MXPA05013451A - Estructuras y componentes biopolimericos. - Google Patents
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Abstract
La presente invencion se relaciona con una composicion, la cual puede ser referida como un biopolimero, que incluye solidos de fermentacion y material termoactivo. La presente invencion tambien incluye metodos para fabricar el biopolimero, los cuales pueden incluir componer los solidos de fermentacion y el material termoactivo. El biopolimero de la presente puede ser formado en un articulo de manufactura. Los metodos para fabricar esos articulos de manufactura incluyen por ejemplo extruir, moldear por inyeccion o componer los solidos de fermentacion y el material termoactivo. Las estructuras formadas de ese biopolimero pueden incluir reemplazos de madera, componentes de ventanas, componentes de puertas, montajes de entablado de paredes y otras estructuras.
Description
ESTRUCTURAS Y COMPONENTES BIOPOLIMERICOS Campo de la Invención La presente invención se relaciona con - una composición, la cual puede ser referida como un biopolimero, que incluye sólidos de fermentación y material termoactivo. La presente invención también incluye métodos para fabricar el biopolimero, los cuales pueden incluir componer los sólidos de fermentación y material termoactivo. El biopolimero de la presente puede ser formado en un articulo de manufactura. Los métodos para fabricar esos .artículos de manufactura incluyen por ejemplo extruir, moldear por inyección o componer los sólidos de fermentación y el material termoactivo. Las estructuras formadas del biopolimero pueden incluir reemplazos de madera, componentes de ventanas, componentes de puertas, montajes de entablado de paredes y otras estructuras .
Antecedentes de la Invención Una variedad de productos pueden ser formados a partir de plásticos cargados. Por ejemplo, los plásticos pueden ser formados en reemplazos, de madera, componentes de ventanas y montajes de puertas o entablados de paredes para estructuras de edificios. Las cargas han sido usadas en la industria del Ref .168780
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plástico durante casi 90 años. La razón por la que la mayoría de los fabricantes usan plásticos cargados es para reducir el precio del alto costo del polipropileno y otros plásticos con cargas de costo más bajo, como aserrín, talco, mica y fibra de vidrio. Cargar el plástico con fibra de vidrio puede mejorar sus características creando una estabilidad térmica mayor y una mayor flexión y resistencia a la ruptura. Sin embargo, las cargas de bajo costo como el aserrín pueden degradar algunas de las cualidades del plástico y hacer éste más difícil de procesar. El talco y la mica proporcionan algún incremento en la resistencia al plástico, pero también agregan peso y hacen disminuir la vida del extrusor debido a la abrasión. La fibra de vidrio agrega considerable resistencia al producto, pero a un costo sustancial. Existen muchas desventajas asociadas con los plásticos existentes cargados con material de plantas, como madera o paja. Un problema principal asociado con la extrusión e inyección de esos plásticos es que el tamaño de partícula del material de planta usado en este proceso es muy pequeño y es principalmente madera molida. De otro modo, la viscosidad de la mezcla es demasiado alta para ser extruida o moldeada eficientemente. Además, los procesos de extrusión o inyección son limitados además por la relación de los materiales de carga, como la madera, al plástico que puede ser usada. Esto coloca restricciones indeseables sobre los
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productos que pueden ser producidos . Las composiciones de plástico y madera típicamente usan entre 30% a 65% aserrín o polvo de aserrín fino con plásticos simples . Relaciones más altas que éstas producen problemas de procesamiento y degradación del desempeño total en áreas de absorción de humedad, pudrición, descomposición, estabilidad a la humedad y así sucesivamente. Sigue existiendo la necesidad de un material derivado biológicamente, barato, que pueda reducir el costo y consumo de los materiales termoactivos y que funcionan mejor que una carga para productos como montajes de ventanas y puertas, reemplazos de madera, entablado de paredes para edificios y otros productos .
Sumario de la Invención La presente invención se relaciona con una composición, la cual puede se referida como un biopolímero, que incluye sólidos de fermentación y material termoactivo. La presente invención también incluye métodos para fabricar el biopolímero, los cuales pueden incluir componer los sólidos de fermentación y el material termoactivo. El biopol,ímero de la presente puede ser formado en un artículo de manufactura. La presente invención se relaciona con una composición que incluye sólidos de fermentación y material
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termoactivo. La composición puede incluir amplios intervalos de cantidades de esos ingredientes. Por ejemplo, en una modalidad, la composición puede incluir de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. Los sólidos de fermentación pueden incluir, en una modalidad, granos secos de destilador o granos secos de destilador con solubles, los cuales pueden ser derivados de la fermentación de material de plantas como granos (por ejemplo, maíz) . El material termoactivo puede incluir, por ejemplo, al menos un termoplástico, material termoendurecible, y resina y polímero adhesivo. La composición de la presente puede ser empleada en cualquiera de una variedad de artículos . El artículo puede incluir la composición que incluye los sólidos de fermentación y el material termoactivo. La presente invención se relaciona con un método para producir una composición que incluye sólidos de fermentación y material termoactivo. El método incluye componer los ingredientes de la composición, incluyendo, pero sin limitarse a los sólidos de fermentación y material termoactivo. La composición puede incluir la composición cinética térmica. La composición puede ser producida como una composición espumada. Producir una composición espumada puede incluir extruir el material que comprende los sólidos de
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fermentación y el material termoactivo; el material espumado no necesita agente de soplado o espumante. La composición de la presente puede ser empleada en un método para fabricar un artículo. Este método puede incluir formar el artículo de una composición que incluye los sólidos de fermentación y el material termoactivo. Las estructuras pueden ser formadas a partir de una composición, la cual puede ser referida como un biopolímero, que incluye sólidos de fermentación y material termoactivo. Los métodos para producir productos biopoliméricos incluyen por ejemplo extruir, moldeo por inyección o componer los sólidos de fermentación y material termoactivo. Las estructuras formadas de ese biopolímero pueden incluir reemplazas de madera, componentes de ventana, componentes de puertas, montaje de taladro de paredes, y otras estructuras. En una modalidad, un artículo incluye un material biopolimérico el cual incluye material termoactivo y sólidos de fermentación. En una modalidad el biopolímero puede incluir aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación y aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95 % en peso de material termoactivo. En una modalidad los sólidos de fermentación incluyen al menos uno de: granos secos de destiladora, cultivo de raíz almidonosa seca de destiladora, tubérculos secos de destiladoras y raíces secas de destiladora.
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En una modalidad, los sólidos de fermentación incluyen al menos uno de granos de cereal seco de destiladoras y legumbres secas de destiladoras. En una modalidad, los sólidos de fermentación incluyen maíz seco de destiladora, sorgo seco de destiladora (milo) , cebada seca de destiladoras, trigo seco de destiladora, centeno seco de destiladora, mijo seco de destiladoras, avena seca de destiladoras y soya seca de destiladoras . En una modalidad, un artículo que incluye biopolímero puede ser configurado como una parte de una ventana, una parte de una puerta, una parte de una pieza de un mueble. Por ejemplo, el artículo puede ser configurado para montarse en al menos uno de un montaje de ventana, montaj e de puerta y montaj e de mueble . En una modalidad, el artículo que incluye biopolímero puede ser configurado como un miembro de reemplazo de madera. El miembro de reemplazo de madera puede incluir un revestimiento sólido y un núcleo espumado, El miembro de reemplazo de madera también puede incluir una superficie texturizada y un revestimiento sólido. En otra modalidad, un artículo que incluye biopolímero puede ser configurado como un artículo ornamental . En una modalidad, el artículo que incluye biopolímero puede incluir un núcleo espumado. En una
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modalidad un artículo que incluye biopolímero puede ser configurado para ser montado con otro artículo a través de soldadura térmica. En una modalidad, un artículo que incluye biopolímero puede ser configurado para incluir una superficie interior que defina una cavidad, un montante que se extiende hacia la cavidad, y una porción de anclaje que se extiende hacia la cavidad, estando la porción de anclaje configurada para recibir un sujetador. En una modalidad, un artículo que incluye biopolímero puede incluir al menos uno de un artículo moldeado por compresión, un artículo extruído, un artículo moldeado por inyección. En una modalidad, un artículo que incluye biopolímero puede incluir una capa del segundo material sobre el biopolímero. En una modalidad, la capa del segundo material puede incluir características formadas por impresión, un material coextruido, o un recubrimiento de polvo . En una modalidad, el artículo que incluye biopolímero puede ser configurado como un componente de un montaje de entablado para un edificio. En una modalidad, el componente de un montaje de entablado de paredes para un edificio puede incluir un miembro longitudinal que tenga un cuerpo longitudinal que se extienda entre el primer y segundo
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extremos comprendiendo el miembro longitudinal material biopolimérico, estando al menos uno · del primer y segundo extremos configurado para acoplarse a un segundo componente de un montaje de entablado de paredes. En una modalidad,' el segundo componente incluye material biopolimérico que está configurado para ser acoplado a uno de los extremos del miembro longitudinal por soldadura térmica. En una modalidad, el miembro longitudinal incluye una superficie alterada que tiene una apariencia alterada, incluyendo la superficie alterada a al menos uno de un recubrimiento pulverizado, una superficie texturizada, una superficie impresa. En una modalidad, un producto de entablado de paredes puede incluir porciones huecas, porciones espumadas, porciones entramadas o una combinación de las mismas . En una modalidad, los sólidos de fermentación incluyen sólidos de proteínas fermentadas . En una modalidad, los sólidos de fermentación incluyen granos secos de destiladoras. En una modalidad, los granos secos de destiladora incluyen además solubles, grano seco -200 y/o maíz seco de destiladora. En una modalidad, un artículo que incluye biopolímero de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso de sólido de fermentación; y de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50% en peso de material termoactivo. En una modalidad, un artículo que incluye
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biopolímero incluye material termoactivo que incluye al menos uno de un termoplástico, material termoendurecible, y resina, polímero adhesivo, polietileno, - polipropileno, cloruro de polivinilo, y melamina de material epoxi, poliéster, polímero fenólico, y polímero que contiene urea. En una modalidad, el artículo que incluye biopolímero esta en forma de un biopolímero integral, un biopolímero compuesto o un biopolímero agregado. En una modalidad, el artículo que incluye biopolímero esta en forma de biopolímero compuesto y el biopolímero compuesto tienen una apariencia similar al del granito. En una modalidad, el artículo que incluye biopolímero incluye al menos uno de un tinte, pigmento, agente hidrolizante, plastificante, carga, preservativo, antioxidante, agente nucleante, agente antiestático, biocida, fungicida, retardante de fuego, retardante de la llama, termoestabilizador, fotoestabilizador, material · conductor, agua, aceite, lubricante, modificador del impacto, agente de acoplamiento, agente reticulante, agente de soplado o espumante y plástico recuperado o reciclado. En una modalidad, un artículo que incluye biopolímero incluye al menos uno de un plastificante, foto estabilizador, y agente de acoplamiento. Un método para fabricar un artículo que incluye
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formar un articulo a partir de una composición que incluye de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólido de fermentación; y de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. " Un método puede incluir además uno o más del moldeo por extrusión, moldeo por inyección, moldeo por soplado, moldeo por compresión, moldeo por transferencia, termoformación, vaciado, calandrado, moldeo de baja presión, laminación a alta presión, molde por inyección por reacción, moldeo por espumado y recubrimiento. Un método para fabricar un artículo de reemplazo de madera de biopolímero, componente de ventana o puerta, componente de entablado de paredes, puede incluir calentar el biopolímero, aplicar presión al biopolímero caliente; formar el biopolímero caliente; y enfriar el biopolímero para preservar la forma de un artículo. Un método puede incluir además aplicar la textura superficial al artículo. Formar el biopolímero puede incluir moldear por inyección, extruir al biopolímero a través de una matriz para producir una extrusión, u otros procesos. La aplicación puede incluir prensar el artículo, el cual puede incluir la extracción de agua del biopolímero. En una modalidad, el método puede incluir formar una porción hueca y/o espumada en el artículo de reemplazo de madera, componente de ventana, puerta, entablado de paredes, la porción hueca o espumada que actúa
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para incrementar el valor de R del articulo o componente.
Breve Descripción de las Figuras La Fig. 1 muestra un montaje de ventana. La Fig. 2 muestra una sección transversal de un montaje de ventana. La Fig. 3 muestra un producto de extrusión espumado. La Fig. 4 muestra un montaje de puerta. La Fig. 5 muestra una extrusión parcialmente hueca. La Fig. 6 muestra un miembro de reemplazo de madera con una apariencia similar a la de la madera. La Fig. 7 muestra un producto laminado. La Fig. 8 muestra un producto de entablado de paredes para una estructura de un edificio. La Fig. 9 muestra una vista en perspectiva desde atrás del producto de entablado de paredes de la Fig. 8. •La Fig. 10 muestra un producto de entablado de paredes que incluye una región interior que puede estar espumada o hueca. La Fig. 11 ilustra un método para procesar una composición biopolimérica. La Fig. 12 ilustra un método para formar un artículo- a partir del biopolímero. La Fig. 13 es una vista en perspectiva frontal de
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un sistema de decoración. La Fig. 14 es una vista perspectiva frontal de un componente base y un poste. La Fig. 15 es una vista en perspectiva frontal de un pilar y un componente base . La Fig. 16 es una vista en perspectiva frontal de un pilar, un componente base y una capa de cubierta superior. La Fig. 17 es una vista en perspectiva frontal de los componentes y un montaje de enrejado. La Fig. 18 es una vista lateral de los componentes del montaje de enrejado. La Fig. 19 es una vista lateral, de un montaje de enre ado con una cubierta de enre ado . La Fig. 20 es una vista en perspectiva de una base. La Fig. 21 es una vista superior de un componente de panel. La Fig. 22 es una vista en corte transversal de una esquina . La Fig. 23 es una vista en perspectiva de una capa cubierta superior. La Fig. 24 es una vista superior de un balastro. La Fig. 25 es una vista lateral de un carril inferior. La Fig. 26 es una vista lateral de una cubierta de carril .
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Descripción Detallada de la Invención. Definiciones Como se usa aquí, el término "biopolímero" se refiere a un material que incluye un material termoactivo y sólidos de fermentación. Como se usa aquí, la frase "sólidos de fermentación" se refiere a material sólido recuperado de un proceso de fermentación, como la producción de alcohol (por ejemplo, etanol) . Como se usa aquí, la frase "sólidos de proteína fermentada" se refiere a sólidos de fermentación recuperados de la fermentación de un material que incluye proteína. Los sólidos de proteína fermentados también incluyen proteína. Como se usa aquí, la frase "granos secos de destiladoras" (DDG) se refiere al residuo seco que resta después de que el almidón en los granos (por ejemplo, maíz) ha sido fermentado con levaduras y enzimas seleccionadas para producir productos que incluyen al etanol y dióxido de carbono . Los DDG pueden incluir cantidades residuales de solubles, por ejemplo, aproximadamente el 2% en peso. Los granos secos de destiladoras incluyen composiciones conocidas como granos y sólidos de residuales de bebidas . Como se usa aquí, la frase "granos secos de destiladoras con solubles" (DDGS) se refiere a una preparación seca del material grueso restante después de que el almidón
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en grano (por ejemplo, maíz) ha sido fermentado más la porción soluble del residuo restante después de la fermentación, que ha sido condensado por evaporación para producir solubles. Los solubles pueden ser agregados a los DDG para formar DDGS. Como se usa aquí, la frase "torta húmeda" o "granos de destiladoras de la torta húmeda" se refiere al residuo grueso, húmedo restante después de que el almidón en granos (por ejemplo, maíz) ha sido fermentado con levaduras y enzimas seleccionadas para producir productos, incluyendo el etanol y dióxido de carbono. Como se usa aquí, la frase "torta húmeda lavada con solvente" se refiere a la torta húmeda que ha sido lavada-con un solvente como agua, alcohol o hexano. Como se usa aquí, la frase "harina de gluten" se refiere a un subproducto de la molienda húmeda de material de plantas (por ejemplo, maíz, trigo o papas) para almidón. La harina de gluten de maíz también puede ser un subproducto .-de la conversión del almidón en todas o varias fracciones de maíz molido seco hasta jarabes de maíz. La harina de gluten incluye la proteína prolamina y gluten (una mezcla de proteínas insolubles en agua que ocurre en la mayoría de los granos de cereales) y también cantidades más pequeñas de grasa y fibra. Como se usa aquí, la frase "material de plantas" se
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refiere a toda o parte de cualquier planta (por ejemplo, granos de cereal) , típicamente un material que incluye almidón. El material de plantas adecuado incluye granos como el maíz (por ejemplo, maíz molido entero) , sorgo, (milo) , cebada, trigo, centeno, arroz, mijo, cebada, soyas y otros cultivos de granos de cereal o leguminosas; y cultivos de raíz almidonosa, tubérculos, o raíces como el camote y la mandioca. El material de planta puede ser una mezcla de esos materiales y subproductos de esos materiales, fibras de maíz, mazorcas de maíz, forraje, u otros materiales que contengan celulosa y semicelulosa, como residuos de madera o plantas. Los materiales de plantas preferidos incluyen al maíz, ya sea maíz estándar o maíz ceroso. Los materiales de plantas preferidos pueden ser fermentados para producir sólidos de fermentación. Como se usa aquí, el término "prolamina" se refiere a cualquiera de un grupo de proteínas globulares las cuales se encuentran en plantas, como los cereales. Las proteínas prolaminas son generalmente solubles en 70-80% de alcohol pero insolubles en agua y alcohol absoluto. Esas proteínas contienen altos niveles de ácido glutámico y prolina. Las proteínas prolaminas adecuadas incluyen a la gliadina (trigo y centeno) , zeina (maíz) , y cafirina (sorgo y mijo) . Las proteínas gliadinas adecuadas incluyen a las -, ß- , ?-, y ?-gliandinas.
