
Projecte H2020 KARMA2020: Valorització de residus de plomes industrials per a materials sostenibles a base de KeRatin
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2017 -2019
- Pressupost assignat 5.880.471,38 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte KARMA2020
Durant el projecte KaRMA2020, el flux de residus de plomes generats a l'escorxador avícola s'ha valoritzat mitjançant diverses tecnologies adaptades a les aplicacions finals. El consorci ha resolt alguns dels problemes clau associats amb el maneig i el tractament de les plomes per al seu ús com a matèria primera valuosa. Entre els principals èxits aconseguits hi ha la creació d'una gamma de matèries primeres derivades de les plomes, com hidrolitzat de queratina, bioplàstics, retardants de flama, resines termoestables i teles no teixides. Com a part del projecte, també s'han incorporat a la cadena de valor les humines, un subproducte del procés de deshidratació de sucres.
Els experiments inicials a escala de laboratori han estat substituïts per demostracions pilot i industrials, validació de productes finals i estudis de viabilitat per garantir la implantació de les tecnologies innovadores. S'ha avaluat el potencial de les tecnologies de conversió per al tractament de plomes en termes de viabilitat, escalabilitat i competitivitat en costos. Aquesta avaluació va permetre seleccionar les tecnologies més adequades per a la fabricació industrial de matèries primeres a base de plomes. L'ampliació de les diferents tecnologies de conversió s'ha aconseguit combinant eines de programari de simulació amb assaigs pilot per produir matèries primeres a base de plomes mitjançant tecnologies com ara explosió de vapor, extrusió per fusió, spunbonded i conversió química.
Com a resultat, s'han fabricat i validat cinc productes diferents a base de plomes segons els mateixos estàndards que els seus homòlegs derivats del petroli: safates per a envasament d'aliments, fertilitzants (inclosos fertilitzants d'alliberament controlat, CRF), retardants de flama (FR) per a tèxtils recoberts de PU, pintures FR i. Quant al rendiment, la majoria va complir més del 90% dels requisits de l'aplicació i, en alguns casos, el nou producte va tenir un rendiment fins i tot superior.
Els productes finals KaRMA2020 podrien substituir, en algunes aplicacions, materials dorigen fòssil. Depenent del producte final, la reducció en l'ús de fonts fòssils oscil·la entre el 30 i el 100%. Aquests productes KaRMA2020 podrien garantir el contingut d'origen biològic en el futur mitjançant la corresponent certificació «OK BIO-BASED».
A més d'aquests nous desenvolupaments, s'ha avaluat l'impacte ambiental de les tecnologies, els processos i els materials del projecte per garantir una petjada de carboni més petita. Juntament amb aquesta avaluació, KaRMA2020 ha desenvolupat una estratègia integral de gestió de residus que abasta la generació de residus al llarg de tota la cadena de valor del projecte i de les possibles vies de valorització.
Com a part de lestratègia de comunicació, es van crear materials didentitat visual i comunicació (fullet, prospecte, lloc web, etc.) i es van difondre 10 publicacions relacionades amb els resultats de KaRMA2020. D'altra banda, com a part del pla de negocis, es va fer una profunda anàlisi de mercat i es van proposar les vies d'explotació més adequades per a les innovacions de KaRMA2020.
Finalment, en reconeixement a les innovacions del projecte, KaRMA2020 va rebre diversos premis, com el premi SPIRE “2017-EU Process Industry Conference” com el projecte més inspirador, a més de la Medalla d'Or amb Menció Especial del Jurat i el premi especial del Joint Stock Company Design & Research Institute for Information Technology, Signa Rússia, per la invenció “Plomes hidrofòbiques a base de teles no teixides obtingudes mitjançant la tècnica spun-bonded” i la Medalla d'Or de la Fira INNOVA 2019.
La indústria avícola genera enormes quantitats de residus cada any. A nivell mundial, es consumeixen anualment 24 mil milions de pollastres i es produeixen al voltant de 8.5 mil milions de tones de plomes d'aviram. Segons la Comissió Europea, només a la Unió Europea (UE-28) es van produir 13,1 milions de tones de carn d'ocell el 2014, amb una generació estimada de 3,1 milions de tones de residus de plomes.
Tot i la seva alta disponibilitat, a Europa l'ús de plomes com a matèria primera en aplicacions industrials encara és molt limitat. Com a conseqüència, actualment la majoria de les plomes d'aviram es rebutgen en abocadors, s'incineren o una petita part es converteix en aliment per a animals de baix valor nutricional. L'eliminació de plomes en abocadors o incineradores serà cada cop més problemàtica en el futur.
