Projecte H2020 CelluWiz: Desenvolupament de processos per a un material multicapa de cel·lulosa reciclable i compostable per a envasos
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2019 -2022
- Pressupost assignat 2.841.875,00 €
- Àmbit Europeo
- Comunitat Autònoma Comunitat Valenciana
- Font principal de finançament Horitzó 2020
- Web del projecte https://doi.org/10.3030/838056
L'embalatge és important per al transport i protecció d'aliments i productes. Un embalatge adequat garanteix un transport segur, protegeix els aliments i proporciona informació de màrqueting important. Tot i això, els envasos de plàstic són perjudicials per al medi ambient. El projecte CelluWiz, finançat amb fons europeus, desenvoluparà dos procediments avançats que permetin produir materials d'embalatge respectuosos amb el medi ambient. El projecte compta amb el suport de cinc socis de quatre països de la UE especialitzats en sistemes operatius en temps real (RTO) i embalatge. Els nous materials es basen en cel·luloses microfibrilades (MFC) i seran reciclables i compostables, garantint alhora la protecció d'aliments i productes. CelluWiz demostrarà els seus avantatges mediambientals i la seva eficaç adaptabilitat a la cadena de valor. Petits dispositius pilot demostraran la competitivitat dels materials CelluWiz.
CelluWiz ha fet possible el desenvolupament de dues tecnologies per produir a escala pilot materials d'envasament 100% cel·lulòsics amb excel·lents propietats de barrera per a l'envasat d'aliments. i en compost industrial, aquests productes presenten excel·lents propietats de barrera. Aquest projecte estableix les bases per a una nova generació de materials d'envasament 100% cel·lulòsics com a alternativa als materials plàstics o complexos existents.
Del Paquet de Treball 2 (WP2 ): Es van lliurar bobines laminades humides de MFC amb una barrera específica contra l'oli per als paquets de treball posteriors per a la producció de les PoC. buit, la replicació i l'assecatge.
- L'homogeneïtat i el contingut de sequedat abans de la replicació van millorar lleugerament amb la replicació en tauler humit i caixes de buit amb més àrea de succió respectivament.
- L'anàlisi d'imatges 3D obtingudes amb microtomografia de raigs X va permetre la determinació de l'espessor de les capes de MFC i la superfície de contacte amb el tauler.
- L'anàlisi del comportament mecànic de pel·lícules de MFC sota càrregues de tracció biaxials va demostrar que les pel·lícules de MFC indueixen una tensió de conducció pronunciada per corbar el tauler laminat humit en assecar-se.
Del WP3:
- S'ha implementat una metodologia per investigar l'empelt a la direcció z que permet la localització de fraccions empeltades.
- S'han obtingut mostres amb densitats d'empelt ultra altes després d'haver desenvolupat una tecnologia nova per obrir les pel·lícules de MFC.
- L'empelt de pel·lícules de MFC a densitats d'empelt ultra altes va conduir a rendiments en termes de barrera a l'aigua molt més enllà de les especificacions objectiu per a tots els PoC.
- S'ha evidenciat una relació de llei de potència entre les densitats d'empelt i els rendiments de barrera a l'aigua, cosa que permet predir els valors objectiu de modificació per a un requisit donat.
El procés de cromatogènia s'ha millorat afegint caixes de vapor abans i després de l'empelt que han augmentat significativament l'eficiència de l'empelt i les propietats mecàniques de les pel·lícules laminades de MFC de WP4.
L'eliminació d'elements gruixuts en una suspensió de MFC mitjançant cribratge mitjançant una obertura de filferro fi s'ha provat en un dispositiu desenvolupat a escala de laboratori.
La desfloculació en una suspensió de MFC mitjançant cribratge en una planta pilot de cribratge a pressió de mida semiindustrial a una concentració de fins al 2,7% s'ha repetit i ha demostrat ser estable Del WP5.
La caixa de vapor després de l'empelt millora la convertibilitat a causa d'un contingut d'humitat més gran.
Les proves de concepte es van produir, van provar i van lliurar segons el pla.
No es van complir tots els KPI per al rendiment de la barrera, però, les proves dels demostradors en l'ús a la vida real van mostrar un rendiment excel·lent a bo Del WP6.