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Como se usa aquí, el término "zeina" se refiere a una proteína prolamina encontrada en el maíz, con un peso molecular de aproximadamente 40,000 (por ejemplo 38,000) y que no contiene triptófano y lisina. Como se usa aquí, la frase "punto de transición vitrea" o "Tv" se refiere a la temperatura a la cual una partícula de un material (como un sólido de fermentación o material termoactivo) alcanza un "punto de ablandamiento" , de modo que tenga una naturaleza viscoelástica y pueda ser compactado más fácilmente. Por debajo de la Tv un material está en su "estado vitreo" y tiene una forma que no puede ser fácilmente deformada bajo presión simple. Como se usa aquí, la frase "punto de fusión" o "Tf" se refiere a la temperatura a la cual un material (como un sólido de fermentación y material termoactivo) se funde y comienza a fluir. Los métodos adecuados para medir esas temperaturas incluyen la calorimetría de exploración diferencial (DSC) , análisis térmico mecánico dinámico (DTMA) , y análisis mecánico térmico (TMA) . Como se usa aquí, por ciento en peso (%p) , por ciento en peso, % en peso, y similares son sinónimos que se refieren a la concentración de una sustancia como un peso de esa sustancia dividido por el peso de la composición y multiplicado por 100. A menos que se especifique otra cosa, la cantidad del ingrediente se refiere a la cantidad de
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ingrediente activo . Como ' se usa aquí, el término "aproximadamente" modificando a cualquier cantidad se refiere a la variación en esa cantidad encontrada en condiciones del mundo real para producir materiales como polímeros o materiales compuestos, por ejemplo, en el laboratorio, planta piloto, o instalación de producción. Por ejemplo, una cantidad de un ingrediente empleado en una mezcla cuando es modificada por aproximadamente incluye la variación y grado de cuidado típicamente empleado en la medición de una planta o laboratorio que produzca un material o polímero. Por ejemplo, la cantidad de un componente de un producto cuando es modificada por aproximadamente incluye la variación entre lotes en una planta o laboratorio y la variación inherente en el método analítico. Si o no son modificadas por aproximadamente, las cantidades incluyen equivalentes a aquellas cantidades. Cualquier cantidad establecida aquí y modificada por "aproximadamente" también puede ser empleada en la presente invención como la cantidad no modificada por aproximadamente.
El Biopolírttero La presente invención se relaciona con un biopolímero que incluye uno o más sólidos de fermentación y uno o más materiales termoactivos . El biopolímero de la
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presente puede exhibir propiedades típicas de materiales plásticos, propiedades ventajosas en comparación con materiales plásticos convencionales, y/o propiedades ventajosas en comparación con plásticos que incluyan agregados y, por ejemplo, madera o materiales celulósicos. El biopolímero de la presente puede ser formado en artículos útiles formando cualquiera de una variedad de métodos convencionales para formar artículos de plástico. El biopolímero de la presente puede tomar cualquiera de una variedad de formas . En una modalidad, el biopolímero de la presente incluye los sólidos de fermentación integrados con el material termoactivo. Un biopolímero que incluye sólidos de fermentación integrados- en el material termoactivo referido aquí como un "biopolímero integrado" . El biopolímero integrado puede incluir enlaces covalentes entre el material termoactivo y los sólidos de fermentación. En una modalidad, el biopolímero integrado forma una masa uniforme en la cual los sólidos de fermentación han sido mezclados en el material termoactivo . En una modalidad, el biopolímero de la presente incluye partículas visibles de sólidos de fermentación remanentes. Un biopolímero que incluye partículas visibles de sólidos de fermentación remanentes es referido aquí como un "biopolímero compuesto" . El biopolímero compuesto puede tener
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la apariencia del granito, una matrix del material termoactivo, con una primera apariencia rodeando partículas de sólidos de fermentación con una segunda apariencia. En una modalidad, aún en un biopolímero compuesto, una fracción significativa de los sólidos de fermentación puede estar mezclada en y/o unida con el material termoactivo. En una modalidad, un biopolímero compuesto con la apariencia del granito puede formar una sola sustancia de la cual las partículas de los sólidos de fermentación no pueden ser removidas. En otra modalidad más, el biopolímero de la presente incluye una porción significativa de sólidos de fermentación presentes como partículas discretas rodeadas por o incluidas en el material termoactivo. Un biopolímero que incluye partículas discretas de sólidos de fermentación rodeadas por o incluidas en el material termoactivo es referido aquí como un "biopolímero agregado" . En ese biopolímero agregado, la porción significativa de sólidos de fermentación presentes como partículas discretas pueden ser consideradas un extensor o una carga. No obstante, una porción menor de los sólidos de fermentación pueden estar mezclados en y/o unidos con el material termoactivo. En una modalidad, los sólidos de fermentación y el material termoactivo compuestos (es decir, el biopolímero blando o crudo) , antes de endurecer, toma la forma de una
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masa, la cual puede ser muy homogénea. Como se usa aquí, masa "muy homogénea" se refiere a un material con una consistencia similar a la masa para hornear (por ejemplo, masa para pan o galletas) con una porción mayor de los sólidos de fermentación mezclados en el material termoactivo y sin que aparezcan ya como partículas distintas . En una modalidad, el biopolímero blando o crudo incluye partículas no detectables de sólidos de fermentación, por ejemplo, es una masa homogénea. En una modalidad, el biopolímero blando o crudo puede incluir hasta 95% en peso (por ejemplo 90% en peso) de sólidos de fermentación y tomar la forma de una masa muy homogénea u homogénea. En una modalidad, el biopolímero blando crudo puede incluir de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso de sólidos de fermentación y tomar la forma de una masa muy homogénea u homogénea. En una modalidad, el biopolímero crudo o blando incluye cantidades visibles de sólidos de fermentación. Como se usa aquí, cantidades visibles de sólidos de fermentación se refiere a partículas que son claramente visibles a simple vista y que proporcionan una apariencia similar a la del granito, al biopolímero curado. Ese sólido de fermentación visible puede ser coloreado para efecto decorativo en el biopolímero curado. La apariencia similar a la del granito puede ser producida empleando partículas más grandes de sólidos de fermentación que las usadas para producir una masa
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homogénea o muy homogénea. En ciertas modalidades, el biopolímero puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 80% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 70% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 20% en peso, de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente, 50 hasta aproximadamente 80% en peso, de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso, de aproximadamente, 50 hasta aproximadamente 60% en. peso, de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 80% en peso, o de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 70% en peso. En ciertas modalidades el biopolímero puede incluir sólidos de fermentación en aproximadamente 5% en peso, aproximadamente 10% en peso, en aproximadamente 20% en peso/ en aproximadamente 50% en peso, en aproximadamente 60% en peso, en aproximadamente 70% en peso, o de aproximadamente 75% en peso. El biopolímero de la presente puede incluir cualquiera de esas cantidades o intervalos no modificados por aproximadamente. En ciertas modalidades, el biopolímero puede incluir material termoactivo de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 1 hasta
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aproximadamente 95% en peso. de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 30% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 85% en peso. de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30% en peso, de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% en peso, o de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 95% en peso . En ciertas modalidades, el biopolímero puede incluir material termoactivo de aproximadamente 95% en peso, aproximadamente 75% en peso, aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 45% en peso, aproximadamente 40% en peso. aproximadamente 35% en peso, aproximadamente 30% en peso, aproximadamente 25% en peso, aproximadamente 20% en peso, aproximadamente 15% en peso, aproximadamente 10% en peso, o aproximadamente 5% en peso. El biopolimero de la presente puede incluir cualquiera de esas cantidades o intervalos no modificados por aproximadamente. En ciertas modalidades, el biopolimero puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso, y material termoactivo de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso, puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso y material termoactivo de
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aproximadamente 30 hasta aproximadamente 70% en peso, puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso y material termoactivo de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 70% en peso, puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 60% en peso y material termoactivo de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 50% en peso, o puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 70% en peso y material termoactivo de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40% en peso. En ciertas modalidades, el biopolímero puede incluir aproximadamente 5% en peso de sólidos de fermentación y aproximadamente 70 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo, aproximadamente 10% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 90% en peso de material termoactivo, aproximadamente 50% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 50% en peso de material termoactivo, aproximadamente 55% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 45% en peso de un material termoactivo, aproximadamente 60% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40% en peso en peso de material termoactivo, aproximadamente 65% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40% en peso de un material
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termoactivo, aproximadamente 70% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30% en peso de material termoactivo, aproximadamente 90% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10% en peso de material termoactivo. El biopolimero de la presente puede incluir cualquiera de esas cantidades o intervalos no modificados por aproximadamente.
Modalidades de Biopolímeros En una modalidad, el biopolimero de la presente puede tener una conductividad térmica mayor que los termoplásticos convencionales. Por ejemplo, en una modalidad, el biopolimero de la presente puede enfriarse o calentarse más rápido que el material termoactivo sin sólidos de fermentación. En una modalidad, el biopolimero de la presente puede enfriarse tan rápidamente como el aparato que forma éste pueda operar. Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que esa conductividad térmica incrementada puede deberse a la naturaleza de los sólidos de fermentación. Por ejemplo, la conductividad térmica incrementada puede deberse a la integración de los sólidos de fermentación en el material termoactivo. Por ejemplo, la conductividad térmica incrementada que emplea sólido de proteína fermentada puede deberse a la interacción de la proteína con el material termoactivo.
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En una modalidad, el biopolimero de la presente tiene una apariencia similar a la del granito. El biopolimero con una apariencia similar a la del granito puede incluir partículas más grandes de sólidos de fermentación que- un biopolimero integrado. Por ejemplo, pueden ser empleados sólidos de fermentación de un tamaño de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 10 mallas para formar el biopolimero con apariencia similar a la del granito. En una modalidad, un biopolimero que incluye esos sólidos de fermentación más grandes como características de flujo adecuadas son ventajosas para la composición y formación. En una modalidad, el biopolimero que incluye esos sólidos de fermentación más grandes toma la forma de un biopolimero compuesto.
Sólidos de Fermentación El biopolimero de la presente invención puede incluir cualquier número de variedad de sólidos de fermentación. Los sólidos de fermentación pueden ser recuperados de cualquiera de una variedad de procesos de fermentación, como la producción de alcohol (por ejemplo, etanol) . Un sólido de fermentación puede ser recuperado de, por ejemplo, la fermentación de material de plantas. En una modalidad, los sólidos de fermentación pueden ser recuperados de la fermentación de material de plantas que contenga almidón, como granos (por ejemplo, granos de cereales o
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legumbres) , cultivos de raíz almidonoso, tubérculos, o raices . En una modalidad, los sólidos de fermentación (por ejemplo sólidos de proteína fermentada) pueden ser recuperados de la fermentación del material de plantas · que contiene almidón y proteína, como granos (por ejemplo, granos de cereales o legumbres), cultivos de raíces almidonosas, tubérculos o raíces. En una modalidad, los sólidos de fermentación son recuperados de la fermentación de granos . Por ejemplo, los sólidos de fermentación conocidos como "granos secos de destiladoras" pueden ser recuperados de procesos de fermentación que convierten los granos a etanol. La fermentación consume carbohidratos, como el almidón, en el material de plantas r y - puede proporcionar un material con niveles de almidón que se hayan reducido en comparación con el material de plantas. En una modalidad, los sólidos de fermentación incluyen un por ciento en peso de almidón reducido en comparación con el material de plantas usado en la fermentación. En ciertas modalidades, los sólidos de fermentación incluyen menos de o igual a aproximadamente el 10% en peso de carbohidratos, menos de o igual a aproximadamente 5% en peso de carbohidratos, o menos de o igual a aproximadamente el 2% de carbohidratos. Los sólidos de fermentación con más del 10% de carbohidratos pueden ser empleados en el biopolímero de la presente. Han sido caracterizados numerosos sólidos de
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fermentación, principalmente como alimento para animales. Los sólidos de fermentación que han sido caracterizados incluyen aquellos conocidos como granos secos de destiladoras (DDG) , granos secos de destiladoras con solubles (DDGS) , torta húmeda (WC) , torta húmeda lavada con solvente ( WC) , granos secos de destilación fraccionada (FDDG) , y harina de gluten. Los sólidos de fermentación pueden incluir, por ejemplo, proteína, fibra y opcionalmente, grasa. Los sólidos de fermentación también pueden incluir almidón residual . Por ejemplo, los granos secos de destiladoras de sólidos de fermentación con solubles recuperados de la fermentación por molienda en seco de maíz pueden incluir 30% en peso o más de proteína. Por ejemplo, los granos secos de destiladoras de sólidos de fermentación con solubles recuperados de la fermentación por molienda en seco convencional de maíz pueden incluir de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 35% en peso de proteína, de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 15% en peso de grasa, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10% en peso de fibra, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10% en peso de cenizas. Por ejemplo, los granos secos de destiladora de sólidos de fermentación con solubles recuperados de la fermentación por molienda en seco convencional de maíz pueden incluir aproximadamente 5% en peso de almidón, aproximadamente 35% en peso de proteína, aproximadamente 15%
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en peso de grasa, aproximadamente 25% en peso de fibra, y aproximadamente 5% en peso de cenizas. En una modalidad, los sólidos de fermentación incluyen o son DDGS que incluyen aproximadamente 30-38% en peso de proteína, aproximadamente 11-19% en peso de grasa, y aproximadamente 25-37% en peso de fibra. En una modalidad, los sólidos de fermentación incluyen o son DDGS que incluyen aproximadamente 10% en peso de almidón, aproximadamente 35% en peso de proteína, aproximadamente 15% en peso de grasa, aproximadamente 30% en peso de fibra, y aproximadamente 5% en peso de cenizas. Esos DDGS pueden ser producidos por la fermentación de almidón de maíz . Los sólidos de fermentación de la presente pueden incluir cualquiera de esas cantidades o intervalos no modificados por aproximadamente. Los granos secos de destiladoras u otros materiales de plantas secos de destiladoras pueden ser derivados de cualquiera de una variedad de productos agrícolas . Como se usa aquí, "seco de destiladora" seguido por el nombre de una planta o tipo de planta se refiere a un sólido de fermentación derivado de la fermentación de esa planta o tipo de planta. Por ejemplo, granos secos de destiladora se refiere a sólidos de fermentación derivados de la fermentación de granos. A manera de un ejemplo más específico, maíz seco de destiladora se refiere a sólidos de fermentación derivados de la fermentación del maíz. Sorgo
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seco de destiladora se refiere a sólidos de fermentación derivados de la fermentación del sorgo (milo) . Trigo seco de destiladora se refiere a sólidos de fermentación derivados de la fermentación del trigo. Un material de planta seco de destiladora no necesariamente es derivado exclusivamente del material de planta nombrado. Más bien, el material de planta nombrado es el material de planta predominante o solo el material de planta en los sólidos de fermentación. El biopolímero de la presente puede incluir cualquiera de una variedad de sólidos de fermentación incluyendo, por ejemplo, granos secos de destiladora, cultivos de raíces almidonosas secas de destiladora, tubérculos secos de destiladora, raíces secas de destiladora. Los granos secos de destiladora adecuados incluyen granos de cereal seco de destiladora y legumbres secas de destiladora. Los granos secos de destiladora adecuados incluyen maíz seco de destiladora (maíz seco de destiladora, por ejemplo, maíz molido entero seco de destiladora, o maíz fraccionado seco de destiladora) , sorgo (milo) seco de destiladora, cebada seca de destiladora, trigo seco de destiladora, centeno seco de destiladora, arroz seco de destiladora, mijo seco de destiladora, avena seca de destiladora, soya seca de destiladora. Las raíces secas de destiladora adecuadas incluyen camote seco de destiladora y mandioca seca de destiladora. Los tubérculos secos de destiladora adecuados
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incluyen papa seca de destiladora. El material de planta puede incluir la totalidad de una planta o una porción de una planta. De manera alternativa, la planta o porción de una planta puede ser fraccionada. Un sólido de fermentación derivado de material de planta fraccionado se refiere aquí a material de planta fraccionado seco de destiladora, por ejemplo, granos fraccionados secos de destiladora. El biopolímero de la presente puede incluir cualquiera de una variedad de sólidos de fermentación fraccionados. Por ejemplo, el biopolimero de la presente puede incluir maíz fraccionado seco de destiladora. Por ejemplo, el biopolímero de la presente puede incluir germen de maíz seco de destiladora y/o endospermo de maíz seco de destiladora. Los granos secos de destiladora u otros materiales de planta secos de destiladora pueden ser derivados de cualquiera de una variedad de procesos de fermentación. Como la frase lo sugiere, los materiales de plantas secos de destiladora han sido secados. El secado puede ser efectuado a temperaturas elevadas en una planta o aparato de fermentación. El secado puede incluir exponer el material de planta de destiladora húmedo con aire, el cual puede estar a una temperatura de 537.77 a 704.4°C (1,000 a 1,500°F). Aunque se mezcle con aire caliente, el material de planta de destiladora no alcanza temperaturas tan altas como las del
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aire caliente. El material de planta de destiladora puede ser tamboreado o circulado con el aire. De este modo, por ejemplo, después de ser expuesto al aire a temperaturas de 537.77 a 704.4°C (1,000 a 1,500°F), el material de planta seco de destiladora puede alcanzar una temperatura (por ejemplo, en la salida del aparato de secado) de solo aproximadamente 93.33°C (200°F) . En ciertas modalidades, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, aislado de protelna fermentada) alcanzó una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) de no más de aproximadamente 260°C (500°F) , aproximadamente 204.44°C (400°F) , aproximadamente 148.88°C (300°F) , aproximadamente 121.11°C (250°F) , aproximadamente 93.33°C (200°F) , o aproximadamente 82.22°C (180°F) . En una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo aislado de proteína fermentada) alcanzaron -una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) no mayor de aproximadamente 260°C (500°F) . En una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, aislado de proteina fermentada) alcanzaron una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) no mayor de aproximadamente 204.44°C (400°F) . En una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, aislado de proteína fermentada) alcanzaron una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) no mayor de
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aproximadamente 148.88°C (300°F) . En una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, aislado de proteína fermentada) alcanzaron una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) no mayor - de aproximadamente 121.11°C (250°F) . En una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, aislado de protelna fermentada) alcanzaron una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) no mayor de aproximadamente 93.33°C (200°F) . En una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, aislado de proteína fermentada) alcanzaron una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) no mayor de aproximadamente 82.22°C (180°F) . Los sólidos de fermentación de la presente pueden incluir cualquiera de esas temperaturas no modificadas por aproximadamente . Como se usa aquí, "seco de destiladora" seguido por un número se refiere a sólidos de fermentación que alcanzaron una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) en o por debajo de esa temperatura. Por ejemplo, grano seco de destiladora 200 se refiere a grano seco de destiladora que alcanzó una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) en o por debajo de 82.22°C (200°F) . En ciertos procesos de destilación, el material de plantas también puede ser molido. La molienda puede someter el material de plantas a temperaturas elevadas. Como se usa aquí "seco de
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destiladora" seguido por un número con el sufijo "gd" se refiere a un sólido de fermentación que fue molido y secado alcanzando una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) en o por debajo de esa temperatura. Por ejemplo, grano seco de destiladora-2OOgd se refiere a grano seco de destiladora molido y secado y que alcanzó una temperatura (por ejemplo, en la salida del secador) en o por debajo de 82.22 (200°F) . Un sólido de fermentación que ha sido preparado empleando molienda y/o secado a baja temperatura es referido aquí como "sólido de fermentación tratado suavemente" . Un sólido de proteína fermentado que ha sido preparado empleando molienda y/o secado a baja temperatura es referido aquí como "sólido de fermentación proteináceo" . Los sólidos de fermentación tratados suavemente adecuados incluyen un DDGS tratado suavemente y DDGS tratado suavemente. Los sólidos de fermentación tratados suavemente incluyen aquellos derivados de procesos de fermentación que carecen de una etapa de cocción. Los sólidos de fermentación adecuados para el biopolímero de la presente pueden tener un intervalo amplio del contenido de humedad. En una modalidad el contenido de humedad puede ser menor o igual a aproximadamente 15% en peso, por ejemplo aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15% en peso. En una modalidad, el contenido de humedad puede ser de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 15% en peso. En
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una modalidad, en contenido de humedad puede ser de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10 (por ejemplo 12)% en peso. En una modalidad, el contenido de humedad puede ser de aproximadamente 5 (por ejemplo, 6)% en peso. El biopolímero de la presente puede incluir o puede ser producido a partir de sólidos de fermentación con una amplia gama de tamaños. En ciertas modalidades, los sólidos de fermentación empleados en el biopolímero tienen un tamaño de partícula de aproximadamente 2 mallas hasta menos de aproximadamente 1 micrómetro (por ejemplo aproximadamente 0.1 o aproximadamente 0.01 micrómetros) , de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 10 mallas, de aproximadamente 12 hasta aproximadamente 500 mallas, aproximadamente 60 mallas hasta menos de aproximadamente 1 micrómetro, de aproximadamente 60 mallas hasta aproximadamente 1 micrómetro, de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 500 mallas. Los biopolímeros que incluyen sólidos de fermentación con un tamaño de partícula de menos de aproximadamente 1 micrómetro (por ejemplo, hasta aproximadamente 0.1 o hasta aproximadamente 0.01 micrómetros) pueden ser considerados en materiales o en ciertas circunstancias nano composiciones . En ciertas modalidades, los sólidos de fermentación empleados en el biopolímero pueden haber sido tratados antes de ser compuestos por coloración, molienda y selección o separación (por ejemplo, hasta un intervalo uniforme de
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tamaño) , secado o cualquier variedad de procedimientos conocidos para tratar material agrícola antes de mezclarlo con el material termoactivo . En ciertas modalidades, el biopolimero puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 95 % en peso, 1 hasta aproximadamente 95 % en peso, 5 hasta aproximadamente 95 % en peso, 5 hasta aproximadamente 80 % en peso, 5 hasta aproximadamente 70 % en peso, 50 - hasta aproximadamente 95 % en peso, 50 hasta aproximadamente 80 % en peso, 50 hasta aproximadamente 70 % en peso, 50 hasta aproximadamente 60 % en peso, 60 hasta aproximadamente 80 % en peso, o aproximadamente 60 hasta aproximadamente 70 % en peso. En ciertas modalidades, el biopolimero puede incluir sólidos de fermentación de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10% en peso, aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 60% en peso, aproximadamente 70 en peso, o aproximadamente 75% en peso. El biopolimero de la presente puede incluir cualquiera de estas cantidades o intervalos no modificados por aproximadamente . Los sólidos de fermentación adecuados para la presente incluye aquellos derivados de procesos de molienda en seco conocidos como procesos de "almidón crudo" . Los procesos de almidón crudo que producen sólidos de fermentación adecuados son descritos en la Solicitud de Patente Estadounidense No. 10/798,226 y la Solicitud de
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Patente Provisional Estadounidense No. 60/552,108, cada una presentada en Marzo 10, 2004 y cada una titulada "METODO PARA PRODUCIR ETANOL USANDO ALMIDON CRUDO" . Cada una de estas solicitudes se incorporan aquí como referencia.
Modalidades de Sólidos de Fermentación Aunque sin limitar la presente invención, en ciertas modalidades, se cree que los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) pueden ser ventajosamente adecuados para formar biopolímeros. Por ejemplo, en una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) pueden ser caracterizados por o pueden tener un punto. ·. de transición vitreo (Tv) y/o un punto de fusión (Tf) . Por ejemplo, en una modalidad, lo sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) pueden formar un biopolímero integral. Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que una modalidad de un biopolímero integral puede incluir un enlace covalente entre los sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) y el material termoactivo. A manera de ejemplo adicional, se cree que los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) imparte una conductividad térmica deseable (por ejemplo, calentamiento y enfriamiento ventajosamente rápido) al
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biopolimero . Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree, que en ciertas modalidades, los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada, como DDG o DDGS) pueden ser caracterizados con referencia a dos temperaturas, un punto de transición vitreo (IV) y un punto de fusión (Tf) . En una modalidad, los sólidos de fermentación pueden ser compuestos a una temperatura a la cual exhiban propiedades viscoelásticas , por ejemplo, entre Tv y Tf. En una modalidad, los sólidos de fermentación pueden ser compuestos a una temperatura a la cual hayan fundido o puedan fundirse, por ejemplo, en o por encima de la Tf. En una modalidad, el biopolímero incluye un material termoactivo con un punto de fusión menor de aproximadamente la Tf para los sólidos de fermentación. En una modalidad, el biopolímero incluye una material termoactivo con un punto de fusión menor que aproximadamente la Tf para los sólidos de fermentación. En una modalidad, los sólidos de fermentación pueden tener una Tf aproximadamente igual a la del polímero. Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que una composición de los sólidos de fermentación con el material termoactivo con una temperatura inferior a la Tv y/o menor a la f para los sólidos de fermentación no producirá un biopolímero integral o un biopolímero blando o crudo en forma de una masa. Se cree que los DDG de los
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procesos de etanol por hidrólisis de almidón crudo tiene una Tv de aproximadamente 150° C. La Tf de los sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de prote na fermentada, como DDG o DDGS) puede estar relacionada con su contenido de aceite o jarabe (por ejemplo, solubles) del material de planta u otros aditivos. En una modalidad, la Tf de los sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada, como DDG o DDGS) puede ser seleccionada controlando la cantidad de aceite o jarabe (por ejemplo, solubles) en el material. Por ejemplo, se cree que el mayor contenido de aceite o jarabe (por ejemplo, solubles) hace disminuir la Tf y Tv y un menor contenido de aceite o jarabe (por ejemplo solubles) incrementa la Tf. La Tf de los sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada como DDG o DDGS) pueden relacionarse con su contenido de plastificantes (por ejemplo, agua, polímero líquido, plástico térmico líquido, ácido graso o similares) . En una modalidad la Tf de los sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada, como DDG o DDGS) puede ser seleccionada controlando la cantidad de plastificante en el material. Por ejemplo, se cree que el contenido del plastificante hace disminuir la f y Tv y un menor contenido de plastificante incrementa la Tf. Aunque no se limita a la presente invención, se cree que la composición del biopolímero en la presente a
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temperaturas entre la Tv y la Tf de los sólidos de fermentación proporciona una interacción ventajosa entre el material termoactivo y los sólidos de fermentación, lo cual puede dar como resultado un biopolímero con propiedades ventajosas. En una modalidad, la temperatura seleccionada también puede estar por encima del punto de fusión del material termoactivo y se adecuado para la composición con el material termoactivo. En ciertas modalidades, la Tv y la Tf de los sólidos de fermentación permiten la composición con polímeros con un punto de fusión relativamente alto, como el tereftalato de polietileno (PET) , policarbonato, y otros plásticos diseñados . Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que los sólidos de fermentación de la presente (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada, como DDG o DDGS) pueden incluir un material de plantas procesado de manera ventajosa. La fermentación del material de planta puede remover una porción sustancial del almidón y carbohidratos. Se cree que la fermentación puede hidrolizar proteínas . Se cree que la hidrólisis de proteína puede proporcionar grupos funcionales y pueden formar interacciones covalentes con el material termoactivo, lo cual puede dar como resultado características ventajosas al biopolímero resultante. Además, se cree, que en ciertas modalidades, la fermentación puede hacer la proteína menos soluble en agua.
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Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree, que en ciertas modalidades, el biopolímero de la presente puede incluir sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada, como DDG o DDGS) incluyendo, de manera ventajosa, altos niveles de la proteína prolamina encontrada en los granos de cereales . Esas proteínas prolaminas incluyen a la zeina (por ejemplo, la zeina del maíz) y cafirina (por ejemplo cafirina del sorgo) . Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que en ciertas modalidades, los biopolímeros de la presente pueden incluir sólidos de fermentación recuperados de un proceso de fermentación en el cual el material haya estado en presencia de concentraciones de alcohol relativamente altas. Por ejemplo, en una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente recuperados de un proceso de fermentación en el cual la concentración de alcohol en la cerveza alcanza muy bien o excede aproximadamente el 60% en peso. Por ejemplo, en una modalidad, los sólidos de fermentación de la presente son recuperados de un proceso de fermentación en el cual la concentración de alcohol en el termentador alcanza o excede de aproximadamente 19, aproximadamente 20 o aproximadamente 21% en volumen. Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que esas altas concentraciones de alcohol pueden producir sólidos de fermentación que incluyan niveles
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incrementados de proteína prolamina. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir sólidos de fermentación que incluye niveles disminuidos de materiales fermentables , como el almidón.- En una modalidad, los sólidos de fermentación pueden ser producidos fermentando materiales de plantas fraccionados . Por ejemplo, la remoción de fracciones de salvado y/o germen antes de la fermentación puede concentrar la proteína prolamina (por ejemplo, la zeina) en el material de planta y dar como resultado sólidos de fermentación. El endospermo del maíz incluye a la zeina. Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que la fermentación del endospermo del maíz puede dar como resultado un incremento en los niveles de zeina en los sólidos de fermentación. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede tener características de flujo ventajosas en comparación con el termoplástico simples. El índice de flujo en estado fundido representa la capacidad de un material plástico para fluir. A mayor el índice de flujo en estado fundido más fácil fluye el material a una temperatura específica. El índice de flujo en estado fundido puede ser medido por una prueba estándar conocida como MFR o MFI. De manera breve, la prueba incluye una fuerza específica, producida por un peso exacto, extruir un material plástico caliente a través de una matriz circular de un
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tamaño fijo, a una temperatura específica. La cantidad de material termoactivo extruido en 10 minutos es llamada MFR. Esta prueba es definida por el método de prueba de plásticos estándar AST D 3364. La mayoría de los plásticos térmicos de olefina son probados a una temperatura de 230°C. El biopolímero de la presente puede alcanzar el índice de fusión de un material termoactivo homogéneo pero a una temperatura más baja. Por ejemplo considérese un plástico con un índice de fusión de 10 a 230°C. Este plástico puede ser empleado como el material termoactivo en el biopolímero de la presente a un nivel de solo aproximadamente 30% en peso de material termoactivo y aproximadamente 70% en peso de sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada, como DDG o DDGS) . El biopolímero resultante tendrá un índice de fusión de aproximadamente 10 a solo aproximadamente 160°C, la cual es una temperatura mucho más baja de 230°C. De manera similar, el biopolímero resultante tendrá un índice de fusión en estado fundido significativamente menor de 10 a 230°C. Esas características de flujo ventajosas pueden permitir procesar el biopolímero de la presente a temperaturas más bajas. El procesamiento a temperaturas más baja puede ahorrar energía y proporcionar un enfriamiento más rápido. En contraste, los plásticos cargados como madera/plástico, plásticos cargados con fibra, plásticos
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cargados con mineral y otras cargas inertes típicamente hacen disminuir el índice de fusión del material termoactivo, lo cual da como resultado un menor flujo o una mayor fuerza requerida para inducir el flujo. De este modo, esos plásticos cargados convencionales son más difíciles de procesar en comparación con el plástico puro y pueden requerir temperaturas más altas para su procesamiento y mantener el índice de flujo en estado fundido.
Material Termoactivo El biopolímero puede incluir cualquiera de una amplia variedad de materiales termoactivos . Por ejemplo, el biopolímero puede incluir cualquier material termoactivo en el cual los sólidos de fermentación pueden ser incluidos . En una modalidad, el material termoactivo puede ser seleccionado por su capacidad para formar una masa homogénea o muy homogénea incluyendo sólidos de fermentación. En una modalidad, el material termoactivo puede ser seleccionado por su capacidad para unirse covalentemente con los sólidos de ferment ción. En una modalidad, el material termoactivo puede ser seleccionado por su capacidad para fluir cuando sea mezclado o compuesto con sólidos de fermentación. En una modalidad, el material termoactivo puede endurecer después de ser formado. Numerosos de esos materiales termoactivos se encuentran comercialmente disponibles .
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Los materiales termoactivos adecuados incluyen termoplásticos , material termoendurecible, una resina y polímero adhesivo, o similares. Como se usa aguí, el término "termoplástico" se refiere a un plástico que una vez endurecido se funde y reestablece. Como se usa aquí, el término material "endurecible" se refiere a un material (por ejemplo, plástico) que una vez endurecido no puede ser fundido fácilmente y reestablecido . Como se usa aquí, la frase "resina y polímero adhesivo" se refiere a polímeros más reactivos o más altamente polares que los materiales termoplásticos y termoendurecibles. Los termoplásticos adecuados incluyen a .la poliamida, poliolefina (por ejemplo, polietileno, polipropileno, poli (etileno-copropileno) , poli (etileno-coalfaolefina) , polibuteno, cloruro de polivinilo, acrilato, acetato, y similares) , poliestirenos (por ejemplo, homopolímeros de poliestireno, copolímeros de poliestireno, terpolímeros de poliestireno y polímeros de estireno y acrilonitrilo (SAN) ) , polísulfona, polímeros halogenados (por ejemplo, cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, policarbonato, o similares, copolímeros y mezclas de esos materiales, y similares. Los polímeros de vinilo adecuados incluyen aquellos producidos por homopolimerización, copolimerización, terpolimerización, y métodos similares. Los homopolímeros adecuados incluyen poliolefinas como el
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polietileno, polipropileno, poli-l-buteno, etc., cloruro de polivinilo, poliacrilato, poliacrilato sustituido, polimetacrilato, polimetilmetacrilato, copolímeros y mezclas de esos materiales, y similares. Los copolímeros adecuados de alfa-olefinas incluyen copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno-hexileno, copolímeros de etileno-metacrilato, copolímeros de etileno-metacrilato, copolímeros y mezclas de esos materiales, y similares. En ciertas modalidades, los termoplasticos adecuados incluyen al polipropileno (PP) , polietileno (PE) , y cloruro de polivinilo (PVC) , copolímeros y mezclas de esos materiales y similares. En ciertas modalidades, los termoplasticos adecuados incluyen al polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo (PVC), polietileno de baja densidad (LDPE) , copoli-etileno-acetato de vinilo, copolímeros y mezclas de esos materiales y similares . Los materiales termoendurecbiles adecuados incluyen materiales epoxi, materiales de melamina, copolímeros y mezclas de esos materiales, y similares. En ciertas modalidades, los materiales termoendurecibles adecuados incluyen materiales epoxi y materiales de melamina. En ciertas modalidades, los materiales termoendurecibles adecuados incluyen epiclorohidrina, bisfenol A, diglicidil éter de 1, -butandiol, diglicidil éter de neopentil glicol, diglicidil éter de ciclohexandimetanol , alifático; agentes
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endurecedores de amina aromática, como la trietilentetra amina, etilendiamina, N-cocoalquiltrimetilendiamina, isoforon diamina, dietiltoluendiamina, tris (dimetilaminometilfenol) ; anhídridos de ácido carboxílico como el anhídrido metil tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, anhídrido maléico, polianhídrido poliazelaico y anhídrido ftálico, y mezclas de esos materiales y similares. Las resinas y materiales poliméricos adhesivos adecuados incluyen resinas como materiales poliméricos de condensación, materiales poliméricos de vinilo, y aleaciones de los mismos. Las resinas y materiales poliméricos adhesivos adecuados incluyen poliésteres (por ejemplo tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, y similares) , diisocianato de metilo (uretano o DI) , isocianuro orgánico, isocianuro aromático, polímeros fenólicos, polímeros basados en urea, copolímeros y mezclas de esos materiales, y similares. Los materiales de resina adecuados incluyen al acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) , resinas de poli acetilo, resinas poliacrílicas , resinas de fluorocarbono, nylon, resinas fenoxi, resinas de polibutileno, poliariléter como el polifeniléter, materiales de polifenilsulfuro, materiales de policarbonato, resinas de poliéster cloradas, resinas de poliétersulfona, resinas de óxido de polifenileno, resinas de polisulfonas, resinas de poliimida, elastómeros de uretano termoplásticos , copolímeros y mezclas de esos
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materiales, y similares. En ciertas modalidades, las resinas y materiales poliméricos adecuados adhesivos incluyen al poliéster, diisocianato de metilo (uretano o MDI) , polímeros fenólicos, polímeros basados en urea y similares. Los materiales termoactivos adecuados incluyen polímeros derivados de recursos renovables, polímeros incluyendo el ácido poliláctico (PLA) y una clase de polímeros conocidos como polihidroxialcanoatos (PHA) . Los polímeros de PHA incluyen a los poli idroxibutiratos (PHB) , polihidroxivaleratos (PHV) , y copolímeros de polihidroxi butirato-hidroxivalerato (PHBV) , policaprolactona (PCL) (es decir TONO) , poliesteramidas (es decir BAK) , un tereftalato de polietileno modificado (PET) (es decir BIOMAX) , y copolímeros alifáticos-aromáticos" (es decir ECOFLEX y EASTAR BIO) , mezclas de esos materiales y similares. En ciertas modalidades , el biopolímero puede incluir material termoactivo de aproximadamente 0 .01 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 30% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 85% en peso, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30% en peso , de aproximadamente 10 hasta
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aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% en peso, o de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 95% en peso. En ciertas modalidades, el biopolímero puede incluir material termoactivo · de aproximadamente 95% en peso, aproximadamente 75% en peso, aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 45% en peso, aproximadamente 40% en peso, aproximadamente 35% en peso, aproximadamente 30% en peso, aproximadamente 25% en peso, aproximadamente 20% en peso, aproximadamente 15% en peso, aproximadamente 10% en peso, o aproximadamente 5% en peso. El biopolímero de la presente puede incluir cualquiera de esas cantidades o intervalos no modificados por aproximadamente.
Modalidades de Materiales Termoactivos En una modalidad, el biopolímero de la presente incluye un material termoactivo proporcionado como un líquido (por ejemplo, MDI) . El material termoactivo líquido puede proporcionar características ventajosas al biopolímero. El MDI, isocianuro orgánico, isocianuro aromático, fenol, melamina y polímeros basados en urea, y similares pueden ser considerados polímeros con alto contenido de humedad, los cuales pueden ser ventajosos para la extrusión. Esos materiales termoactivos pueden ser empleados para crear una extrusión espumada para aplicaciones de peso más bajo.
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Aditivos El biopolímero de la presente también puede incluir uno o más aditivos . Los aditivos adecuados incluyen uno o más de un tinte, pigmento, otro colorante, agente hidrolizante, plastificante, carga, extensor, preservativo, antioxidantes, agente nucleante, agente antiestático, biocida, fungicida, retardante del fuego, retardante de la llama, termoestabilizador, fotoestabilizador, material conductor, agua, aceite, lubricante, modificador del impacto, agente de acoplamiento, agente reticulante, agente de soplado o espumante, plástico recuperado o reciclado, y similares, o mezclas de los mismos. Los aditivos adecuados incluyen un plastificante, fotoestabilizador, agente de acoplamiento, similares, como mezclas de los mismos. En ciertas modalidades, los adhesivos pueden diseñar las propiedades del polímero de la presente para aplicaciones finales. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20% en peso de aditivo.
Agente Hidrolizante Los sólidos de fermentación hidrolizante pueden ser logrados con una solución acuosa altamente alcalina que contenga un agente de dispersión alcalino, como una base inorgánica u orgánica fuerte. La base puede ser una base
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inorgánica fuerte, como: KOH, NaOH, CaOH, H40H, cal hidratada o combinaciones de los mismos . La hidrólisis puede ser lograda por métodos mecánicos de calor y presión. La hidrólisis puede ser efectuada bajando el pH de la mezcla. Pueden ser agregados compuestos químicos como el ácido maleico o propileno maleado a los sólidos de fermentación. Los polipropilenos maleados como el G-3003 y el G-3015 fabricados por Eastman Chemical son ejemplos de materiales de hidrólisis y/o acoplamiento. Los sólidos de fermentación y el material termoactivo pueden ser retxculados vía el proceso de hidrólisis y las condiciones del proceso de moldeo (por ejemplo alta temperatura y alta presión) . En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 20% en peso de agente hidrolizante .
Píastificante Pueden ser empleados plastificantes convencionales en el biopolímero de la presente . Los plastificantes pueden modificar el desempeño del biopolímero, por ejemplo, haciendo este más flexible y/o cambiando las características de flujo. El biopolímero de la presente puede incluir plastificante en las cantidades empleadas en los plásticos convencionales . Los plastificantes adecuados incluyen compuestos naturales o sintéticos como al menos uno del polietilen glicol,
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polipropilen glicol, polietilen-propilen glicol, trietilen glicol, dietilen glicol, dipropilen glicol, propilen glicol, etilen glicol, glicerol, monoacetato de glicerol, diglicerol, diacetato o triacetato de glicerol, 1, 4-butandiol, diacetin sorbitol, sorbitan, manitol, maltitol, alcohol polivinílico, glicolato de celulosa sódico, urea, celulosa metil éter, alginato de sodio, ácido oleico, ácido láctico, ácido cítrico, dietilsuccinato de sodio, citrato de trietilo, dietilsuccinato de sodio, 1, 2, 6-hexantriol, trietanolamina, ésteres de ácido graso de polietilen glicol, aceites, aceites epoxidados, cauchos naturales, otros plastificantes conocidos, mezclas o combinaciones de los mismos, y similares. En ciertas modalidades, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15% en peso de plastificante, de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30% en peso de plastificante, o de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 50% en peso de plastificante .
Agente Reticulante Se ha encontrado que los agentes reticulantes hacen disminuir la termodeformación observada con los productos compuestos plásticos y/o pueden modificar la resistencia al agua. Los agentes reticulantes también tienen la capacidad de incrementar el desempeño mecánico y físico del biopolímero de
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la presente. Como se usa aquí. eticulante se refiere a enlazar el material termoactivo y los sólidos de fermentación. El reticulante puede distinguirse de los agentes de acoplamiento que formen enlaces entre - los materiales plásticos . Los agentes reticulantes adecuados incluyen uno o más de sales metálicas (por ejemplo NaCl o sal de roca) e hidratos de sal (los cuales pueden mejorar las propiedades mecánicas) , formaldehído, urea formaldehido, fenol y resinas fenólicas, melamina, diisocianuro de metilo (MDI) , otros adhesivos o sistemas de resina, mezclas de combinaciones de los mismos, y similares. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20% en peso de agente reticulante .
Lubricante En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir un lubricante. Un lubricante puede alterar el punto de flujo (fusión) en un proceso de composición, extrusión o moldeo por inyección para lograr las características de procesamiento y propiedades físicas deseadas . Los lubricantes pueden ser categorizados como externos, internos y externos/internos . Esas categorías se basan en el efecto del lubricante sobre la fusión en un
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tornillo plastificante o dispositivo de composición cinética térmica como sigue. Los lubricantes externos pueden proporcionar buena liberación de las superficies de metal y lubricar entre partículas o superficies individuales de - las partículas y una parte de metal del equipo de procesamiento. Los lubricantes internos pueden proporcionar lubricación dentro de la composición por ejemplo, entre las partículas de resina, y pueden reducir la viscosidad en estado fundido. Los lubricantes internos/externos pueden proporcionar lubricación externa e interna. Los lubricantes externos adecuados incluyen moléculas no polares o alcanos, como al menos una de una cera de parafina, aceite mineral, polietilenó-, mezclas o combinaciones de los mismos y similares. Esos lubricantes pueden ayudar al biopolímero de la presente (por ejemplo, aquellos que incluyen PVC) a deslizarse sobre las superficies fundidas en caliente de matrices, barriles, y tornillos sin adherirse y contribuir al brillo sobre la superficie del producto final. Además un lubricante externo puede mantener el punto de corte y reducir el sobrecalentamiento del biopolímero . Los lubricantes internos adecuados incluyen moléculas polares, como al menos una de ácidos grasos, ésteres de ácido graso, ésteres de metal de ácidos grasos, mezclas o combinaciones de los mismos y similares. Los
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lubricantes internos pueden ser compatibles con materiales termoactivos como las olefinas, PVC,- y otros materiales térmicamente activos y sólidos de fermentación. Esos lubricantes pueden bajar la viscosidad en estado fundido, reducir la fricción interna y el calor relacionado debido a la fricción interna, y promover la fusión. Ciertos lubricantes también pueden ser plastificantes naturales . Los lubricantes plastificantes naturales incluyen al menos uno del ácido oleico, ácido linoléico, polietilen glicol, glicerol, ácido esteárico, ácido palmítico, ácido láctico, sorbitol, cera, aceite epoxidado (por ejemplo, soya) , aceite incorporado caliente, mezclas o combinaciones de los mismos, y similares. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10% en peso de lubricante.
Auxiliares de Procesamiento En una modalidad, el biopolímero de la presente incluye un auxiliar de procesamiento. Los auxiliares de procesamiento adecuados incluyen polímeros de acrílico y alfa metilestireno. Esos auxiliares de procesamiento, pueden ser empleados con un polímero de PVC. Un auxiliar de procesamiento puede reducir o incrementar la viscosidad del estado fundido y reducir el flujo no uniforme de la matriz.
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En un material termoactivo, promueve el flujo y actúa como lubricante interno. Incrementar los niveles de auxiliares de procesamiento normalmente permite disminuir las temperaturas del proceso de composición, extrusión, moldeo por inyección. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10% en peso de auxiliares de procesamiento.
Modificadores del Impacto En una modalidad, el biopolímero de la presente incluye un modificador del impacto. Ciertas aplicaciones requieren una resistencia al impacto mayor que un plástico simple. Los modificadores del impacto adecuados incluyen al acrílico, poletileno clorado (CPE) , metacrilato-butadieno-estireno (MBS), y similares. Esos modificadores del impacto pueden ser empleados con un material termoactivo de PVC. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10% en peso de modificador del impacto.
Carga El biopolímero de la presente no necesita pero puede incluir una carga. Las cargas pueden reducir el costo del material y pueden, en ciertas modalidades, mejorar propiedades como la dureza, rigidez y resistencia al impacto.
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La carga puede mejorar las características del biopolímero, por .ejemplo, incrementar la estabilidad térmica, incrementar la flexibilidad o flexión, y mejorar la resistencia a la ruptura. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede estar en forma de una sustancia cohesiva que pueda unir una carga inerte (como madera, fibra, fibra de vidrio, etc.) con materiales termoactivos basados en petróleo. Las cargas como el aserrín no mejoran particularmente las cualidades del plástico o biopolímero cargado. Las cargas convencionales como el talco y la mica proporcionan una mayor resistencia al impacto al biopolímero de la presente, pero agregan peso y hacen disminuir la vida de un extrusor. La fibra de vidrio como una carga agrega considerable resistencia al producto, pero a un costo relativamente alto. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir opcionalmente de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 50% en peso de carga. El aserrín y algunas otras cargas usadas en plásticos no son térmicamente estables . El aserrín no se mezcla o retícula con los plásticos y las partículas individuales son rodeadas con plásticos bajo las condiciones de calor y presión. Los minerales, la fibra de vidrio y el aserrín son llamados cargas "inertes" debido al hecho de que no pueden reticular o se unen al plástico. También, las cargas basadas en madera 0 celulosa pueden no manejar los requerimientos de calor de la mayoría de los procesos de
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plástico (como la extrusión y moldeo por inyección) . Adicionalmente, las cargas de aserrín se degradan y retienen humedad .
Fibra El biopolímero de la presente puede incluir un aditivo fibroso. Las fibras adecuadas incluyen cualquiera de una variedad de fibras naturales y sintéticas, como al menos una de la madera; fibras agrícolas incluyendo el lino, cáñamo, kenaf, trigo, soya, switchgrass o pasto; fibras sintéticas incluyendo fibra de vidrio, Kevlar, fibra de carbón, nylon, mezclas o combinaciones de las mismas, y similares. La fibra puede modificar el desempeño del biopolímero. Por ejemplo, pueden ser agregadas fibras más largas a miembros estructurales del biopolímero para impartir un módulo de flexión y ruptura mayor. En una modalidad, el biopolímero de la presente puede incluir de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20% en peso de fibra.
Agente de Soplado Aún cuando se produzca en forma de una espuma, la composición biopolimérica de la presente no necesita incluir o emplear un agente de soplado. Sin embargo, para ciertas aplicaciones para producir la composición en forma de una espuma, el biopolímero puede incluir o el proceso emplear un
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agente de soplado. Los agentes de soplado adecuados incluyen al menos uno de pentano, dióxido de carbono, metil isobutil cetona (MIBK) , acetona, y similares.
Métodos para Producir el Biopolímero El biopolímero de la presente puede ser producido por una variedad de métodos que puedan mezclar el material termoactivo y los sólidos de fermentación. En una modalidad, el material termoactivo y los sólidos de fermentación son compuestos. Como se usa aquí, el verbo "componer" se refiere a colocar juntas partes para formar un todo y/o formación combinando partes (por ejemplo, el material termoactivo y los sólidos de fermentación) . Los sólidos de fermentación pueden ser compuestos con cualquiera de una variedad de materiales termoactivos, como materiales termoendurecibles y termoplásticos . Cualquiera de una variedad de aditivos u otros materiales adecuados pueden ser mezclados o compuestos con los sólidos de fermentación y el material termoactivo para producir el biopolímero de la presente . En una modalidad, la composición de los sólidos de fermentación y el material termoactivo produce el material similar a masa descrito aquí anteriormente. La composición puede incluir uno o más de calentar los sólidos de fermentación y material termoactivo, mezclar (por ejemplo, amasar) los sólidos de fermentación y el
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material termoactivo, y reticular los sólidos de fermentación y el material termoactivo. La composición puede incluir la composición cinética térmica, extrusión, composición por mezcla a alto corte, o similares. En una modalidad, los sólidos de fermentación y el material termoactivo son compuestos en presencia de agente hidrolizante . El biopolímero o masa biopolimérica puede ser formada fundiendo juntos los sólidos de fermentación y material termoactivo. En contraste, la composición cinética térmica de partículas de madera y material termoactivo produce un material en el cual las partículas de madera se observan fácilmente como partículas individuales suspendidas en la matriz de plástico o como partículas de madera recubiertas con plástico. De manera ventajosa, los sólidos de fermentación y el material termoactivo compuestos pueden ser una masa integrada que sea homogénea o casi homogénea. El biopolímero compuesto, crudo o blando puede ser usado directamente o puede ser formado como pellas, gránulos, u otra forma conveniente para convertirse a artículos por moldeo u otros procesos.
