Projecte H2020 YPACK: Envasos a base de polihidroxialcananoats d'alt rendiment per minimitzar el malbaratament d'aliments
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2017 -2021
- Pressupost assignat 5.996.591,02 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte YPACK
Els materials plàstics derivats del petroli utilitzats en l'envasament d'aliments contribueixen al problema creixent dels residus plàstics. L'Estratègia d'Economia Circular de la UE proposa solucions d'envasament alternatives que utilitzen subproductes de la indústria alimentària, com el formatge, el sèrum de llet i les closques d'ametlla.
Aquestes solucions tenen com a objectiu garantir la biodegradabilitat i la reciclabilitat, alhora que redueixen el malbaratament d'aliments. En aquest context, el projecte YPACK, finançat amb fons europeus, durà a terme l'escalat preindustrial i la validació de dues opcions innovadores d'envasament d'aliments basades en PHA (polihidroxialcanoats). Aquests inclouen una safata termoformada i una bossa flow pack, totes dues equipades amb propietats de barrera activa i passiva. El projecte adoptarà un enfocament i una metodologia integral que abastaran el desenvolupament d'envasos, la validació de productes, un enfocament social (difusió, polítiques i aspectes reguladors) i l'avaluació del mercat.
El treball realitzat al projecte YPACK ha donat lloc a dos productes:
- Una pel·lícula multicapa de base biològica i biodegradable a base de polihidroxialcanoats (PHA) amb una barrera d'oxigen millorada i propietats antimicrobianes per a aplicacions d'envasament d'aliments. Aquesta innovadora pel·lícula multicapa activa es pot considerar un candidat potencial per utilitzar-lo en el disseny d'envasos alimentaris actius orgànics i reciclables, ja que les propietats actives i de barrera d'aquests materials són avantatjoses per a la conservació dels aliments. Les multicapes desenvolupades es poden aplicar com a tapes per a envasos, capes de contacte amb aliments i flow packs. De fet, en el marc de YPACK, s'ha provat la viabilitat d'aquestes pel·lícules com a flow pack per a l'envasament de fruites.
- Safates termoformades (YPACK23, YPACK25 i YPACK27), en què YPACK27 conté residus de closca d'ametlla i un nou grau de PHA derivat de residus de sèrum de formatge.
Tots dos resultats clau explotables han donat lloc a prototips de productes finals i s'han provat amb diversos aliments en estudis de vida útil comercial. Per a la seva explotació i comercialització posterior, la idea seria optimitzar encara més l'escalabilitat del procés per reduir costos i millorar la qualitat de l'acabat, així com llicenciar la tecnologia a empreses interessades en els productes.
A més, diversos resultats que encara no es consideren productes escalables s'han esmentat com a possibles resultats intermedis explotables, com:
- Optimització de la producció de microcel·lulosa a partir de subproductes de la indústria de l'ametlla
- Perfeccionament d'un nou procés de producció de biomassa microbiana rica a PHBV, derivada del sèrum de formatge
- Hot-tacks basats en nanofibres electrofilades com a alternativa als adhesius petroquímics
- Pel·lícula bufada activa biodegradable
- Millores en el desenvolupament de mètodes de purificació i extracció de PHA del sèrum del formatge
En termes de difusió, la marca YPACK així com els resultats del projecte abans esmentats s'han compartit al llarg del temps del projecte a través de diverses activitats, incloent-hi publicació de notícies al lloc web de YPACK i xarxes socials (principalment Twitter i LinkedIn), assistència i presentacions en seminaris web i esdeveniments, butlletins informatius i publicació de diverses publicacions científiques.
L'ús de materials plàstics derivats del petroli al sector de l'envasament d'aliments ha augmentat en les últimes dècades a causa de diversos avantatges, com el baix cost, la versatilitat, les propietats mecàniques, el fàcil processament, etc. Tot i això, el seu ús abusiu ha generat greus problemes ambientals. Tant és així que, avui dia, produïm al voltant de 300 milions de tones de residus plàstics a l'any, cosa que equival pràcticament al pes de tota la població humana.
El problema rau en el fet que els residus plàstics, ja sigui a l'oceà oa la terra, poden persistir en el medi ambient durant segles i generar microplàstics en descompondre's. Això està causant greus problemes ambientals i de salut, per la qual cosa ha augmentat l'interès mundial per substituir els plàstics per plàstics biodegradables, amb una atenció especial en el sector de l'envasament d'aliments.