Els 3 PoC són compatibles amb la línia industrial convencional per al reciclatge d'embalatges, per tant, compleixen amb la norma EN13430 “Requisits per a embalatges recuperables mitjançant reciclatge de materials”.
El rendiment ambiental del got CelluWiz, en una perspectiva del bressol a la tomba, millora pel que fa al got de paper/PE a totes les categories d'impacte, amb una reducció que oscil·la entre el 18 i el 82%.
Una anàlisi d'ecoeficiència en 3D mostra que el got CelluWiz és l'opció més sostenible en comparació del got de paper/PE i el got de plàstic PS analitzats com a punts de referència.
En termes d'idoneïtat per al contacte amb aliments, els materials assajats compleixen els requisits aplicables al paper i al cartó segons la Recomanació BfR XXXVI, si bé les substàncies afegides intencionadament han d'estar autoritzades per a aquest ús, encara que no es detecti una migració específica d'aquestes substàncies en les condicions d'ús estudiades.
Per assolir l'objectiu general de Celluwiz, s'han definit quatre objectius específics:
- Desenvolupar el procés de laminació en humit: Aquest procés ensambla, sense cua, papers i cartrons amb una capa de cel·lulosa microfibrilada (MFC), creant així un material cel·lulòsic estratificat. Aquesta capa de MFC aporta rigidesa, lleugeresa i barrera a l'aire, el greix i l'oxigen. En acabar el projecte, la màquina pilot de laminació en humit de MFC podrà produir fins a 80 kg diaris de cartró laminat en humit amb 20 g/m² de MFC.
- Desenvolupar el procés de recobriment i empelt per cromatogènia per a capes de MFC: Aquest procés és un empelt químic ultraràpid i eficient, sense dissolvents, capaç de transformar materials cel·lulòsics hidròfils en hidròfobs. El pilot de cromatogènia pot tractar ara 500 kg de cartró laminat en humit al dia. En un tauler laminat humit estàndard, la densitat d'empelt és de 35 mg/m², en comparació dels 19 mg/m² a l'inici del projecte. Basant-se en els treballs desenvolupats per obrir l'estructura de MFC, es va poder assolir una densitat de 500 mg/m² a escala pilot.
- Produir 3 proves de concepte de materials totalment de cel·lulosa: Clamshells, Gots i Safates: es van produir 100 peces de cada PoC.
- Demostrar els beneficis ambientals dels processos i materials innovadors i la seva fàcil integració a la cadena de valor, mitjançant la realització d'Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) i Cost del Cicle de Vida (CCV) amb dades precises i rellevants: En comparar el Got CelluWiz amb el got de paper/PE, ambdós reciclats, el Vas CelluW0 Got CelluWiz reciclat amb el got de plàstic PS incinerat, la reducció és del 75%, per tant, es compleix el KPI.
L'objectiu general de CelluWiz és desenvolupar dos processos capaços de produir un material d'embalatge íntegrament de cel·lulosa que ofereixi una alternativa competitiva als materials plàstics multicapa existents o als multimaterials utilitzats al sector de l'embalatge, alhora que sigui renovable, reciclable/reciclat a la cadena de valor dels residus de paper i biodegradable. Aquests dos processos innovadors, el procés de laminació humida MFC i el procés de cromatogènia, es van combinar per produir tres proves de concepte: envasos tipus clamshell, gots i safates. Els beneficis ambientals dels processos i materials innovadors i la seva fàcil integració a la cadena de valor, es van avaluar mitjançant la realització d'Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) i Costeig del Cicle de Vida (CCV) amb dades precises i rellevants.
- CENTRE TECHNIQUE DE L INDUSTRIE DESPAPIERS CARTONS ET CELLULOSES
- INSTITUTO TECNOLOGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGISTICA
- VOITH PAPER GMBH & CO. KG
- UNIVERSITE GRENOBLE ALPES
- STORA ENSO OYJ
- CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
- Fitxa del projecte CORDIS (pdf)
- Vídeo que presenta els resultats del projecte CelluWiz
- Kit d'eines de difusió
- Web de CENTRE TECHNIQUE DE L INDUSTRIE DESPAPIERS CARTONS ET CELLULOSES
- Web d'INSTITUT TECNOLÒGIC DE L'EMBALATGE, TRANSPORT I LOGÍSTICA
- Web de CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
- http://www.cnrs.fr
Projectes relacionats