Composición Cinética Térmica La Composición Cinética Térmica ( "TKC) puede mezclar y componer empleando los principios cinéticos térmicos a alta velocidad. La composición cinética térmica
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incluye mezclar dos o más componentes con velocidades de alto corte usando el impelente . Los aparatos de composición cinética térmica adecuados se encuentran comercialmente disponibles, por ejemplo, en Gelimat Gl (Draiswerke Company) . Ese sistema puede incluir un sistema de dosificación y lotes de peso controlados por computadora. Una modalidad de un aparato de composición cinética térmica incluye un mezclador colocado horizontaimente y una cámara de composición con un eje giratorio central. Varios elementos de mezclado en etapas están montados al eje a diferentes ángulos. El número y posiciones específicas de las cuchillas de mezclado varia con el tamaño de la cámara. Un lote premedido de material termoactivo y sólidos de fermentación puede ser alimentado al dispositivo de composición, por ejemplo, vía un tornillo integrado el cual puede ser parte del eje del rotor. De manera alternativa, el material termoactivo y los sólidos de fermentación pueden ser alimentados a través de una puerta deslizable, localizada en el cuerpo del mezclador. Un aparato puede incluir una puerta de descarga operada automáticamente en el fondo de la cámara de composición. En la cámara de composición, el material termoactivo y los sólidos de fermentación son sometidos a una turbulencia extremadamente alta, debido a la alta velocidad de la punta del elemento de mezclado. El material termoactivo
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y los sólidos de fermentación son mezclados bien y también sometidos a un incremento de temperatura por el impacto contra la pared de la cámara, las cuchillas de mezclado y las partículas del material en si. La fricción en las partículas en movimiento puede incrementar rápidamente la temperatura y remover humedad. La mezcla de material termoactivo y sólidos de fermentación que choca en el interior de la cámara calienta el material. Por ejemplo, el material puede ser calentado de aproximadamente 140°C hasta aproximadamente 250°C en tiempos tan breves como de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 30 segundos. El ciclo del proceso puede ser controlado por un microprocesador. Un microprocesador puede verificar parámetros como la energía, alimentación, temperatura y/o tiempo. Cuando el microprocesador determina que el proceso es completo, el aparato puede abrir la puerta de descarga y descargar el material termoactivo y los sólidos de fermentación (el biopolímero) compuestos. En una modalidad, el material termoactivo y los sólidos de fermentación compuestos descargados es un compuesto fluido, mezclado uniformemente, el cual puede ser procesado inmediatamente. Usando el aparato de composición cinética térmica comercialmente disponible identificado anteriormente, la energía consumida por el mezclado, dispersión y flujo puede ser de aproximadamente 0.04 kilovatios por libra de producto,
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la cual se compara favorablemente con los 0.06-0.12 kilovatios por libra de producto producido por los sistemas de composición de doble tornillo estándar. El material termoactivo y los sólidos - de fermentación compuestos, el biopolímero, que pueden entonces hacerse pasar a través de un proceso de retrituración para producir materiales granulares uniformes. Esa retrituración puede emplear un sistema de trituración de cuchilla estándar usando un tamiz, el cual puede crear partículas uniformes más pequeñas de un tamaño y formas similares. Esos materiales granulares pueden ser usados en, por ejemplo, en la extrusión, moldeo por inyección y otro procesamiento de plástico . En una modalidad, el proceso T C expone el material termoactivo y los sólidos de fermentación a temperatura y esfuerzos cortantes altos durante solo un tiempo breve o reducido. La duración del TKC puede ser seleccionada para evitar o reducir la degradación térmica. En una modalidad, la composición cinética térmica opera sobre una mezcla de tan poco como el 10% en peso del material tensoactivo y tanto como 90% en peso de sólidos de fermentación. Esas altas proporciones de células de fermentación son difíciles de componer con un sistema de composición de doble tornillo convencional. En una modalidad, usando la composición cinética térmica, las formulaciones de
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producto pueden ser cambiadas más rápidamente . La cámara del aparato puede permanecer limpia tras la composición de los sólidos de fermentación y el material termoactivo. En una modalidad, los procedimientos de arranque e interrupción rápida también son posibles en el aparato de composición cinética térmica en comparación con los sistemas de composición estándar que requiere procesos de interrupción y limpieza prolongados y extensos . Aunque sin limitarse a la presente invención, la composición cinética térmica puede elevar rápidamente la temperatura del material incluyendo los sólidos de fermentación hasta el punto de ebullición del agua, punto en el cual la evaporación del agua disminuye el aumento de la temperatura. Una vez que el contenido ha liberado el material de la cámara de composición disminuye por debajo de varias decenas de un por ciento, puede ocurrir un rápido aumento en la temperatura hasta que alcance el punto Tf de la mezcla del material termoactivo y los sólidos de fermentación. El tiempo de residencia en la cámara puede ser de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30 segundos. El tiempo de residencia puede ser seleccionado sobre la base de variables como el tiempo constante de difusión en las partículas, el contenido de humedad inicial, y similares. La composición cinética térmica de los sólidos de fermentación y materiales termoactivos puede emplear varios
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parámetros de procesamiento para producir el biopolímero deseable. En una modalidad, la composición continúa hasta que los materiales han alcanzado o excedido sus puntos Tf. En una modalidad, la composición cinética térmica de sólidos de fermentación del material termoactivo produce un biopolímero blando o crudo en forma de una masa, la cual puede ser muy homogénea. Por ejemplo, la composición cinética térmica puede producir un material con una consistencia similar a la masa para hornear (por ejemplo, masa de pan o galletas) con una proporción mayor de los sólidos de fermentación mezclados en el material termoactivo y sin que aparezcan ya partículas distintas. En una modalidad, la composición cinética térmica puede producir un biopolímero blando o crudo con más de o igual al 70-90% en peso de los sólidos de fermentación homogenizados en la masa. En una modalidad, la composición cinética térmica puede producir un biopolímero blando o crudo que no incluya partículas detectables de sólidos de fermentación. En una modalidad, la composición cinética térmica puede fundir juntos los sólidos de fermentación y el material termoactivo. En contraste, la composición cinética térmica de partículas de madera y material termoactivo produce un material en el cual las partículas de madera se observan fácilmente como partículas individuales suspendidas en la matriz de plástico o como partículas de madera recubiertas
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con plástico. De manera ventajosa, en una modalidad, la composición cinética térmica puede componer los sólidos de fermentación y material termoactivo para formar una masa integrada que es homogénea o casi homogénea. En una modalidad, la composición cinética térmica puede producir un biopolímero crudo o blanco, que incluya cantidades visibles de sólidos de fermentación. Esa composición puede emplear partículas de sólidos de fermentación con un tamaño de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 20 mallas. La composición cinética térmica puede incluir en la composición de las cantidades o concentraciones listadas anteriormente para los sólidos de fermentación termoactivo en lotes de tamaño adecuado para el aparato. En una modalidad, la composición cinética térmica puede componer efectivamente los sólidos de fermentación con pequeñas cantidades de material termoactivo (por ejemplo, de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10% en peso de material termoactivo) y producir un biopolímero crudo o suave. Esas cantidades de de material termoactivo pueden ser pequeñas en comparación con aquellas empleadas para procesos convencionales para componer materiales de plantas, como madera con materiales termoactivos .
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Composición por Extrusión El biopolímero de la presente puede ser formado por cualquiera de una variedad de procesos de extrusión adecuados para mezclar o componer sólidos de fermentación y material termoactivo. Por ejemplo, los procesos de extrusión convencionales, como la composición con doble tornillo, pueden ser empleados para producir el biopolímero de la presente. La composición por extrusión puede proporcionar una temperatura interna mayor dentro del extrusor y promover la interacción de los termoplásticos con los sólidos de fermentación. La composición con doble tornillo puede emplear tornillos co- o contragiratorios . El extrusor puede incluir orificios que permiten el escape de humedad o compuestos volátiles de la mezcla que esté siendo compuesta. Usando una matriz en el extrusor puede componerse y formar el biopolímero .
Remoción de Agua y Otra Materia La maquinaria de procesamiento (como un extrusor) puede ser configurado para remover agua y otro material (gases, líquidos o sólidos) durante el procesamiento de los materiales para formar el biopolímero. El agua puede ser extraída por ejemplo durante los procesos de extrusión con doble tornillo o durante los procesos de composición termocinética. Por claridad, aquí posteriormente se hace
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referencia a la extracción de agua pero debe comprenderse que también pueden ser extraídos otros líquidos, gases o sólidos, como impurezas, productos de descomposición, subproductos gaseosos y similares. En una modalidad, el agua puede ser extraída mecánicamente. Por ejemplo,, pueden ser aplicadas fuerzas de compresión durante los procesos de extrusión para prensar el agua del material. En una modalidad, comprimir el material durante la extrusión puede prensar el agua u otros líquidos o gases fuera de las células internas que puedan formarse en el material . También puede ser usado calor para extraer agua y/o secar el material. En una modalidad, el calor puede ser aplicado durante el proceso de extrusión o durante otros procesos mecánicos de extracción de agua. En una modalidad, después de la extrusión o el proceso de moldeo por compresión, el biopolímero puede ser procesado inmediatamente a través de un sistema de secado de microondas o aire caliente para remover el resto del agua hasta el punto de equilibrio del material. Esto es típicamente entre un contenido de humedad de 3-8 por ciento. A una velocidad de adición mayor del material termoactivo tiende a disminuir el punto de equilibrio e incrementar aún más las eficiencias de unión química, lo que crea alto grado de resistencia al agua y resistencia mecánica.
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También pueden ser aplicadas técnicas de vacío o succión para extraer el agua del biopolímero así como otras impurezas y gases-. En una modalidad, pueden ser empleadas técnicas de calor, vacío y mecánicas juntas para extraer agua y otra materia del biopolímero. En una modalidad, las células cerradas pueden romperse a través de la aplicación de uno o más de calor, compresión y succión de vacío. Las técnicas para extracción de agua de materiales poliméricos son descritas mejor en la Patente Estadounidense No. 6,280,567, la cual se incorpora aquí como referencia. Este patente describe métodos y aparatos empleados para procesar plásticos con cargas de madera. Esos métodos y aparatos también pueden ser empleados para procesar y formar modalidades del biopolímero de la presente .
Formación del Biopolímero en Productos La presente invención se relaciona con artículos fabricados a partir de o que incluyen biopolímeros que incluyen sólidos de fermentación y material termoactivo. El biopolímero de la presente puede exhibir las propiedades típicas de materiales plásticos, propiedades ventajosas comparadas con los materiales plásticos convencionales, y/o propiedades ventajosas comparadas con plásticos que incluyen agregados y, por ejemplo, madera o materiales celulósicos. El biopolímero de la presente puede ser formado de artículos
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útiles usando cualquiera de una variedad de métodos convencionales para formar artículos de plástico. El biopolímero de la presente puede tomar cualquiera de una variedad de formas . El material biopolimérico puede ser formado en una variedad de objetos y estructuras. En una modalidad, el biopolímero crudo puede ser formado en gránulos que son alimentados en la maquinaria configurada para el moldeo por inyección, extrusión, u otra forma o proceso del biopolímero. En una modalidad, los gránulos pueden ser formados empujando primero el biopolímero y los sólidos de fermentación a través de una matriz para producir una extrusión lineal y cortando entonces la extrusión en forma de gránulos . En una modalidad, los granulos son de tamaño y forma sustancialmente uniformes. La sección transversal de los gránulos puede ser de cualquiera de una variedad de formas, como cuadrada, circular, ovalada, rectangular, pentagonal, hexagonal, etc, de acuerdo a lo determinado a la forma de la matriz de extrusión. Una sección transversal circular puede ser preferida en muchas aplicaciones, típicamente con un radio de varios milímetros y una longitud de aproximadamente dos a cuatro veces el radio . Aunque se describen aquí posteriormente productos biopolímeros específicos, también son posibles otros productos. Por ejemplo, el biopolímero puede ser usado en
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cascos de botas, terrenos de juego, recipientes de almacenamiento, moldes de corona y similares.
Moldeo por Inyección del Biopolímero Las modalidades del biopolímero de la presente pueden ser moldeadas por inyección. En una modalidad, el biopolímero compuesto puede ser triturado para formar granulos uniformes para usarse en un proceso de moldeo por inyección. En una modalidad, el polímero de la presente puede ser procesado usando menos energía por kilogramo (libra) que los termoplásticos convencionales . En una modalidad, el biopolímero de la presente puede exhibir tiempos de calentamiento y enfriamiento más rápidos durante el moldeo por inyección en comparación con los termoplásticos convencionales. En una modalidad, el biopolímero de la presente mantiene el índice de fusión del plástico y permite las características de fluidez que permiten un moldeo por inyección de alta velocidad. Por ejemplo, se observó que el biopolímero que incluye sólidos de fermentación y polipropileno tenía una conductividad más alta que el polipropileno puro. Las propiedades de conductividad térmica más alta proporcionan un calentamiento y/o enfriamiento más rápido, lo cual puede acelerar procesos como el moldeo por inyección. Las técnicas de moldeo por inyección son conocidas
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por aquellos expertos en la técnica. En una modalidad, la maquinaria puede ser configurada para moldear por inyección el biopolímero en una forma deseada. Un molde define una forma, en la cual el material termoactivo caliente- es inyectado. Entonces se deja que el material enfríe y posteriormente se inyecta desde el molde.
Extrusión del Biopolímero El biopolímero de la presente puede ser extruido para formar un artículo de manufactura empleando cualquiera de un número de procesos de extrusión convencionales . Por ejemplo, el biopolímero de la presente puede ser extruido por el proceso de extrusión. Por ejemplo, el biopolímero de la presente puede ser extruido usando cualquiera de una variedad de diseños de matriz convencionales. En una modalidad, extruir el biopolímero de la presente para formar un artículo puede incluir alimentar el biopolímero en un tornillo sin fin para la preparación de material y convertir éste en un tamaño adecuado para la extrusión. La extrusión puede emplear cualquiera de una variedad de matrices convencionales y cualquiera de una variedad de temperaturas convencionales. La composición por extrusión puede proporcionar una temperatura interna más alta dentro del extrusor y promover la interacción de los terpolímeros con los sólidos de fermentación.
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Un extrusor que tiene una o más matrices puede ser configurado para formar el biopolimero en una forma. El biopolimero puede, ser empujado a través de una matriz para producir una sección transversal deseada. El biopolimero extruido puede entonces ser cortado a una longitud deseada cuando sea necesario. El biopolimero también puede dejarse endurecer o curar de otro modo para preservar la forma de la sección transversal . El biopolimero extruido puede ser cortado posteriormente en longitudes más cortas cuando se desee . En una modalidad, el material polimérico puede ser calentado por encima del punto de fusión. El biopolimero puede entonces moverse a través de una matriz de cobertura que sea calentada para reducir el esfuerzo cortante en el biopolimero cerca de la pared y entonces a través de una sección de formación para proporcionar una sección transversal deseada. En una modalidad, el biopolimero puede entonces hacerse pasar a través de una sección no calentada o térmicamente aislada, de baja fricción, que tenga una sección transversal que sea la misma o similar a la sección transversal de la sección de formación para establecer una memoria de sección transversal en el polímero y reducir el .linchamiento después de la extrusión. El material biopolimérico puede entonces ser enfriado para formar un revestimiento por debajo del punto de fusión. En modalidades,
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el revestimiento puede mantener sustancialmente el biopollmero en la forma deseada. En otra modalidad, la maquinaria puede ser configurada para mover el biopolímero a través de una matriz de transición y entonces a través de una matriz de hilado para producir hilos o hebras de biopollmero. La maquinaria puede además ser configurada para mover los hilos o hebras a través de una matriz de moldeo que combine las hebras en una extrusión deseada. En una modalidad, este proceso de trenzado y reunión puede producir un producto que tenga una estructura y/o apariencia que sea similar a la de los granos en la madera .
Coextrusión de Materiales con el Biopolímero Pueden ser coextruidos materiales adicionales como el biopolímero. En una modalidad, una tapa u hoja de otro material (por ejemplo, un recubrimiento o material termoactivo) puede ser coextruido con el biopolímero. En una modalidad, la capa u hoja coextruida puede proporcionar las propiedades superficiales, propiedades estructuras y/o apariencia deseadas .
Espumado del Biopolímero En una modalidad, el biopolímero de la presente puede ser espumado en su forma suave, en su forma cruda o
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transfundir sin la adición de agentes espumantes o de soplado. De manera sorprendente, el biopolímero de la presente puede espumar tras extruir aún en ausencia de agentes espumantes para producir una espuma rígida, fuertemente endurecida. Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que la espuma de la presente puede resultar del espumado de la proteína en los sólidos de fermentación. La espuma rígida o sólida puede exhibir mayor resistencia (por ejemplo, módulo de flexión) en comparación con los plásticos espumados convencionales a la misma densidad. Los plásticos convencionales tienen menos resistencia cuando se espuman. Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que la espuma biopolimérica de la presente puede incluir proteína desnaturalizada que interactúe con el material termoactivo para crear una espuma biopolimérica ventajosamente fuerte. El biopolímero de la presente (por ejemplo, en forma de gránulos o pellas) puede ser convertido a una espuma biopolimérica por moldeo por inyección, extrusión, y métodos similares empleados para espumar plásticos . Aunque sin limitarse a la presente invención, se cree que la energía calorífica y cinética aplicada en esos procesos, como por un tornillo de mezclado, es suficiente para espumar el biopolímero de la presente. En el moldeo por inyección, el
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molde puede ser parcialmente llenado para permitir que la acción espumante del biopolímero llene la cavidad. Esto puede hacer disminuir la densidad del articulo moldeado sin usar agentes espumantes o de soplado químicos . La extrusión también puede ser empleada para espumar el biopolímero de la presente. Las matrices usadas en la extrusión pueden formar el biopolímero espumado. En una modalidad, el biopolímero espumado puede ser producido usando un agente espumante con sólidos de fermentación en material termoactivo. En una modalidad, el biopolímero puede ser formado sin prefabricación en gránulos o pellas mezclando los sólidos de fermentación y el material termoactivo con un agente espumante pulverizado, calentando y componiendo la mezcla y entonces extruyendo el biopolímero. En una modalidad, puede ser usado vacío para remover vapores. En una modalidad, ocurre más expansión en el centro de un perfil extruido que en el perímetro del perfil, de modo que el producto extruido tiene una mayor densidad cerca del exterior que en el interior. Puede ser deseable procesar los ingredientes del biopolímero en partículas finas para permitir un espumado efectivo. En una modalidad, los ingredientes pueden ser procesados primero en un producto biopolimérico y entonces el biopolímero puede ser triturado en partículas finas para facilitar el espumado en una forma de producto formado.
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En una modalidad, el biopolímero espumado puede ser creado creando discontinuidades en un material biopolimérico. Las discontinuidades se expanden y el biopolímero se estabiliza entonces para preservar las discontinuidades enfriando o reticulando. En una modalidad el biopolímero puede ser producido usando agentes espumantes como gases inertes (por ejemplo, nitrógeno o dióxido de carbono, hidrocarburos, hidrocarburos clorados o clorofluorocarburos) o un agente de soplado químico que se descomponga, que se disuelva o disperse en el biopolímero en forma líquida y que se descomponga a un gas inerte a temperaturas elevadas . La expansión asociada con los agentes espumantes o agentes de soplado que se descomponen químicamente produce la expansión de estructuras celulares para desarrollar un biopolímero espumado. El proceso de espumado puede ser controlado a través del control de la temperatura de extrusión y otros parámetros . Una modalidad de un componente espumado incluye una capa por revestimiento externo sólido y un interior formado de biopolímero espumado. Los componentes biopoliméricos espumados pueden ser configurados para ofrecer un peso relativamente bajo y una alta rigidez en comparación con los componentes sólidos . El polímero espumado puede ser formado por ejemplo en componentes como madera aprestada, postes, vigas, molduras, miembros estructurales formados, tableros para muebles y componentes de molduras. Puede ser deseable
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formar los componentes con una gravedad específica menor que la del agua, de modo que los componentes floten, o que se aproximen a la densidad de la madera. También pueden ser formados componentes de ventanas o puertas a partir - del biopolimero espumado. También son posibles componentes que combinen núcleos huecos y espumados .
