Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Barriärbestrykning baserad på hemicellulosa för förnyelsebara förpackningsmaterial
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2015 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Hemicellulose-based barrier coating for renewable packaging materials (English)
Abstract [en]

Fiber-based packaging materials have a need for barrier coatings to protect the packaged item from oxygen and contaminants to increase its shelf life. The material should preferably be from renewable resources. It is desirable to keep the solid content of the coating formulation as high as possible for environmental and technical reasons. However, when working with biopolymers, this can be difficult to combine with a reasonable viscosity and texture for application as well as the barrier properties required. In this project, the problem is attempted to be overcome by combining the biopolymers xylan and chitosan to form polyelectrolyte complexes through electrostatic interactions that result in crosslinked hydrogels. Formulations were evaluated and characterized and different methods of achieving mixtures of higher solid content were attempted. Results show that an advantageous method to keep the viscosity down at higher solid contents is to grind dry xylan-chitosan material into particles and dispersing them in water, but film formation was not successful. Mixing the two components directly and plasticizing with 20 wt% xylitol permits as high solid content as 21 wt% while still being possible to coat in a laboratory scale. Coatings on paperboard exhibit very good barrier properties against oxygen, oil and greases and are also insoluble in water which allows it better resistance towards moisture than water soluble formulations. The oxygen permeability (OP) of the xylan-chitosan coatings is comparable to poly(ethylene vinyl alcohol) (EVOH). Low OP values of 0.03 [cm3 µm/m2 day kPa] at 23 ᵒC and 50% RH were achieved, much owing to the low transmission of oxygen despite the very small thickness of the coatings. The combination of xylan and chitosan is promising for application as a barrier coating on packaging materials.

Abstract [sv]

Fiberbaserade förpackningsmaterial har ett behov av bestrykningar med barriäregenskaper som skyddar varan mot till exempel syre och kontamineringar, och förnyelsebara råvaror är att föredra som material. Bestrykningar på kartong bör ha en så hög torrhalt som möjligt av miljöskäl och tekniska anledningar. Det kan dock vara svårt att kombinera en hög torrhalt med en viskositet som är låg nog för att kunna bestryka och samtidigt få de barriäregenskaper som krävs. I detta projekt kombineras biopolymererna xylan och kitosan för att genom elektrostatiska interaktioner bilda joniska tvärbindningar och ett material som är en hydrogel. Formuleringstester utvärderades och karakteriserades, och olika metoder för att höja torrhalten i formuleringar undersöktes. Resultat visade att malning av torkat xylan-kitosan-material som sedan kunde dispergeras i vatten gav lägre viskositet än att blanda de två komponenterna direkt, men gav brister i filmbildning. En bestrykningsbar blandning kunde åstakommas upp till 21 vikts% torrhalt med direktblandning och genom att tillsätta 20 vikts% xylitol som mjukgörare. Bestrykningar uppvisade mycket bra barriäregenskaper mot syre, olja och fett och är dessutom olösliga i vatten vilket också medför en bättre resistans mot fukt än vattenlösliga bestrykningar. Bestrykningarnas syrepermeabilitet var låg och jämförbar med poly(eten vinyl alkohol) (EVOH). Så pass låga värden som 0.03 [cm3 µm/m2 day kPa] vid 23 ᵒC och 50 % RH kunde åstadkommas, mycket tack vare den låga genomströmningen av syre trots mycket tunna lager bestrykning. Kombinationen av xylan och kitosan för applikation som en barriärbestrykning av förpackningsmaterial är lovande som framtida materialval.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 54 p.
Keyword [en]
Hemicellulose, xylan, chitosan, barrier coating, polyelectrolyte complex
National Category
Other Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-173660OAI: oai:DiVA.org:kth-173660DiVA: diva2:856149
Available from: 2015-09-23 Created: 2015-09-16 Last updated: 2015-09-23Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Other Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 65 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf