Proyecto H2020 ECOFUNCO: Recubrimientos ecológicos, multifuncionales y de base biológica, sostenibles, con rendimiento mejorado y opciones de fin de vida útil
- Tipus Projecte
- Estat Completado
- Execució 2019 -2022
- Pressupost assignat 4.613.778,25 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte Proyecto ECOFUNCO
Las fuentes de biomasa de bajo valor, como tomates, legumbres, sandías, girasoles y camarones, son más valiosas que nunca para el proyecto ECOFUNCO, financiado con fondos europeos. Este proyecto seleccionará y extraerá moléculas funcionalizadas (moléculas orgánicas activas, proteínas, polisacáridos, cutina) para el desarrollo de nuevos materiales de recubrimiento de origen biológico. Estos se utilizarán en dos sustratos diferentes: celulósico y plástico, para la producción de bandejas de plástico y capas superiores (envases para productos frescos como pasta, jamón y carne), así como vajillas de celulosa, tejidas y no tejidas (productos de cuidado personal).
Asimismo, se emplearán formulaciones basadas en cutina para recubrimientos hidrófugos, como vasos de papel y vajillas. Se emplearán recubrimientos de barrera a base de proteínas y quitosano para envases alimentarios multicapa.
Durante los primeros 6 meses, ECOFUNCO realizó un inventario exhaustivo y un informe preliminar de evaluación sobre la disponibilidad, el origen geográfico, la estacionalidad, la calidad, la seguridad y la sostenibilidad de los cultivos seleccionados y la materia prima de biomasa que se utilizará en el proyecto. En el mes 18, se obtuvieron resultados intermedios importantes: el desarrollo y la optimización de diferentes métodos de extracción de proteínas, quitina y moléculas activas basados en la extracción por solventes, MAE, UAE y procesos innovadores de SFE.
Para cada tipo de residuo, se seleccionó el procedimiento más eficiente en términos de contenido y calidad de moléculas activas, y se optimizó aún más. También se obtuvieron logros importantes en la producción de mcl-PHA y celulosa microbiana. Actualmente, al final del proyecto, se han desarrollado a escala de laboratorio materiales para recubrimientos basados en proteínas para la barrera de gases, cutina para la barrera de agua y quitina para la actividad antimicrobiana, y en algunos casos a escala piloto, se han realizado ensayos de validación con resultados positivos. El impacto ambiental general de todas las cadenas de valor abordadas en el proyecto se ha evaluado mediante análisis de ACV.
Los procesos y tecnologías aplicados y desarrollados en ECOFUNCO son innovadores y de alta tecnología, lo que permite capacitar a personal para nuevos puestos de trabajo en biotecnología, monitorización de procesos y sectores como la alimentación, el plástico y la salud. Se identificaron los principales recursos clave generados y los socios expresaron su interés específico en su explotación. Se solicitaron tres patentes. Estas incluyen la extracción y funcionalización de moléculas de biomasa, así como la producción y aplicación de recubrimientos de base biológica sobre sustratos de celulosa y plástico.
En cuanto a la difusión y comunicación, los socios del consorcio participaron en conferencias, eventos y el Día de Proyectos del Foro de Partes Interesadas de BBI. La difusión se llevó a cabo en escuelas secundarias y universidades. Los socios publicaron doce artículos científicos en revistas de acceso abierto.
La conciencia ambiental y social sobre la importancia de la sostenibilidad y la bioeconomía está generando sensibilidad hacia el desarrollo sostenible de los insumos. Además, existe una creciente responsabilidad por el valor y los recursos que se desperdician debido a la pérdida de alimentos. Se estima que aproximadamente un tercio de todos los alimentos producidos a nivel mundial se desperdicia cada año, generando 1.300 millones de toneladas de residuos. Esto ocurre a lo largo de toda la cadena de valor alimentaria, desde los agricultores hasta los consumidores.
La Estrategia Europea para la Bioeconomía incluye acciones para garantizar la seguridad alimentaria, gestionar los recursos naturales, reducir la dependencia de recursos no renovables, mitigar el cambio climático y adaptarse a él, crear empleo y mantener la competitividad europea. ECOFUNCO busca aportar diversos beneficios a la producción primaria, incluyendo la reducción de la pérdida de alimentos, la preservación de los recursos naturales, la sustitución de materias primas fósiles, la valorización de subproductos y la reducción del impacto ambiental. El objetivo del proyecto ECOFUNCO es seleccionar, extraer y funcionalizar moléculas (proteínas, polisacáridos, cutina) de biomasa de alta disponibilidad y baja valorización, como tomate, legumbres, girasol, etc., para el desarrollo de nuevos materiales de recubrimiento de base biológica que se aplicarán sobre dos sustratos diferentes (celulósico y plástico), con un rendimiento mejorado en comparación con los productos actualmente disponibles y, al mismo tiempo, con opciones de fin de vida útil más sostenibles.
Estos materiales se han utilizado para fabricar los productos (recubrimientos de base biológica para celulosa y plásticos) que, en la segunda mitad del proyecto, se validarán en sus aplicaciones finales. Se ha validado el rendimiento de los productos finales y se ha evaluado el impacto ambiental global de toda la cadena de valor según el estándar de ACV. Las moléculas derivadas de biomasa abordadas en el proyecto, como las proteínas para la barrera de gases, el quitosano-quitina para la actividad antimicrobiana y la cutina para la barrera al agua, se extrajeron y produjeron con éxito a partir de biomasa agroalimentaria.