Parámetros de Procesamiento y Parámetros Estructurales En una modalidad, la mezcla biopolimérica puede proporcionar un flujo mayor o una viscosidad menor en comparación con mezclas típicas que usen fibras secas con un material termoactivo. Esto puede permitir el procesamiento con presiones significativamente menores durante la extrusión o moldeo por inyección. Por ejemplo, las presiones para moldear por compresión con material de fibra/polímero convencional pueden caer típicamente en el intervalo de 35.15-70.31 kgf/cm2 (500-1000 psi) . En contraste, en una modalidad, el biopolimero de la presente puede alcanzar una densidad máxima a menos de 10.54 kgf/cm2 (150 psi). En una modalidad, la carga del motor para procesar el biopolimero de la presente puede disminuir del 50% para un polímero convencional al 10% para el polímero de la presente. El requerimiento de una presión de compresión más baja de las modalidades del biopolimero de la presente puede
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permitir cambios significativos en el diseño y estructura del equipo de prensado y extrusión para el biopolímero y bajar los costos de ese equipo. En una modalidad, el equipo para procesar el biopolímero también puede ser configurado con la temperatura de procesamiento más baja. En una modalidad, la temperatura de procesamiento puede reducirse de 204.44 grados Celsius (400 grados Fahrenheit) para un polímero convencional a 160 grados Celsius (320 grados Fahrenheit) para una modalidad del biopolímero de la presente. Las propiedades mecánicas de los reemplazos de madera (u otras estructuras) pueden ser cuantificadas y probadas por una variedad de parámetros . Los ingredientes del biopolímero y los procesos de fabricación pueden ser manipulados para lograr las combinaciones deseadas de las propiedades . Puede considerarse que las propiedades incluyen la densidad, dureza superficial, resistencia al corte y propiedades de flexión, fuerza de retención (para retener clavos, tornillos u otros sujetadores) , propiedades de separación, coeficiente de expansión térmica y módulo de Young. En una modalidad, los parámetros estructurales pueden ser manipulados alterando el porcentaje de sólidos de fermentación en el biopolímero.
Modalidades Ilustradas Los ejemplos de modalidades estructurales que
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pueden ser formadas a partir del biopolímero se muestran en las Figuras 1-8.
Productos Laminados El biopolímero de la presente puede ser formado en laminas u hojas. La Figura 7 muestra una modalidad de un producto laminado 700. Una modalidad de un producto laminado puede ser extruida y/o impresa para simular otros materiales.
Miembros Estructurales En una modalidad, el biopolímero puede ser formado en un miembro estructural. En una modalidad, un miembro estructural puede ser fabricado para replicar las propiedades y/o apariencia de otros materiales. Por ejemplo, en una modalidad, el biopolímero puede ser, usado para fabricar miembros estructurales de montajes convencionalmente hechos de madera, plástico o metal, como los montajes mostrados en las Figuras 1 y 2. En una modalidad, el biopolímero puede ser formado en un miembro de reemplazo de madera, como el miembro 600 mostrado en la Figura 6. El núcleo 610 del miembro 600 puede incluir biopolímero sólido, biopolímero espumante, huecos vacíos, montantes, redes, o combinaciones de los mismos . Los miembros de reemplazo de madera pueden ser dimensionados de acuerdo a los parámetros comunes en la industrial, por ejemplo, 2x4, 2x2, 2x6, y similares.
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Las hojas de reemplazo de madera también pueden ser formadas de biopolímero. Por ejemplo, el ' biopolímero puede ser formado en una hoja de 4x8 para reemplazar la madera contrachapada estándar. También puede ser formados otros tipos de hojas o láminas. El biopolímero también puede ser formado en miembros de reemplazo de madera más especializados u otros miembros estructurales, incluyendo miembros que tengan formas más complejas. Una hoja o lámina ejemplar se muestra en la Figura 7.
Componentes para Montajes de Ventanas y Puertas En una modalidad, el biopolímero de la presente puede ser formado en componentes para puertas y ventanas . La Figura 1 muestra un montaje de ventana, los componentes del cual pueden ser construidos de biopolímero. El montaje de ventana 100 incluye un marco 25 el cual puede estar formado de un cabecero 30, una peana o repisa 35, y batientes 40, todos los cuales pueden ser formados del material biopolimérico. Las hojas y marcos móviles 45 pueden ser formados de carriles 50 y montantes verticales 55. Los carriles 50 y los montantes verticales 55 también pueden ser formados de bipolímero. Los montantes 60, las chambranas 65 y los componentes de ornato 70 (mostrados en la Figura 2) también pueden ser formados del biopolímero. Aunque la Figura
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1 muestra una ventana de doble hoja, pueden ser formados otros tipos de montajes de ventana como el biopolímero, incluyendo pero sin limitarse a montajes de ventanas de dos hojas, ventanas de marquesina, ventanas de marco fijo y cabecera circular, ventanas deslizables, ventanas inclinables, ventanas combadas y ventanas arriestradas . En una modalidad, pueden ser formadas formas de sección transversal diseñadas específicamente para permitir que los componentes biopoliméricos de ventanas y puertas se coloquen juntos y se coloquen con vidrio, adornos y otros componentes. Un ejemplo de un miembro con una forma compleja se muestra en la Figura 5. En una modalidad, los componentes biopoliméricos pueden ser montados en procesos de termosoldadura en los cuales los componentes son calentados y fundidos juntos. En una modalidad, la soldadura térmica puede producir uniones soldadas que tienen mayor resistencia y rigidez que los montajes típicos hechos de miembros de madera. En una modalidad, una región soldada puede ser terminada usando una herramienta para crear una transición uniforme y/o una apariencia atractiva. La herramienta puede ser por ejemplo una cuchilla, una herramienta escareadora u otras herramientas formadoras . En una modalidad, la herramienta puede ser calentada para cubrir parcialmente el biopolímero para promover una soldadura limpia y atractiva. La Figura 2 muestra una sección transversal de una
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ventana. Los componentes, sólidos 80, los componentes huecos 85 y los componentes laminados 90 pueden todos ser formados de biopolimero. En algunas modalidades, los componentes son formados con una sección transversal hueca y al menos- un miembro de red estructural para proporcionar un peso ligero y suficiente resistencia y durabilidad para resistir el uso diario. Las modalidades de montaje de ventana pueden incluir componentes espumados. Una modalidad de un componente espumado mostrado en la Figura 3 tiene un revestimiento sólido 95 con un núcleo espumado 100. El núcleo 97 mostrado en la Figura 3 podría ser alternativamente hueco o en forma de red. La Figura 4 muestra un montaje de puerta. Los componentes de puertas estándar, puertas francesas, puertas de patio deslizables, y otros tipos de puertas pueden ser formados del biopolimero. El montaje de puerta en la Figura 4 incluye el marco 106 que incluye el cabecero 110, el batiente de la puerta 115 y la peana o repisa 120. La puerta incluye los paneles 125, la hoja o marco móvil 130, y los montantes 135. Todos esos componentes pueden ser formados del material biopolimérico . También pueden ser montados elementos de ornato y moldura no estructurables con el biopolimero. Los componentes biopoliméricos pueden ser formados en configuraciones huecas o semihuecas . En una modalidad, un componente formado de biopolimero incluye un revestimiento o
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pared y uno o más soportes internos . La Figura 5 muestra un componente semihueco ejemplar que puede ser formado del material biopolimérico . El componente incluye una pared externa 200 que tiene superficies internas 205 y' la superficie externa 210. Pueden ser formadas ranuras 215 u otras trayectorias o características premoldeadas en las superficies exteriores para acomodar la interconexión con los componentes correlacionados. Pueden proporcionarse uno o más montantes internos 220. También pueden proporcionarse uno o más anclajes 225. Los anclajes pueden ser configurados paras recibir un sujetador como un tornillo o un perno. También pueden ser proporcionadas superficies de unión 230 para acomodar la soldadura térmica de los componentes poliméricos a otro material termoactivo o componentes biopoliméricos .
Productos para Entablado de Paredes Los productos para entablado de paredes para estructuras de edificios también pueden ser formados del biopolímero. En una modalidad, el producto del tablado de paredes puede ser proporcionado en forma de hoja o lámina. El producto. El producto para el tablado de paredes puede por ejemplo replicar a la piedra o mármol. En otra modalidad, el producto para el tablado de paredes puede ser proporcionado en forma de tablas, de manera similar a la madera, aluminio o el tablado de paredes de
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vinilo. Las Figuras 8, por ejemplo, muestras productos para el tablado de paredes que incluyen un miembro longitudinal 800. Las Figuras 9 y 10 también muestran los miembros del tablado de paredes 900, 1000. En una modalidad, - el biopolímero puede ser formado a miembros longitudinales que tienen estructuras de acoplamiento de modo que puedan ser conectados miembros adyacentes. Por ejemplo, puede ser usado un arreglo de lengüeta 810 y ranura 820 para conectar un miembro longitudinal a un miembro similar situado por encima o por debajo. Una modalidad de un miembro longitudinal puede incluir montantes rigidizantes 930 o una red de soporte 940 para agregar rigidez como se muestra en la Figura 9. Una modalidad de un miembro para el tablado de paredes puede incluir porciones que estén espumadas o huecas . La Figura 10 muestra una modalidad 1000 que tiene una porción interna 1010 que puede ser espumada o hueca. Una modalidad que tiene porciones huecas también puede incluir una red de soportes estructurales, como se muestra en la Figura 8. Las modalidades de porciones espumadas o huecas puede incrementar el valor de R del entablado de paredes. Las modalidades con porciones espumadas o huecas también pueden hacer el miembro de entablado de paredes más rígido y que exhiba menos deformación termoplástica. Las modalidades también pueden incluir combinaciones de al menos dos porciones espumadas o huecas y porciones entramadas.
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Una modalidad de un montaje de entablado de paredes puede incluir miembros de entablado de paredes que pueden estar conectados extremo a extremo por soldadura térmica. La superficie expuesta de un miembro de entablado de paredes puede ser impresa, recubierta, cubierta o procesada de otro modo para mejorar la resistencia a la intemperie y/o apariencia como se describe más adelante.
Sistema de Columnas y Largueros Las modalidades de miembros estructurales que incluyen material biopolimérico pueden ser usadas para construir una variedad de estructuras, incluyendo pilares, largueros, y sistemas de recubrimiento, y pueden ser usadas en una variedad de lugares, incluyendo pórticos, patios, entradas, jardines, prados o acentos. En una modalidad, los pilares o largueros pueden ser usados como componentes de un sistema de recubrimiento. En una modalidad preferida de un sistema de columnas y largueros, un pilar está constituido de una base, esquinas, paneles y una cubierta superior. En una modalidad, una base puede ser configurada para deslizarse sobre un poste de modo que se acople a o se asegure al suelo u otra estructura. Aunque no se requiere un poste, este puede proporcionar soporte estructural ventajoso. En una modalidad, una pluralidad de paneles pueden ser interconectados con una
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pluralidad de esquinas para formar un pilar. En una modalidad, pueden ser usados cuatro paneles y cuatro pilares para crear un pilar rectangular. En otras modalidades, pueden ser formadas otras formas de pilar, como triángulos, pentágonos, hexágonos, heptágonos, octágono, y similares. También son posible pilares irregulares : ni los paneles ni las esquinas que forman los pilares necesitan ser del mismo tamaño. En una modalidad, el pilar puede ser configurado para deslizarse sobre o acoplarse de otro modo a un poste. El pilar puede además acoplarse a la base. De manera alternativa, el pilar puede ser asegurado al poste, o la base puede ser asegurada al poste. Entonces puede ser montada una cubierta superior o acoplada de otro modo al poste y/o al pilar. La cubierta superior puede estar en una variedad de diferentes formas, incluyendo formas funcionales o estéticamente agradables. En una modalidad, la cubierta superior es formada como un miembro generalmente horizontal que tiene una porción corporal interna y primer y segundo extremos externos y primer y segundo miembros generalmente verticales que están separados y colocados hacia adentro del primer y segundo extremo del miembro horizontal. La columna puede ser hueca, estar llena, parcialmente llena o espumada internamente. En una modalidad, la columna puede tener un interior hueco. En otra modalidad, la columna puede tener un interior parcialmente lleno, cuando
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el poste es asegurado a la cubierta superior pero existe una distancia o - hueco entre uno o más paneles y postes . En una tercera modalidad, la columna puede tener un interior totalmente lleno como cuando el poste es asegurado a- la cubierta superior y también está tocando los paneles. En otras modalidades, la columna puede incluir un revestimiento sólido y un interior espumado, entramado o montado o una combinación de los mismos . La invención no se limita a esas posibles modalidades. El panel puede ser un elemento decorativo, con un color, material, textura o similares deseable. En una modalidad, el panel puede ser uno de un material transparente o translúcido, como vidrio teñido o un material de vidrio o plástico impreso que de la apariencia de vidrio teñido. En una modalidad, puede ser colocada una fuente de luz dentro del pilar o columna y puede ser configurada para iluminar el baño transparente o translúcido. En una modalidad, la fuente de luz está en el espacio entre el pilar y el poste. En una modalidad, el componente de la espuma puede formar un marco para el panel decorativo. En una modalidad preferida, el enrejado está formado de balaustras y largueros . Una pluralidad de balaustras son colocadas entre un larguero superior y un larguero inferior y entonces aseguradas a los largueros superior e inferior. La cubierta del larguero puede entonces
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ser asegurada al larguero superior para formar el enrejado. Los miembros estructurales pueden ser hechos en su totalidad o en parte de una variedad de materiales, incluyendo el biopolímero, madera, vidrio y materiales compuestos, y pueden ser metalizados con latón, bronce, cobre o metal de cañón para apariencias y estilos únicos. Las cubiertas superiores también pueden ser hechas de vidrio u otro material transparente o translúcido e iluminadas desde adentro. También son posibles otros arreglos de iluminación. Los miembros estructurales pueden tomar una variedad de formas. Por ejemplo, los miembros estructurales pueden tener bordes redondeados o puntiagudos, y pueden ser circulares o poligonales. Los miembros estructurales pueden ser hechos en una variedad de formas, incluyendo el moldeo por inyección o extrusión. Los miembros estructurales también pueden ser asegurados en una variedad de formas, incluyendo ser atornillados, clavados, pegados, colocados a presión o sujetados. Los componentes biopoliméricos pueden ser termosoldados juntos. Las termosoldaduras pueden ser lisas o diseñadas de otro modo con un cuchillo, escareadora u otra herramienta para proporcionar una apariencia agradable.
Modalidades Ilustradas del Sistema de Columnas y
Largueros Las FIGURAS 13-26 ilustran ejemplos de modalidades
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estructurales que pueden ser formadas de o incluir el biopollmero de la presente. La FIGURA 13 es una vista en perspectiva frontal de una modalidad de un sistema de decoración que puede estar constituido de una esquina 1, un panel 2, un balaustre 3, un larguero o carril 4 , una cubierta de carril o larguero 5 , una base 6, y una cubierta superior 7. Un pilar puede incluir una esquina 1, un panel 2, una base 6, y un cubierta superior 7, y puede ser asegurado a un enrejado, el cual puede estar constituido de un balaustre, un carril o larguero 4 y cubierta de carril o larguero 5, como se muestra en la FIGURA 13. La FIGURA 14 muestra una vista frontal de un componente base donde una base 6 puede deslizarse sobre un poste 8. Un sujetador, como un tornillo 9, puede asegurar una base 6 a un poste 8. Una pluralidad de panales 2 pueden ser interconectados por un pluralidad de esquinas 1 para formar un pilar rectangular. Un pilar puede deslizarse sobe un poste 8 y puede ser montado sobre una base 6 como se muestra en la FIGURA 15. La cubierta superior 7 puede ser montada a un poste 8 para formar un pilar como se muestra en la FIGURA 16. La FIGURA 17 es una vista frontal del montaje de enrejado. Una pluralidad de balaustres 3 pueden ser colocados en el larguero superior 4 y un larguero inferior 4 como se muestra en la FIGURA 5. Un balaustre 3 puede ser conectado a
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un larguero superior 4 y un larguero inferior 4, por ejemplo, por un tornillo 10, como se muestra en la FIGURA 18. Una cubierta de larguero o carril 5 puede ser montada sobre el larguero o carril superior 4 de un montaje de enrejado para producir un enrejado como se muestra en la FIGURA 19. Las modalidades de los componentes estructurales que pueden ser usados para formar la estructura de las FIGURAS 13-19 se muestran en las FIGURAS 20-26. La FIGURA 20 es una vista en perspectiva de una base 6. La FIGURA 21 es una vista desde arriba de un componente del panel 2. La FIGURA 2 es una vista en corte transversal de una esquina 1. La FIGURA 23 es una vista en perspectiva de una cubierta superior 7. La FIGURA 24 es una vista superior de un balaustre 3. La FIGURA 25 es una vista lateral de un carril o larguero inferior 4. La FIGURA 26 es una vista lateral de una cubierta de carril o larguero 5.
