesnemu działaniu temperatury w zakresie 20 do 450°C oraz działaniu ciśnienia w zakresie 1-10 MPa i/lub siły nacisku do 100 t/cm2 przy ciśnieniu tłoka do 320 MPa w czasie do kilkudziesięciu sekund. W przypadku stosowania ciśnienia sposób według wynalazku korzystnie realizuje się następująco: formę przed pełnym zamknięciem uszczelnia się a następnie dociska drugą część formy wytwarzając wewnątrz formy ciśnienie. Stosowanie nacisku najkorzystniej jest realizować przez użycie pras hydraulicznych, pras mechanicznych, młota hydraulicznego lub urządzeń specjalnie do tego skonstruowanych.
Korzystnie jest mieszankę po jej przygotowaniu a przed umieszczeniem w formie poddać wstępnie w czasie kilkudziesięciu sekund oddziaływaniu temperatury w zakresie 20-450°C i ciśnieniu 1-10 MPa. Wszystkie części formy są podgrzewane, przy czym korzystnie jest aby górne i dolne części formy podgrzewane były do różnych temperatur, dzięki czemu można sterować kierunkiem przepływu powstającej pary wodnej. Efekt ten pozwala na wybór, która powierzchnia kształtki będzie mniej porowata. Łączny czas poddawania mieszanki działaniu ciśnienia lub nacisku oraz temperatury, wynoszący kilkadziesiąt sekund, może być realizowany w jednym cyklu lub w kilku cyklach kilkusekundowych z naprzemiennym odciążaniem. Sposób według wynalazku można realizować w jednym cyklu, jeśli forma posiada otwory, szczeliny lub pory, pozwalające na odprowadzenie powstającej pary wodnej w trakcie działania temperatury i ciśnienia lub nacisku. Gotowe wyroby korzystnie powleka się warstwą błonotwórczą w dowolny sposób. Korzystnie jest również mieszankę przed umieszczeniem w formie poddać wstępnie procesowi granulowania lub brykietowania. W przypadku produkcji różnych kształtek korzystnie jest wykonywać wstępnie brykiety o masie równej masie porcji do formowania kształtki lub jej równym podzielnikom, co znacznie ułatwia proces produkcyjny. W ramach stosowanych zakresów temperatury, ciśnienia lub siły nacisku, zawartości wilgoci w otrębach oraz grubości frakcji otrąb dobiera się zespół parametrów procesu produkcyjnego w zależności od wielkości kształtki, grubości ścianek oraz kształtu wyrobu końcowego.
W odniesieniu do opakowań z tworzyw sztucznych lub tworzyw częściowo biodegradowalnych znanych ze stanu techniki, kształtki według wynalazku charakteryzują się zdolnością do biodegradacji wynoszącą maksimum 30 dni. Natomiast w stosunku do znanych kształtek całkowicie biodegradowalnych, znanych ze stanu techniki, kształtki wytworzone z materiału i sposobem według wynalazku posiadają znacznie lepsze parametry mechaniczne, użytkowe i estetyczne. Sposób według wynalazku nie powoduje powstawania odpadów w trakcie realizacji procesu produkcyjnego i pozwala na zagospodarowanie całkowicie naturalnego surowca. Ponadto materiał i sposób według wynalazku pozwalają na otrzymanie praktycznie dowolnych kształtek jednorazowego użytku. Zastosowania tego typu kształtek mogą być rozszerzone na wyroby końcowe wykraczające poza zastosowania typowe, znane ze stanu techniki. Kształtki według wynalazku można z powodzeniem stosować jako wszelkie materiały opakowaniowe, praktycznie bez względu na gabaryty i przeznaczenie jak również jako naczynia jednorazowego użytku, w szerokim tego słowa znaczeniu, a więc również np. jako pojemniki medyczne itp.
Kolejny patent Pana Jerzego PL221219B1 Sposób wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań, Wysocka Anna, Wysocka Patrycja, Data patentu: 31.03.2016, zastrzega sposób wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań przy zastosowaniu metody wytwarzania ciśnienia pary wodnej wewnątrz formy, polegający na tym, że sypkie otręby, zwłaszcza pszenne o uziarnieniu od 0,01 do 2,80 mm w ilości 95–100% wagowych zawierające powyżej 14% wody związanej strukturalnie w postaci wilgoci ewentualnie miesza się na sucho z mieszaniną substancji impregnujących i/lub dodatków smakowych i/lub zapachowych i/lub niewłóknistych napełniaczy i/lub środków utrzymujących wilgoć i/lub dodatków barwiących w ilości do 5% wagowych łącznie a odmierzoną ilość tak uzyskanego sypkiego materiału umieszcza się na jednej z części wieloczęściowej, korzystnie dwuczęściowej formy, formę zamyka się i poddaje mieszankę równoczesnemu działaniu temperatury oraz działaniu ciśnienia w zakresie 1–10 MPa, charakteryzuje się tym, że formę ogrzewa się do temperatury powyżej 120°C, następnie formę zamyka się, po czym rozszczelnia tworząc szczelinę między brzegami formy nie większą niż 0,5 mm a następnie formę ewentualnie ponownie się zamyka i powtarza cykle rozszczelniania a następnie po ostatnim cyklu formę otwiera się, przy czym ilość rozszczelnień wynosi minimum 1, a cały proces rozszczelniania i zamykania formy trwa kilka sekund i realizowany jest według programu maszyny cyfrowo sterującej ruchem formy w zależności od oczekiwanych parametrów końcowego produktu.