Per tant, el desenvolupament de mètodes alternatius de conversió industrial i estratègies d'explotació de les plomes d'aviram no només incrementarà el seu valor com a matèria primera, sinó que també reduirà l'impacte ambiental i els riscos per a la salut associats a l'abocament, d'acord amb les directives sobre abocament de residus (Directiva 1999/31/CE del Consell, de 2 2000/76/CE).
En aquest context, l'objectiu del Projecte KaRMA2020 és la fabricació i explotació industrial de primeres matèries sostenibles a partir de residus de plomes per desenvolupar productes ecològics innovadors per a mercats intersectorials d'alt impacte.
Per assolir aquest objectiu principal s'han seguit els passos següents:
- Millorar els processos de pretractament i condicionament dels residus de plomes
- Optimitzar l'aïllament de la queratina i altres matèries primeres a base de plomes
- Validar les primeres matèries a base de plomes per a productes finals d'origen biològic
L'ús de tecnologies de conversió eficients per al processament de plomes, juntament amb el desenvolupament de productes a base de queratina per a sectors d'alt impacte com: fertilitzants, envasos d'aliments biodegradables, recobriments tècnics per a tèxtils i compostos termoestables d'origen biològic, permetrà la fabricació a gran escala de les seves matèries primeres a base de plomes.
Segons la Comissió Europea, el 2014 es van produir 13,1 milions de tones de carn d'ocell només a la Unió Europea (UE-28), amb una generació estimada de 3,1 milions de tones de residus de plomes. Actualment, la majoria de les plomes d'aus es converteixen en aliments de baix valor nutricional o es rebutgen en abocadors, cosa que genera riscos ambientals i per a la salut.
En aquest context, l'objectiu general de KaRMA2020 és l'explotació industrial d'aquests residus infrautilitzats per obtenir primeres matèries de valor afegit per al sector químic: queratina, bioplàstics, recobriments ignífugs, resines no teixides i termoestables de base biològica. Això s'aconseguirà mitjançant: i) enfocaments innovadors i sostenibles (ja patentats per alguns dels socis de KaRMA2020), o ii) tècniques convencionals i econòmiques.
Les matèries primeres obtingudes es fabricaran a escala industrial i s'utilitzaran posteriorment per a la producció de nous productes de base biològica, com ara fertilitzants d'alliberament lent, plàstics biodegradables per a envasos d'aliments, tèxtils amb recobriment ignífug i compostos termoestables de base biològica ignífugs. La sostenibilitat de les noves matèries primeres i productes finals savaluarà mitjançant una anàlisi de cicle de vida (ACV). A més, s'elaborarà un pla integral de gestió de residus per minimitzar-ne l'impacte ambiental generat.
La comunicació i la transferència de coneixements, així com un pla de negocis detallat, permetran maximitzar la rendibilitat general dels resultats de KaRMA2020.
L'equilibrada composició del consorci, que inclou la indústria, entitats de R+D+ii el món acadèmic, garanteix a KaRMA2020 les màximes probabilitats d'èxit.
En el marc del projecte KaRMA2020, el consorci ha desenvolupat tecnologies específiques per a la conversió de plomes en noves matèries primeres. Aquesta conversió s'ha aconseguit mitjançant: i) enfocaments innovadors i sostenibles (ja patentats per alguns dels socis de KaRMA2020) i ii) tecnologies convencionals i competitives en costos.
La majoria daquestes tecnologies han demostrat la seva eficiència a escala de laboratori. Se n'ha avaluat el potencial d'ampliació i s'han seleccionat les tecnologies més adequades per als processos a escala pilot.
Gràcies al potencial d'innovació de KaRMA2020, el projecte ha mostrat els impactes rellevants següents:
- Impacte tècnic mitjançant l'optimització dels mètodes de processament de plomes, des del laboratori fins a l'escala industrial. S'han sol·licitat dues patents durant el projecte: una de relacionada amb la conversió de plomes per a bioplàstics i una altra amb l'ús de queratina en materials refractaris.
- Impacte industrial, mitjançant la fabricació de primeres matèries d'origen biològic i la producció i validació de productes finals.
- Impacte ambiental, mitjançant lavaluació de limpacte ambiental dels nous desenvolupaments i lelaboració duna estratègia adequada de gestió de residus.
- Impacte econòmic, mitjançant la promoció d'aplicacions i productes innovadors amb més valor a partir dels residus actuals i la creació de noves oportunitats de negoci per als socis industrials.
- Impacte social, en augmentar l'impacte al mercat, tant per als usuaris finals com per als fabricants, facilitant la introducció de matèries primeres respectuoses amb el medi ambient i no dependents del petroli. A més, s'han creat noves oportunitats de negoci per als socis industrials involucrats
- FUNDACION CIDETEC (CIDETEC)