Los productos desarrollados en el proyecto son, en particular: mcl-PHA, recubrimientos antimicrobianos y antioxidantes basados en nanofibrillas de quitina y/o quitosano; celulosa microbiana para tejidos de celulosa (cuidado personal), papel y cartón (envases para productos frescos como pasta y vajillas), tejidos y no tejidos (sanitarios); sustratos plásticos (biopoliésteres) para envases activos; formulaciones a base de cutina para recubrimientos hidrófugos (vasos de papel, papel de servicio, etc.), barrera de vapor de agua (envases) y con propiedades protectoras (envases no alimentarios); adhesivo de barrera proteico para envases alimentarios multicapa (basado en biopoliésteres), con opciones sostenibles al final de su vida útil (compostaje y reciclabilidad).
El objetivo general del proyecto ECOFUNCO es seleccionar, extraer y funcionalizar moléculas (proteínas, polisacáridos, cutina) de biomasa altamente disponible y poco valorizada, como tomate, legumbres, girasol, etc., para el desarrollo de nuevos materiales de recubrimiento de base biológica que se aplicarán sobre dos sustratos diferentes (celulósico y plástico), con rendimientos mejorados en comparación con los productos actualmente disponibles y al mismo tiempo con opciones de final de vida más sostenibles.
Los productos que se desarrollarán en el proyecto son en particular: Recubrimientos antimicrobianos-antioxidantes a base de nanofibrillas de quitina y/o quitosano, MC funcionalizados, para tejidos de celulosa (cuidado personal), papel y cartón (envases para productos frescos como pasta, vajillas), tejidos y no tejidos (sanitarios), sustratos plásticos (biopoliésteres) para envases activos. Formulaciones a base de cutina para recubrimientos repelentes al agua (vasos de papel, papel de servicio, etc.), barrera al vapor de agua (envases) y propiedades protectoras (envases no alimentarios). Adhesivo barrera a base de proteínas para envases alimentarios multicapa (a base de biopoliésteres), con opciones sostenibles de final de vida (compostaje, reciclabilidad).
ECOFUNCO apoya la transición europea hacia una economía de base biológica mediante el desarrollo de biorrefinerías flexibles y multipropósito que aplican diversas tecnologías de conversión innovadoras en cascada para obtener bioproductos de alto valor añadido.
La extracción asistida por ultrasonidos, la extracción asistida por microondas y la extracción de dióxido de carbono con fluidos supercríticos complementan los biocompuestos originales de diversas maneras:
- Mejoran el rendimiento de la extracción y, por consiguiente, la rentabilidad.
- Permiten utilizar disolventes ecológicos (p. ej., agua) mejorando su rendimiento de extracción.
- Mejoran la extracción de componentes sensibles al calor en condiciones que, de otro modo, presentarían rendimientos bajos o inaceptables. El uso de proteínas de base biológica, cutina y quitina para recubrimientos, con el apoyo de controles de proceso como la monitorización en línea, es innovador y cumple con el enfoque de la industria 4.0. Los resultados a escala de laboratorio son muy positivos y, al finalizar el proyecto, se prevé la obtención de productos relevantes próximos a su industrialización.
El uso de celulosa y bioplásticos en envases y productos para el cuidado de la salud es limitado debido a algunas desventajas en sus propiedades, entre las que se incluyen la barrera al vapor de agua y al oxígeno. ECOFUNCO mejorará las propiedades de barrera al tiempo que añade prestaciones antimicrobianas. Los principales resultados de ECOFUNCO fueron:
- Utilización de recursos de origen biológico derivados de subproductos del sector alimentario y agroindustrial, y de moléculas funcionales de origen biológico.
- Recubrimiento de origen biológico de alto rendimiento, económica y ambientalmente sostenible para sustratos plásticos y celulósicos.
- Envases alimentarios basados en bandejas y películas con diferentes recubrimientos.
- Prototipos de vajilla (plato y vaso de papel) y cuidado personal a base de celulosa (toallitas), recubiertos con ECOFUNCO formulados y validados a nivel piloto con los materiales antes mencionados.
- Tisú recubierto para el sector sanitario. ECOFUNCO contribuye a satisfacer la creciente demanda de moléculas y polímeros de origen biológico, activos y biodegradables para su uso en formulaciones y aplicaciones poliméricas, introduciendo y validando biopolímeros y aditivos ecológicos en envases y aplicaciones sanitarias, impulsando el crecimiento de los sectores de los bioplásticos y productos de papel, mitigando así el cambio climático. ECOFUNCO también acelerará la adopción en el mercado de estos productos de biorrefinerías, de envases de plástico de origen biológico o celulosa, así como de los productos sanitarios, desarrollando un modelo de negocio a medida e involucrando a las partes interesadas a través de una plataforma en línea para que accedan a las instalaciones y prueben los productos resultantes.
- CONSORZIO INTERUNIVERSITARIO NAZIONALE PER LA SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI
Projectes relacionats