Uwieńczeniem rozwoju prezentowanej technologii jest ostatni patent Pana Jerzego Pl230037 Materiał do wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza sztućców, Bioterm Sp z o.o , Jerzy Wysocki, Data patentu: 28.09.2018, który stanowi kompozyt polilaktydowy zawierający produkty przemiału zbóż oraz ewentualnie do 10% wagowych mieszaniny substancji smakowych i/lub zapachowych, i/lub dodatków barwiących, i/lub środka o właściwościach antyblokingowych i rozjaśniających, i/lub środka modyfikującego udarność tworzywa, charakteryzujący się tym, że składa się z zasadniczego polilaktydu wymieszanego z 0,01% do 50% wagowych sypkich otrąb, zwłaszcza pszennych stanowiących wyselekcjonowaną z otrąb frakcję od 0,01 mm do 2,80 mm, zawierających od 0,01% do 7% wody związanej strukturalnie w postaci wilgoci. Dodatkowo produkty przemiału zbóż stanowią w ilości od 0,01% do 50% wagowych otręb, zwłaszcza pszenne w postaci granulatu o wielkości granul od 0,1 mm do 10 mm, zawierających od 0,01% do 7% wody związanej strukturalnie w postaci wilgoci.
Aplikacja WO0139612A1 Material for making biodegradable mouldings from bran and method thereof, Wysocki Jerzy, Data zgłoszenia: 23.11.2000. stanowi analog polskiego opisu patent PL 195 130, który zastrzega materiał do wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań, składający się z 95–100% wagowych sypkich otrąb, zwłaszcza pszennych, stanowiących wyselekcjonowaną z otrąb frakcję o uziarnieniu od 0,01 do 2,80 mm, zawierających od 7% do 45% wody związanej strukturalnie w postaci wilgoci oraz ewentualnie do 5% wagowych mieszaniny substancji impregnujących i/lub dodatków smakowych i/lub zapachowych i/lub niewłóknistych napełniaczy, i/lub środków utrzymujących wilgoć, i/lub dodatków barwiących. Materiał ten wykorzystywany jest do wytwarzania biodegradowalnych kształtek, zwłaszcza naczyń i opakowań z wykorzystaniem produktów przemiału zbóż. Poddane działaniu ciśnienia i temperatury otręby ze stanu sypkiego przechodzą poprzez uplastycznienie do stanu stałego. Kluczowe jest uplastycznienie surowca, a osiąga się je przez docisk. Uplastycznianie materiału odbywa się w formie, a wykonanie kształtki wymaga stosowania dużych sił.
WNIOSKI W pełni ekologiczny, jednorazowy talerz z otrąb pszennych jest idealny do zastosowań jednorazowych, stanowi niezastąpiona alternatywa dla talerzy z tworzyw sztucznych i papieru. Produkt ten jest pomysłem całkowicie polskim, produkowany jest tylko i wyłącznie z otrąb pochodzących z polskiej pszenicy, co zapewnia , że jest całkowicie biodegradowalny w odróżnieniu do pojemników z tworzyw sztucznych i papieru. Dla porównania: papierowy talerzyk wyrzucony w krzaki rozłoży się po pół roku, a plastikowy – dopiero po kilkuset latach. Produkty wykonane z otrąb pszennych cechują się: – oryginalnym wyglądem oraz wysoką jakością wykonania; – pełnej biodegradacji w ciągu zaledwie 30 dni!!! ; – praktycznością i funkcjonalnością, naczynia doskonale sprawdzają się do podawania dań gorących, zamrażania oraz podgrzewania w kuchenkach mikrofalowych, świetnie nadają się do zastosowania w gastronomi oraz dla odbiorców indywidualnych; – bezpieczeństwem dla dzieci, nie parzą, nie tłuka się, są sztywne, nie zawierają szkodliwych substancji chemicznych; – przyjemnym aromatem świeżego chleba; – możliwością spożycia, gdyż wykonane są całkowicie z jadalnych otrąb pszennych zawierających błonnik, witaminy, i mikroelementy, mogą swobodnie stanowić uzupełnienie codziennej diety.
Produkty te są wyjątkowo bezpieczne w użyciu. Przede wszystkim nie tłuką się, więc mogą z nich korzystać nawet małe dzieci. Do tego naczynia wykonane z otrębów pszennych się nie nagrzewają, nie ma więc ryzyka poparzenia się talerzem. A dodatkową atrakcja jest fakt , że po użyciu talerza z otrąb można go nawet zjeść. Są chrupkie jak chipsy, ponieważ nie rozmiękają pod wpływem kontaktu z żywnością. Mogą też z powodzeniem służyć jako karma dla psa, kota lub rybek w stawie albo jako pasza dla zwierząt gospodarskich. Na dodatek, zgodnie z artykułem https://mambiznes.pl/wlasny-biznes/polacy-sprzedaja-naczynia-z-otrab-pszennych-na-caly-swiat-rozkladaja-sie-w-30-dni-91582, ostatnie decyzje legislacyjne, szczególnie unijny zakaz sprzedaży produktów jednorazowego użytku od 2021 roku jest ważnym punktem odniesienia dla rozwoju produkcji naczyń biodegradowalnych, z myślą o przyszłości naszego środowiska naturalnego.
Materiał filmowy ilustrujacy produkcje naczyń z otrąb zatytułowany – Ecodesign in Practice „The future of disposable tableware” | BIOTREM, dostępny jest w kanale Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=CwSmWtwljm4