Lús de biomaterials i recursos compostables i biodegradables (en condicions ambientals) es considera una de les múltiples estratègies per minimitzar limpacte ambiental dels plàstics derivats del petroli. Aquests materials són compatibles amb l'estratègia de Bioeconomia Circular, on els residus es reutilitzen per fabricar envasos, que després tornen el carboni a terra mitjançant el reciclatge orgànic.
Els envasos biodegradables d'alt rendiment derivats de residus industrials contaminants, com el sèrum del formatge, han atret una atenció especial, ja que podrien ser la solució definitiva per combatre la contaminació plàstica, sense comprometre els aspectes de qualitat i seguretat alimentària inherents als envasos de plàstic. Per això, l'equip de YPACK ha estat treballant en solucions innovadores d'envasament d'aliments basades en polihidroxialcanoats (PHA) derivats de residus, que han aconseguit l'explotació comercial per a alguns dels articles desenvolupats, fins i tot durant l'execució del projecte.
Breument, YPACK s'ha proposat escalar la producció i validació comercial de dues solucions d'envasament d'aliments basades en polihidroxialcanoats (PHA) biodegradables derivats de bioresidus. Les accions dutes a terme dins del projecte van ser:
- Perfils de consumidors i estudis de mercat per identificar les preferències dels consumidors i les necessitats del mercat.
- Diversos processos relacionats amb la producció de sistemes monocapa i multicapa es van optimitzar i van escalar a una escala preindustrial.
- Alta barrera i rendiment actiu que permet la conservació daliments complexos.
- Anàlisi del cicle de vida (ACV) i estudis de vida útil amb carn, fruites, verdures i pasta. Aquestes darreres activitats les duen a terme actualment dos minoristes i una empresa alimentària, socis del projecte
L'objectiu principal de YPACK és l'escalat preindustrial i la validació de dues solucions innovadores d'envasament d'aliments (safata termoformada i borsa flow pack) basades en PHA, amb propietats de barrera actives i passives. El nou envàs utilitzarà subproductes de la indústria alimentària (sèrum de formatge i closques d'ametlla), en garantirà la biodegradabilitat i la reciclabilitat, i reduirà el malbaratament d'aliments, en el marc de l'estratègia d'Economia Circular de la UE.
YPACK aplicarà un enfocament i una metodologia holístic que abasten diferents àrees de coneixement: desenvolupament de solucions d'envasament (producció de capes de PHBV, compostos, prototipat, validació industrial), validació de producte (qualitat/vida útil), enfocament social (perfils de clients, difusió, polítiques i normatives) i avaluació de mercat. YPACK està alineat amb l'estratègia d'economia circular de la UE, incloent-hi l'ús de subproductes de la indústria alimentària d'origen biològic, estudis d'ACV, reciclabilitat i biodegradabilitat dels envasos i la reducció del malbaratament d'aliments. El projecte es construeix segons les directrius de Recerca i Innovació Responsables de la Comissió Europea.
El projecte té una durada total de 36 mesos. S'optimitzaran i escalaran a escala preindustrial diversos processos relacionats amb la producció de sistemes multicapa passius i actius basats en PHBV cru per validar la producció de les solucions d'envasament proposades per prolongar la vida útil de productes alimentaris seleccionats. Aquestes consisteixen en:
- una safata multicapa amb una capa activa interna, i
- un flow pack multicapa amb propietats de barrera millorades.
A la primera etapa del projecte, es realitzarà un perfil de consumidor i un estudi de mercat per identificar les preferències dels consumidors, les necessitats del mercat i adaptar-les a la nova normativa de la UE i els avenços en materials d'envasament.
Els principals avenços del projecte, més enllà de l'estat de l'art, són el desenvolupament i l'ampliació a escala d'un nou biopolímer de PHA derivat del sèrum de formatge i compostos termoformables biodegradables basats en PHA, de baix cost ia partir de bioresidus. Un altre gran avenç del projecte és desenvolupar un concepte multicapa termoformable amb alta barrera als gasos.
Els productes YPACK empren estratègies nanotecnològiques segures, com intercapes contínues de nanocel·lulosa i adhesius termosegellats electrofilats, per exhibir les funcionalitats desitjades. Actualment, no hi ha cap envàs compostable de base biològica que pugui assolir les propietats desitjades.
En acabar el projecte, hem aconseguit ampliar a escala envasos biodegradables totalment funcionals, és a dir, safates termoformades i pel·lícules multicapa. Aquests conceptes s'han avaluat en termes d'ACV, biodegradabilitat al medi ambient i en compostatge, migració i com a elements d'envasament per a la prolongació de la vida útil de diversos productes alimentaris seleccionats, amb resultats satisfactoris.
- CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
Projectes relacionats
