H2020 BioBarr Proiektua: Elikagaiak ontziratzeko material biologiko berriak, hesi-ezaugarri hobetuak dituztenak – BioBarrier
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2017 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 3.253.437,5 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto BioBarr
Ingurumena zaintzeko, elikagaiak ontziratzeko industria eraldaketa prozesuan ari da, material biologiko eta biodegradagarri aurreratuak garatuz. Polihidroxialkanoatoak (PHA) hautagai onak dira, baina hezetasuna xurgatzeko eta hesi-propietate nahikorik ez izateak mugatu egin du haien erabilera elikagaiak ontziratzeko material gisa, eta horrek eragotzi egin du ohiko polimeroen ordezko gisa erabiltzea.
EBk finantzatutako BioBarr proiektuaren helburua PHAen hesi-funtzionalitateak hobetzea eta "kasu-azterketa" gisa pentsatutako okindegiko produktu hautatuak ontziratzeko material berriak balioztatzea da, haien iraupena luzatzeko helburuarekin. Elikagaiak ontziratzeko aplikazioetarako hesi-errendimendua hobetzeko, BioBarr-ek hainbat gainazal-tratamendu aztertuko ditu, baita PHA laminazioa azido polilaktikoarekin erabiltzen duen teknika berritzaile bat ere.
Proiektuaren 54 hilabeteetan zehar egindako jardueretan oinarrituta, proiektuak PHB oinarritutako ontzi malgu baten prototipoa ekoiztu zuen, biooinarritutakoa, konpostagarria eta biodegradagarria, elikagaiekin kontaktuan jartzeko bateragarria, disolbatzaileetan oinarritutako eta konpostagarri diren tintekin inprimagarria, geruza anitzeko edo gainazaleko tratamenduekin funtzionalizatua, elikagaien sektorean iraupen laburreko produktuetarako aplikazioetarako egokia. Hesi-ezaugarriak hobetu behar dira oraindik, eta literaturan poliester hauei buruz aipatzen den hauskortasun arazoa zaila da gainditzen, eta horrek azken ontziratze-soluzioaren errendimendu mekanikoa ere mugatzen du.
Janaria da pertsona bakoitzak egunean 3 aldiz kontsumitzen duen produktu mota bakarra; Ondorioz, bolumenari dagokionez, elikagaien ontziak ontzi-hondakin guztien ia % 50 dira, eta hori kopuru handia da (Vimal Katizar, 2017). Elikagaien merkatuan erabiltzen diren ontziratze-produktu tradizionalak % 99 plastiko fosilez eta % 1 bioplastikoz osatuta daude.
Hala ere, ontziratzeko film sintetikoen erabilera bereizketarik gabe honek arazo ekologiko larria eragin du. Garapen jasangarriaren bultzatzaile aktibo gisa, BioBarr Partzuergoak indarrak batu ditu elikagaiak ontziratzeko sektorean erabiltzeko lehengai fosilen alternatibak proaktiboki bilatzeko, erregai fosilen erabilerak dakartzan erronka ekonomiko eta ingurumenalei aurre egiteko modu berritzailean lagunduz.
BioBarr proiektuaren helburua da, 54 hilabetez Europa mailan, polihidroxialkanoato (PHA) biopolimeroen familia berritzailean oinarritutako elikagaiak ontziratzeko sistema berri bat garatzea. Nekazaritzako hondakinen edo azpiproduktuen bakterio-hartzidura naturaletik eratorritako biopolimeroa ondorengo funtzionalizaziorako euskarri gisa balioko du, gainazaleko tratamenduetan edo laminazioan oinarrituta, elikagaien kontserbazio optimoa bermatuko duen ingurumenarekiko iraunkorra den ontzi bat sortzeko. Irtenbide hau egungo erregai fosiletan oinarritutako ontziratze-irtenbideen alternatiba potentziala da, hala nola PP edo PE.
Funtzionalizazio-tratamendu berritzaileak probatu dira, ohiko elikagaiak ontziratzeko materialetan aplikatzen diren irizpideak kontuan hartuta: hesi-propietateak (ura, gasak, argia, aroma), baina baita propietate optikoak, erresistentzia, soldadura eta moldeatze-propietateak, markatze- eta inprimatze-propietateak, migrazio/eskalatze-eskakizunak, erresistentzia kimiko eta tenperaturarekikoa, mekanizagarritasuna, iraupena azken aplikazioetan, kostu/onura erlazioa, prozesuaren merkatu-, ingurumen- eta ekonomia-iraunkortasuna. EBko lau herrialdetako enpresek eta ikerketa-zentroek parte hartu zuten proiektuan, eta balio-kate osoa estaltzeko gai izan zen. Proiektuaren koordinatzailea Tecnoalimenti da, elikagaien industriako ikerketan eta diziplina anitzeko proiektuetan 40 urte baino gehiagoko esperientzia duen elikagaien ikerketa erakundea.
BioBarr-ek PHA (polihidroxialkanoato) biopolimeroen hesi-funtzionalitateak hobetuz eta material berria elikagaien industrian balioztatuz elikagaiak ontziratzeko material biodegradagarri eta biologiko berriak garatzean zentratzen da. PHAak polimero konbentzionalen ordezko potentziala dira, antzeko propietateak baitituzte; Azido polilaktikoarekin (oinarri biologikoan/biodegradagarri den material erabiliena) alderatuta, PHAek biodegradagarritasun handiagoa eta propietate funtzional eta erresistentzia mekaniko hobeak erakusten dituzte. Hala ere, PHAen aplikazioak elikagaiak ontziratzeko material gisa muga batzuk dituzte. PHAk O2 eta H2O-ren transmitantzia-balio ertainak erakusten ditu, eta elikagai batzuen (okindegietako produktu lehorrak, adibidez) ontziratzeari dagokionez faktore kritikoenetako asko hezetasunaren xurgapena dira, kurruskaria galtzea eta gantzen oxidazioa eragiten baitute.