Recubrimientos, Texturas y Apariencia El biopolímero puede ser tratado para darle apariencia durante o después de la formación. Por ejemplo, la matriz u otra superficie usada para la formación puede formar una superficie texturizada sobre el artículo biopolimérico . La extrusión puede coextruir una capa de apariencia de polímero u otro material con un núcleo biopolimérico. Después de la formación, el biopolímero formado puede ser tratado con
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un proceso de impresión multirrodillo para impartir la apariencia de madera real u otras texturas o colores impresos deseados. Después de la formación, el biopolimero formado puede ser tratado con un polvo termoendurecible . El polvo termoendurecible puede ser, por ejemplo, claro, semitransparente, completamente pigmentado. El polvo puede ser curado por calor, lo cual puede formar un recubrimiento adecuado para usos en interiores o exteriores . El polvo también puede ser texturizado para proporcionar, por ejemplo, una apariencia o textura de madera natural. En una modalidad, los productos biopoliméricos pueden ser recubiertos con polvo, estampados, y/o impresos para proporcionar las propiedades superficiales deseadas como resistencia a la intemperie y resistencia a la UV y/o efectos superficiales como color y textura de granos de madera. En una modalidad, un producto biopolimérico puede ser formado con una capa protectora. En una modalidad, un producto biopolimérico puede ser recubierto con un polvo termoendurecible que sea horneado para curar el polímero en un recubrimiento de alto desempeño. El polvo puede por ejemplo ser de poliéster, epoxi, acrilatos u otros polímeros de material termoactivo o una combinación de los mismos . El recubrimiento puede ser claro, semitransparente, o completamente pigmentado. En una modalidad, el producto biopolimérico recubierto en polvo puede ser horneado en un
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horno infrarrojo o IR/UV. Ese producto recubierto puede ser apropiado para usarse en- interiores y exteriores . En una modalidad, puede ser agregada una capa delgada de resina u otro material a una superficie. Una modalidad de material para entablado de paredes, por ejemplo, puede ser fabricada con una capa de resina protectora para mejorar la resistencia a la intemperie. Además de una capa superficial también puede ser útil en otras aplicaciones, incluir por ejemplo aplicaciones interiores donde pueda ocurrir la exposición a agentes de limpieza (por ejemplo las áreas de la tina o ducha) , y aplicaciones exteriores como adornos de edificios, chimeneas, equipo para prados y jardines, paneles decorativos y señalizaciones o muebles de patio. En una modalidad, un producto de biopolímero puede ser enrollado en vinilo o enrollado en metal. A los productos biopoliméricos puede dárseles una apariencia y/o textura de madera (u otra textura/apariencia) a través de procesamientos como el estampado o impresión, o coextruyendo una capa externa con el biopolímero. Los montajes de entablado de paredes, por ejemplo, pueden ser formados como una apariencia o textura de granos de madera. Los productos laminados también pueden ser formados y recubiertos para proporcionar una apariencia de granos de madera u otra apariencia. Otros productos de reemplazo de
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madera pueden ser procesados de manera similar para asemejarse a maderas particulares (o maderas teñidas) en textura y color. En una modalidad, el producto biopolimérico puede hacerse pasar a través de un proceso de impresión multirrodillo para impartir la apariencia de madera real u otras texturas o colores impresos deseados, como estuco, concreto, ladrillos, piedra, baldosas, arcilla, o metal. En otras modalidades, puede imprimirse una extrusión directamente usando un proceso de impresión por grabado o una rueda de estampado. Las combinaciones de color y textura pueden crear una apariencia y sensación de madera natural . También pueden ser usados otros procesos de impresión, incluyendo la formación directa de imágenes por computadora. En una modalidad, la impresión u otros métodos pueden crear texturas de madera reales, como de arce, roble, cereza, cedro u otras impresiones y texturas deseadas. En una modalidad, el material biopolimérico puede ser colocado en una prensa de recubrimiento térmico durante el proceso de curado para impartir un curado más rápido y para imprimir una textura sobre la superficie del producto final . En una modalidad, un producto para exteriores puede ser formado usando sólidos de fermentación en conjunto con un recubrimiento en polvo para productos para exteriores . En una modalidad, el producto para exteriores puede ser impreso con
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una apariencia, y/o textura deseada en una prensa con una placa de textura para formar una superficie texturizada grado exterior. En otra modalidad, pueden ser empleados procesos similares para generar un producto de servicio rudo. En otra modalidad, el biopolímero puede ser impreso y entonces recubierto para proteger la superficie impresa. El biopolímero puede ser impreso digitalmente por ejemplo, para impartir una apariencia deseada como el grano de una madera particular, como el cerezo. El biopolímero puede entonces sér recubierto con un polvo para proteger las superficies impresas . En una modalidad, el biopolímero puede ser recubierto por un polvo con una capa clara para permitir que la superficie impresa sea mostrada a su través. En una modalidad, se aplica una capa externa al producto. La capa externa puede ser por ejemplo una chapa de piedra, una cubierta de grado de madera, una cubierta pigmentada, u otro tipo de capa coextruida. La capa externa puede proporcionar un color, apariencia, textura, resistencia a la intemperie u otra propiedad deseada. En otra modalidad, puede hacerse que el biopolímero se vea como granito. En una modalidad, el biopolímero puede incluir partículas visibles de sólidos de fermentación remanentes. Ese biopolímero compuesto puede dar como resultado una matriz de una apariencia de partículas rodeadas con una apariencia diferente, dando la apariencia de granito.
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En ese biopolímero compuesto, una fracción significativa de los sólidos de fermentación pueden ser mezclados en y/o unidos al material termoactivo. En otra modalidad, puede ser agregada materia particulada al biopolímero. Las modalidades que incluyen materia particulada pueden ser formadas de modo que simulen la apariencia del granito u otras piedras, o granos de madera como madera veteada. En una modalidad, las partículas pueden ser fusionadas en un producto biopolimérico por ejemplo mezclando en particular durante el moldeo por extrusión o moldeo por compresión. En una modalidad, las partículas no se disuelven en el polímero sino que permanecen separadas, de modo que la materia particulada es visible a simple vista. En una modalidad, las partículas pueden ser combinadas en un polímero para dar una apariencia agregada deseada. En una modalidad, el biopolímero con materia agregada puede ser maquinado, cortado, perforado o procesado de otro modo. La FIGURA 11 muestra un diagrama de flujo 1100 que ilustra un proceso para fabricar un artículo. En 1110 se hizo una composición que incluye aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación y de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. La composición es formada 1120 en un artículo por moldeo, moldeo por inyección, moldeo por soplado, moldeo por compresión, moldeo por transferencia.
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termoformación, vaciado, calandrado, moldeo a baja presión, laminación a alta presión, moldeo por inyección por reacción, moldeo por espumado y/o recubrimiento. En una modalidad, el articulo puede ser recubierto 1130 después de la formación. La FIGURA 12 muestra un diagrama de flujo 1200 que ilustra un proceso mediante el cual el biopolímero de la presente puede ser fabricado un artículo de reemplazo de madera, componentes de ventanas o puertas, o componentes de entablado de paredes . Un biopolímero es calentado 1210. Se aplica presión 1220 al biopolímero caliente. En una modalidad, el calentamiento y aplicación de presión pueden ocurrir simultáneamente o la aplicación de presión puede ser primero. El biopolímero caliente: puede- ser formado 1230 en un artículo o componente. En una modalidad, el biopolímero puede ser formado por extrusión o moldeo por inyección 1240. En una modalidad, el artículo puede ser prensado prensando 1260 el artículo o componente. En una modalidad, el prensado del biopolímero extrae agua 1270 del biopolímero. El prensado puede crear por ejemplo un producto laminado en otro producto o puede preparar el biopolímero para la extrusión de moldeo por inyección posterior. En una modalidad, puede ocurrir un prensado adicional durante o después de la formación, incluyendo por ejemplo después de la formación, corte, maquinado o tratamiento superficial. En una modalidad, puede ser aplicada una textura superficial 1250 al artículo o
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componente. La textura superficial puede ser aplicada por ejemplo por coextrusión o imprimiendo la superficie con una matriz . También pueden ser usadas otras técnicas para crear una textura superficial. El biopolímero es enfriado 1280 para preservar la fórmula del componente o artículo.
EJEMPLOS Ejemplo 1 - Producción del biopolímero por composición cinética térmica El presente ejemplo describe la preparación de un biopolímero de acuerdo a la presente invención que incluye sólidos de fermentación (por ejemplo, de DDG, un sólido de proteína fermentada) , polipropileno, y ácido maleado. Por ejemplo, estos componentes fueron tomados en una relación de 60/38/2 y fueron compuestos usando un dispositivo de composición cinética térmica Gelimate Gl . Las otras relaciones listadas en la tabla fueron compuestos de acuerdo al mismo procedimiento. La composición se condujo a 4400 RPM; el material fue inyectado en el dispositivo de composición a una temperatura de 190 °C. El polipropileno fue un producto comercial llamado SB 642 y distribuido por Basell Corporation. El biopolímero abandonó la composición como una masa similar a una masa de harina que se asemeja a la masa de pan (de polímero suave o crudo) . El polímero suave o crudo fue granulado en un sistema de trituración de cuchillas
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convencional para crear granos o pellas . Los granos o pellas de un polímero de la presente fueron moldeados por inyección en un molde "hueso de perro estándar" en una prensa de moldeo Toshiba Electric Injection a una temperatura en las tres zonas de 320 °F (166 °C) . Como un control, también se moldeó el polipropileno comercial solo por el mismo procedimiento. Los huesos de perro resultantes fueron probados de acuerdo con los estándares de prueba ASTM para plásticos, por la resistencia a la tracción, módulo de flexión, módulos de ruptura, para determinar resistencia mecánica. Se obtuvieron los siguientes resultados :
Polímero Resistencia Resistencia Desplazamiento a la a la flexión (estiramiento) tracción (psi, ASTM) Resistencia a (lbf, ASTM) kgf/cm2 (psi) la tracción gf (lbf) (pulgadas , ASTM) cm (pulgadas)
100 % de (130) (61, 000) (0.22) polipropileno 58.96 4288.91 0.5588 Modalidad 1 (140) (140, 000) (0.11) de 63.50 9843.4 0.2794 biopolímero (50% en peso de sólidos de proteína fermentada y 50% en peso de polipropileno
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De manera sorprendente, agregar sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) a un plástico, incremento la resistencia del plástico. El biopolímero de la presente fue más fuerte que el material termoactivo a partir del cual se produjo. Este resultado es ilustrado en cada una de las tres mediciones de resistencia por cada polímero. El biopolímero de la presente exhibió mayor resistencia a la tracción que el plástico control. Esto fue sorprendente. Los materiales de plástico cargados
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convencionales (cargados, por ejemplo con carga inerte) típicamente tienen menor resistencia a la tracción que el material plástico del cual fueron producidos. En particular, el material de plástico cargado convencional con el hasta- 50% o 70% de carga inerte tendría menos resistencia a la tracción que el plástico del cual se produjo. En este ejemplo, los biopolímeros con 50% en peso o 70% en peso de sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) exhibieron cada uno resistencia a la tracción mayor que le plástico control. En este ejemplo, el biopolímero de la presente gano resistencia a la tracción adicional tras la adición de un agente reticulante . El biopolímero de la presente exhibió un mayor módulo de flexión que el plástico control. En este ejemplo, los biopolímeros con 50% en peso o 70% en peso de los sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada) exhibieron cada uno un módulo de flexión mayor que el plástico control. En este ejemplo, el biopolímero de la presente ganó un módulo de flexión adicional tras la adición de un agente reticulante. El biopolímero de la presente exhibió la disminución en el desplazamiento (menos "estiramiento") en comparación con el plástico control. En este ejemplo, los biopolímeros con 50% en peso o 70% en peso de sólidos de fermentación (por ejemplo, sólidos de proteína fermentada)
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exhibieron cada uno un menor desplazamiento con el plástico control. De manera general, puede considerarse que la disminución del estiramiento esta relacionada con el incremento de la estabilidad térmica, y el proceso estructural .
Ejemplo 2- Producción del Biopolímero por Extrusión Los siguientes parámetros de extrusión fueron empleados para producir un biopolímero de acuerdo a la presente invención. • Extrusor Contra Giro Cónico • RT (temperatura de la resina) 178 C. • RP (presión de la resina) 11.9 • Motor principal (%) 32.3% · RPM 3.7 • D2 (zona 2 de la temperatura de la matriz) 163 • DI (zona 1 de la temperatura de la matriz) 180 • AD (matriz) - 180 • C4 (Zona 4 del calentamiento del barril) 177 · C3 181 • C2 194 • Cl 208 • Temperatura de tornillo 149 (Temperatura en grados C) (Equipo TC85 milicron CCRE)
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Se compuso una mezcla de 15% de polipropileno ("PP") y 85% de DDG mezclado® 7% de MC usando un sistemas de composición de alto corte, entonces de extruyó a los parámetros de procesamiento anteriores a través de un sistema de matriz hueca. Nótese que los DDG contienen proteínas, fibra, grasa y componentes de cenizas. La segunda prueba es un 15% de PP y 85% de fibra de celulosa (trigo) como una comparación en el mismo proceso, equipo y parámetros de proceso anteriores . En una comparación inicial de la prueba de esta modalidad, existieron muchas diferencia entre la modalidad de la extrusión de un biopolímero de la presente en comparación con la extrusión de fibra/PP. La extrusión de fibra/PP simula de manera muy cercana la tecnología de fibra de plástico de madera y el desempeño total. La extrusión de fibra/PP fue de un color muy diferente que muestra las fibras y partícula individuales además de tener un color muy oscuro en su totalidad. Este material convencional también mostró características de pobre resistencia mecánica y fragilidad mientras que el biopolímero tiene mayores grados de ruptura y rigidez total. La modalidad del biopolímero de la presente mantuvo su color más claro y fue muy homogénea en apariencia. Esto indica que el biopolímero de la presente se entremezcló y fundió totalmente bajos las condiciones del extrusor empleado. Deberá notarse que, como se usa en esta
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especificación y en las reivindicaciones anexas, las formas singulares "un", "una" y "la" incluyen referentes al plural al menos que el contexto dicte claramente otra cosa. De este modo, por ejemplo, la referencia a una composición que contiene "un compuesto" "incluye una mezcla de dos o más compuestos. Deberá notarse que el termina "o" es empleado generalmente en su sentido incluyente "y/o" a menos que el contenido dicte claramente otra cosa. Deberá notarse que, como se usa en la especificación y las reivindicaciones anexas, la frase "adaptado y configurado" describe un sistema, aparato, y otra estructura que se construyo o configuró para efectuar una tarea particular a adaptar una configuración particular. La frase "adaptar y configurar" puede ser usada de manera intercambiable con las frases similares adaptar y configurar, construido y arreglado, adaptado, fabricado, construido y arreglado y similares. La invención ha sido descrita con referencia a varias modalidades y técnicas específicas y preferidas . Sin embargo, deberá comprenderse que pueden hacerse muchas variaciones y modificaciones permaneciendo aún dentro del espíritu y alcance de la invención. Se hace constar que con relación" a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulte claro de la presente descripción de la invención.
Claims (1)
104 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una composición, caracterizada porgue comprende : de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. 2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden sólidos de proteína fermentada. 3. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden granos secos de destiladora. 4. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los granos secos de destiladora comprenden además fracciones solubles. 5. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los granos secos de destiladora comprenden granos secos de destiladora-200. 6. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los granos secos de 105 destiladora comprenden maíz seco de destiladora. 7. La composición de conformidad con la reivindicación 6 , caracterizada porque el maíz seco de destiladora comprende maíz fraccionado seco de destiladora. 8. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden al menos uno de los granos secos de destiladora, grano seco de destiladora con fracciones solubles, torta húmeda y torta húmeda lavada con solvente. 9. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden al menos uno de los granos secos de destiladora, cultivo de raíces almidonosas secas de destiladora, tubérculos secos de destiladora y raíces secas de destiladora. 10. La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden al menos uno de los granos de cereal secos de destiladora y legumbres secas de destiladora. 11. La composición de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden maíz seco de destiladora, sorgo seco (milo) de destiladora, cebada seca de destiladora, trigo seco de destiladora, centeno seco de destiladora, arroz seco de destiladora, mijo seco de destiladora, avena seca de 106 destiladora, y soya seca de destiladora. 12. La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden raíces secas de destiladora y - las raíces secas de destiladora comprenden al menos una de camote seco de destiladora, patata seca de destiladora y mandioca seca de destiladora. 13. La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque los sólidos de fermentación comprenden tubérculos secos de destiladora y los tubérculos secos de destiladora comprenden papa seca de destiladora. 14. La composición de conformidad . con · la reivindicación 1, caracterizada porque comprende: de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50% en peso de material termoactivo. 15. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material termoactivo comprende al menos uno de un termoplástico, material termoendurecible, y resina y polímero adhesivo. 16. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material termoactivo comprende al menos uno de poletileno, 107 polipropileno y cloruro de polivinilo. 17. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material termoactivo comprende al menos uno de material de epoxi y melamina. 18. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material termoactivo comprende al menos uno del poliéster, polímero fenólico y polímero que contiene urea. 19. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición está en forma de un biopolímero integral, un biopolímero compuesto o un biopolímero agregado. 20. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición está en forma de un biopolímero compuesto y el biopolímero compuesto tiene una apariencia similar a la del granito. 21. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición está en forma de una pella, un gránulo, un sólido extruído, un sólido moldeado por inyección, una espuma dura, una hoja o lámina, una masa o combinaciones de las mismas . 22. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición es microscópicamente homogénea. 108 23. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende la unión covalente de los sólidos de fermentación al material termoacti o . 2 . La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una masa fundida de los sólidos de fermentación y el material termoactivo. 25. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además al menos uno de un tinte, pigmento, agente hidrolizante, plastificante, carga, preservativo, antioxidantes, agente nucleante, agente antiestático, biocida, funguicida, retardante del fuego, retardante de la llama, termoestabilizador, fotoestabilizador, material conductor, agua, aceite, lubricante, modificador del impacto, agente de acoplamiento, agente reticulante, agente de soplado o espumante y plástico recuperado o reciclado. 26. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además al menos uno de un plastificante, fotoestabilizador y agente de acoplamiento . 27. Un artículo que comprende una composición, la composición se caracteriza porque comprende: de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en 109 peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. 28. Un método para producir una composición, caracterizado porque comprende componer el material que comprende sólidos de fermentación y material termoactivo. 29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la composición comprende la composición cinética térmica. 30. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la composición comprende la extrusión con doble tornillo. 31. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la extrusión con doble tornillo comprende espumar la composición. 32. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende además endurecer la composición. 33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además comprende triturar la composición endurecida. 34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende triturar la composición hasta formar gránulos . 35. El método de conformidad con la reivindicación 110 32, caracterizado porgue comprende además formar la composición en pellas. 36. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque comprende además formar ¦ la composición en hojas o láminas. 37. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende componer una mezcla que comprende : de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. 38. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque comprende componer una mezcla que comprende : de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50% en peso de material termoactivo. 39. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende componer los granos secos de destiladora y el material termoactivo. 40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque comprende componer los granos secos de destiladora y el material termoactivo. 111 41. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende componer el material termoactivo y al menos uno de granos secos de destiladora, cultivos de raíces almidonosas secas de destiladora, tubérculos secos de destiladora y raíces secas de destiladora. 42. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende componer el material termoactivo y al menos uno de maíz seco de destiladora, sorgo (milo) seco de destiladora, cebada seca de destiladora, trigo seco de destiladora, centeno seco de destiladora, arroz seco de destiladora, mijo seco de destiladora, avena seca de destiladora, soya seca de destiladora, camote seco .de destiladora, patata seca de destiladora, mandioca seca de destiladora, y papa seca de destiladora. 43. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende componer los sólidos de fermentación y al menos uno de un termoplástico, un material termoendurecible y resina y polímero adhesivo. 44. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende componer los sólidos de fermentación en al menos uno de polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, material epoxi, melamina, poliéster, polímero fenólico y polímero que contiene urea. 45. El método de conformidad con la reivindicación 112 28, caracterizado porque la composición produce una composición que es macroscópicamente homogénea. 46. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la composición induce la unión covalente- de los sólidos de fermentación al material termoactivo. 47. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la composición eleva la temperatura de los sólidos de fermentación a una temperatura mayor que la Tv en los sólidos de fermentación. 48. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la composición eleva la temperatura de los sólidos de fermentación a una temperatura mayor que la Tf de los sólidos de fermentación. 49. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende además recubrir la composición compuesta. 50. Un método para producir una composición espumada, caracterizado porque comprende: extruir el material que comprende los sólidos de fermentación y el material termoactivo; y producir una composición espumada que comprende sólidos de fermentación y material termoactivo. 51. El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque comprende extruir una composición 113 libre de agente espumante o de soplado agregado. 52. Un método para fabricar un artículo, caracterizado porgue comprende: formar el artículo a partir de una composición que comprende : de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 95% en peso del material termoactivo. 53. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la formación comprende uno o más del moldeo por extrusión, moldeo por inyección, moldeo por soplado, moldeo por .compresión, moldeo por transferencia, termoformación, vaciado, calandrado, moldeo a baja presión, laminación a alta presión, moldeo por inyección por reacción, moldeo por espumado y recubrimiento. 5 . El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque comprende además recubrir el artículo . 55. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende grano seco de destiladora y polipropileno y comprende además polipropileno maleado. 56. Un artículo, caracterizado porque comprende un material biopolimérico, comprendiendo el material 114 biopolimérico material termoactivo y sólidos de fermentación. 57. El .. artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el biopolímero comprende : de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. 58. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden al menos uno de granos secos de destiladora, cultivo de raíces almidonosas secas de destiladora, tubérculos secos de destiladora y raíces secas de destiladora. 59. El artículo de conformidad con la reivindicación 58, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden al menos uno de granos de cereal seco de destiladora y legumbres secas de destiladora. 60. El artículo de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden maíz seco de destiladora, sorgo (milo) seco de destiladora, cebada seca de destiladora, trigo seco de destiladora, centeno seco de destiladora, arroz seco de destiladora, mijo seco de destiladora, avena seca de destiladora y soya seca de destiladora. 115 61. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porgue el artículo es parte de una ventana, parte de una puerta, una parte de una pieza de un mueble . 62. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el artículo está configurado como un. miembro de reemplazo de madera. 63. El artículo de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque comprende además un revestimiento sólido y un núcleo espumado. 64. El artículo de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque comprende además una superficie texturizada sobre el revestimiento sólido. 65. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el artículo está configurado como un artículo ornamental. 66. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque al menos una porción del artículo comprende un núcleo espumado. 67. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque es configurado para ser montado con otro articulo a través de soldadura térmica. 68. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque es configurado para montarse en al menos uno de un montaje de ventana, montaje de 116 puerta y montaj e de mueble . 69. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque comprende además una superficie interior que define una cavidad, un montante - que se extiende hacia la cavidad y una porción de anclaje que se extiende hacia la cavidad, estando la porción de anclaje configurada para recibir un sujetador. 70. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque comprende al menos uno de un artículo moldeado por compresión, un artículo extruido y un artículo moldeado por inyección. 71. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque comprende además una capa de un segundo material sobre el biopolímero. 72. El artículo de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque la capa del segundo material comprende características formadas por impresión. 73. El artículo de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque la capa del segundo material comprende un material coextruido. 7 . El artículo de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque la capa del segundo material comprende un recubrimiento en polvo. 75. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el articulo está 117 configurado como un componente de montaje de entablado de paredes para un edificio. 76. El artículo de conformidad con la reivindicación 75, caracterizado porque el componente de un montaje para entablado de paredes para un edificio comprende: un miembro longitudinal que tiene un cuerpo longitudinal que se extiende entre primer y segundo extremos; el miembro longitudinal comprende material biopolimérico; al menos uno del primer y segundo extremos están configurados para acoplarse a un segundo componente de un montaje de entablado de paredes. 77. El artículo de conformidad con la reivindicación 76, caracterizado porque el segundo componente comprende material biopolimérico y el segundo componente está configurado para ser acoplado a uno de los extremos del miembro longitudinal por soldadura térmica. 78. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el miembro longitudinal comprende una superficie alterada que tiene una apariencia alterada, comprendiendo la superficie alterada al menos del recubrimiento en polvo, una superficie texturizada, una superficie impresa. 79. El artículo de conformidad con la reivindicación 76, caracterizado porque los sólidos de 118 fermentación comprenden sólidos de proteina fermentada. 80. El artículo de conformidad con la reivindicación 79, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden granos secos de destiladora. 81. El artículo de conformidad con la reivindicación 80, caracterizado porque los granos secos de destiladora comprenden además fracciones solubles. 82. El artículo de conformidad con la reivindicación 80, caracterizado porque los granos secos de destiladora comprenden granos secos de destiladora 200. 83. El articulo de conformidad con la reivindicación 80, caracterizado porque los granos secos de destiladora comprenden maíz seco de destiladora. 84. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque comprende: de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50% en peso de material termoactivo. 85. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el material termoactivo comprende al menos uno de un termoplástico, material termoendurecible y resina y polímero adhesivo. 86. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el material 119 termoactivo comprende al menos uno de polietileno, polipropileno, y cloruro de polivinilo. 87. El artículo. de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el material termoactivo comprende al menos uno de material epoxi y melamina . 88. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el material termoactivo comprende al menos uno de poliéster, polímero fenólico y polímero que contiene urea. 89. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el artículo está en forma de un biopolímero integral, un biopolímero compuesto o un biopolímero agregado. 90. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el artículo está en forma de un biopolímero compuesto y el biopolímero compuesto tiene una apariencia similar a la del granito. 91. El artículo de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque comprende además al menos uno de un tinte, pigmento, agente hidrolizante, plastificante, carga, preservativo, antioxidantes , agente nucleante, agente antiestático, biocida, fungicida, retardante del fuego, retardante de la llama, termoestabilizador, fotoestabilizador, material conductor, 120 agua, aceite, lubricante, modificador del impacto, agente de acoplamiento, agente reticulante, agente de soplado o espumado y plástico recuperado o reciclado. 92. El articulo de conformidad con - la reivindicación 56, caracterizado porque comprende además al menos de uno de un plastificante, fotoestabilizador y agente de acoplamiento . 93. Un método para fabricar un articulo de reemplazo de madera, componente de ventana o puerta, componente de entablado de paredes de biopolimero, el método se caracteriza porque comprende: calentar el biopolimero; aplicar presión al biopolimero caliente; formar el biopolimero caliente; y enfriar el biopolimero para preservar la forma del artículo . 9 . El método de conformidad con la reivindicación 93 , caracterizado porque la formación de biopolimero comprende la extrusión del biopolimero a través de una matriz para producir una extrusión. 95. El método de conformidad con la reivindicación 93, caracterizado porque comprende además aplicar una textura superficial al artículo o componente. 96. El método de conformidad con la reivindicación 95, caracterizado porque la aplicación comprende prensar el 121 artículo o componente. 97. El método de conformidad con la reivindicación 96, caracterizado porque el prensado del artículo o componente promueve la extracción de agua del biopolímero.- 98. El método de conformidad con la reivindicación 93, caracterizado porgue comprende además formar al menos una de una porción espumada o una porción hueca en la ventana, puerta o componente de entablado de paredes, por lo que la presencia de la porción espumada o hueca eleva el valor de R del componente. 99. Un adhesivo fundido en caliente, caracterizado porque comprende material biopolimérico que comprende material termoactivo y sólidos de fermentación. 100. El adhesivo fundido en caliente de conformidad con la reivindicación 99, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden sólidos de proteína fermentada. 101. El adhesivo fundido en caliente de conformidad con la reivindicación 99, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden granos secos de destiladora. 102. Un artículo de manufactura, caracterizado porque comprende un biopolímero, comprendiendo el biopolímero material termoactivo y sólidos de fermentación. 103. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el biopolímero comprende: 122 de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. 10 . El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porgue los sólidos de fermentación comprenden al menos uno de granos secos de destiladora, cultivo de raíces almidonosas secas de destiladora, tubérculos secos de destiladora y raíces secas de destiladora. 105. El artículo de conformidad con la reivindicación 104, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden al menos uno de granos de cereal seco de destiladora y legumbres secas de destiladora. 106. El artículo de conformidad con la reivindicación 105, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden maíz seco de destiladora, sorgo, (milo) seco de destiladora, cebada seca de destiladora, trigo seco de destiladora, centeno seco de destiladora, arroz seco de destiladora, mijo seco de destiladora, avenas secas de destiladora y soya seca de destiladora. 107. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo está configurado para usarse como un reemplazo para un miembro estructural de madera. 123 108. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende un tablero. 109. El artículo de conformidad con - la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende una placa decorativa. 110. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo está configurado como una columna, comprendiendo la columna: una base; un pilar acoplado a la base, donde el pilar comprende : una pluralidad de esquinas; y una pluralidad de paneles, donde cada panel está acoplado a una esquina sobre cada lado; y un cubierta superior acoplada al pilar; donde al menos una de la base, las esquinas, los paneles y la cubierta superior comprende un artículo que comprende el biopolímero. 111. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo está configurado como una columna, comprendiendo la columna; un poste,- una base acoplada al poste; un pilar acoplado a la base, el poste, o ambos, 124 donde el pilar comprende: una pluralidad de esquinas; y una pluralidad de paneles, donde los paneles están acoplados a las esquinas formando un pilar; una cubierta superior, acoplada al pilar, el poste, o ambos ; donde al menos una de la base, las esquinas, los paneles, y la cubierta superior comprenden un artículo que comprende el biopolímero. 112. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo está configurado como un sistema de enrejado, comprendiendo el sistema de enrejado: una pluralidad de balaustres, comprendiendo cada balaustre un extremo superior y un extremo inferior; un larguero o carril superior acoplado a los extremos superiores de los balaustres; un carril o larguero inferior acoplado a los extermos inferiores de los balaustres; y una cubierta de carril o larguero acoplada al carril o larguero superior; donde al menos uno de los balaustres, el carril o larguero superior, el carril o larguero inferior, la base, las esquinas, los paneles y la cubierta superior comprende un articulo que comprende biopolímero. 125 113. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo está configurado como un sistema de columnas y largueros, comprendiendo el sistema de columnas y largueros : una pluralidad de columnas, comprendiendo cada una de las columnas : un poste; una base acoplada al poste; un pilar acoplado a la base, un poste, o ambos, donde el pilar comprende: una pluralidad de esquinas ; y una pluralidad de paneles, donde los paneles están acoplados a las esquinas formando un pilar; una cubierta superior acoplada al pilar, el poste, o ambos; y un segmento de enrejado que comprende: al menos un balaustre, cada balaustre en el extremo superior y en un extremo inferior; un carril o larguero superior acoplado a al menos un extremo superior del balaustre; un carril o larguero inferior acoplado a al menos un extremo inferior del balaustre; una cubierta de carril o larguero acoplada al carril o larguero superior; un segmento de enrejado que se extiende entre dos 126 de las columnas; donde al menos uno del balaustre, el carril o larguero superior, el carril o larguero inferior, la base, las esquinas, los paneles y" la cubierta superior comprende un artículo que comprende biopolímero. 114. El artículo de conformidad . con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende una esquina configurada para ser un componente de un sistema de columnas y largueros. 115. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende un panel configurado para ser un componente de un sistema de columnas y largueros. 116. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende una columna configurada para ser un componente de un sistema de columnas y largueros. 117. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende un balaustre configurado para ser un componente de un sistema de columnas y largueros. 118. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende un larguero o carril configurado para ser un componente de un sistema de columnas y largueros. 127 119. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende una cubierta de larguero configurada para ser un componente de un sistema de columnas y largueros. 120. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende una base configurada para ser un componente en un sistema de columnas y largueros. 121. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende una cubierta superior configurada para ser un componente de un sistema de columnas y largueros. 122. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende una cubierta decorativa configurada para ser un componte de un sistema de columnas y largueros. 123. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo comprende además una capa de un segundo material sobre el biopolímero. 124. El artículo de conformidad con la reivindicación 123, caracterizado porque la capa del segundo material comprende características formadas por impresión. 125. El artículo de conformidad con la reivindicación 123, caracterizado porque la capa del segundo 128 material comprende un material coextruído. 126. El articulo de conformidad con la reivindicación 123, caracterizado porgue la capa del segundo material comprende un recubrimiento en polvo . 127. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden sólidos de proteína fermentada. 128. El artículo de conformidad con la reivindicación 127, caracterizado porque los sólidos de fermentación comprenden granulos secos de destiladora. 129. El artículo de conformidad con la reivindicación 128, caracterizado porque los granos secos de destiladora comprenden además fracciones solubles. 130. El artículo de conformidad con la reivindicación 128, caracterizado porque los granos secos de destiladora comprenden granos secos de destiladora 200.· 131. El artículo de conformidad con la reivindicación 128, caracterizado porque los granos secos"- de destiladora comprenden maíz seco de destiladora. 132. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el biopolímero comprende : de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 70% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50% en 129 peso de material termoactivo. 133. El articulo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el material termoactivo comprende al menos uno de un termoplástico, material termoendurecible y resina y polímero adhesivo. 13 . El articulo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el material termoactivo comprende al menos uno de polietileno, polipropileno y cloruro de polivinilo. 135. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el material termoactivo comprende al menos uno de material epoxi y melamina . 136. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el material termoactivo comprende al menos uno de poliéster, polímero fenólico y polímero que contiene urea. 137. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo está en forma de un biopolímero integral, un biopolímero compuesto o un biopolímero agregado. 138. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque el artículo está en forma de un biopolímero compuesto y el biopolímero compuesto tiene una apariencia similar a la del granito. 130 139. El articulo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque comprende además al menos uno de un tinte, pigmento, agente hidrolizante, plastificante, carga, preservativo, antioxidantes, agente nucleante, agente antiestático, biocida, funguicida, retardante del fuego, retardante de la llama, termoestabil zador, fotoestabilizador, material conductor, agua, aceite, lubricante, modificador del impacto, agente de acoplamiento, agente reticulante, agente de soplado o espumante y plástico recuperado y reciclado. 140. El artículo de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque comprende además al menos uno de un plastificante, fotoestabilizador y agente de acoplamiento . 141. Un método para fabricar un artículo, caracterizado porque comprende: formar el artículo de una composición que comprende : de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 95% en peso de sólidos de fermentación; y de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 95% en peso de material termoactivo. 142. El método de conformidad con la reivindicación 141, caracterizado porque la formación comprende uno o más del moldeo por extrusión, moldeo por inyección, moldeo por 131 soplado, moldeo por compresión, moldeo por transparencia, termoformación, vaciado, calandrado, moldeo a baja presión, laminación a alta presión, moldeo por inyección por reacción, modelo por espumado y recubrimiento. 143. El método de conformidad con la reivindicación 141, caracterizado porque comprende además recubrir el artículo. 144. El método de conformidad con la reivindicación 141, caracterizado porque formar la composición comprende extruir el biopolímero a través de una matriz, para producir una extrusión. 145. El método de conformidad con la reivindicación 144, caracterizado porque comprende además aplicar una textura superficial al articulo. 146. El método de conformidad con la reivindicación 145, caracterizado porque la aplicación comprende prensar el artículo . 147. El método de conformidad con la reivindicación 146, caracterizado porque el prensado del artículo promueve la extracción de agua de la mezcla.
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