PHA elikagaien aplikazioetan dauden mugatzaile hau gainditzeko, BioBarr-ek PHAren lurrun eta gas hesi propietateak hobetzea du helburu materialen funtzionalizazioaren bidez. Lehenengo ikerketa-lerroan, ikuspegiak propietate egokiak dituzten material biodegradagarriak erabiltzean datza, ontziratu beharreko elikagai-produktu kategoriarentzat espezifikoak diren geruza anitzeko egituretan konposatzeko, propietate funtzionalak optimizatzeko. Berrikuntza PHA PLArekin (azido polilaktikoa) laminatzean datza. BioBarr-en bigarren ikerketa-lerro erronka PHA filmen gainazaleko tratamenduak (AlOx edo SiOx-ekin nanoformen metalizazioa edo aluminioaren metalizazio-prozesua) dira. Material berriak okindegi sektoreko elikagai-produktu kopuru mugatu batean balioztatuko dira, iraupen- eta iraunkortasun-eskakizun desberdinak ordezkatuz, iraupena gutxienez % 10 handitzeko helburuarekin. Azken eragina balio-kate biologiko berri baten sorrera izango da.
Proposamenak balio-kateko urrats bakoitzean jarduten duten interes-taldeen beharrak eta hazkunde-aukerak kontuan hartzen ditu: bioplastikoen ekoizleak, estrusio- eta filmatze-enpresak, bihurgailuak, tinta-ekoizleak eta elikagaien industriako azken erabiltzaileak.
Janari-ontzien hondakinak ingurumen-kutsatzaile garrantzitsuak dira eta degradatu ezin diren ontzietatik datoz, hala nola plastikotik. Beraz, premiazkoa da elikagaiak ontziratzeko industrian erregai fosiletan oinarritutako lehengaien alternatibak bilatzea. Elikagaiak ontziratzeko material biologikoek elikagaien babesa, freskotasuna eta kalitate orokorra bermatu behar dituzte garraiatzeko eta biltegiratzeko prozesuan.
EBk finantzatutako BioBarr proiektuak polihidroxialkanoatoetan (PHA) jarri zuen arreta, ohiko bakterio ez-patogenoek mantenugai mugatuko baldintzetan ekoizten dituztenetan. Literaturaren berrikuspen batean oinarrituta, ikertzaileek aurkitu zuten PHA familiako kide bat hautagai ona dela polipropilenoa eta polietilenoa ordezkatzeko eta, bere pareko fosilen aldean, biodegradagarria dela lurzoruan zein itsasoko uretan. «Ideia zen erremolatxarekin lotutako prozesu industrialetatik eratorritako hondakinetarako, hala nola melaza eta haren zukuetarako, hartzidura bakterianoaren bioteknologia bat ezartzea PHA ateratzeko», azaldu du Marianna Faraldik, proiektuaren koordinatzaileak eta Tecnoalimenti-ko ikertzaile nagusiak. Ikertzaileek PHAen prozesagarritasuna aztertu zuten hautsean, granuluetan eta ondoren film malguetan. Honek agerian utzi zuen gainazaleko tratamenduetarako edo laminaziorako bere funtzionalizazioa, oxigenoaren eta ur-lurrunaren aurkako hesi-propietateak hobetzeko. BioBarr-ek bere propietateak, erresistentzia, biodegradagarritasuna eta segurtasun-arauak betetzea ere aztertu zituen. Proiektuan zehar, ezagutza tekniko garrantzitsuak lortu ziren, eta, aldi berean, teknika berriak garatu ziren, egoera hobetzeko.
PHAen gainazaleko aluminio oxidoarekin edo silizioarekin tratatzeak ez zuen biodegradagarritasuna arriskuan jarri, PHAen ezaugarri nagusia. "54 hilabeteko ikerketaren ondoren, elikagaietarako hesi-ezaugarri nahikoak dituen konpostagarri eta biodegradagarria den ontziratze-material biologikoa garatzea erronka bat da oraindik", azpimarratzen du Faraldik. Partzuergoak PHA oinarritutako ontziratze-bobina malgu biodegradagarri bat garatu zuen, egungo elikagai-ontzien legeria betetzen duen ezaugarri itxaropentsuak dituena. Hala ere, ezin da oraindik elikagaien sektoreko aplikazio sorta zabal batean ustiatu, hesi-propietate mugatuak eta oraindik konpondu ez diren hauskortasun-arazoak direla eta. Ikerketa gehiago behar dira. Hala ere, PHA azukrearen ordez nekazaritzako edo elikagaien prozesamenduko hondakinetatik ekoizteko potentziala du, eta horrek prozesua eskalatzea dakar. Etorkizunari begira, kostuak erregai fosiletan oinarritutako irtenbideekin alderatuta altua izaten jarraitzen duten arren, PHA hornitzaileek espero duten inbertsioak, bioplastikoen kontsumitzaileen eskaria gero eta handiagoarekin batera, eraginkortasunez murriztuko du ondoriozko ontzien azken kostua. Elikagaiak ontziratzeko bio-tinta berria. Ontziratzeko irtenbide biodegradagarrietan erabiltzen diren itsasgarriak eta tintak ere biodegradagarriak izan behar dira edo haien kantitateak gehienez ontzi osoaren % 5 izan behar du.
BioBarr proiektuaren beste helburu nagusi bat erretxina sintetikoak eta pigmentu organikoak ordezkatzea izan zen, inprimagarritasun ona eta polimero substratuarekiko atxikimendu ona mantenduz. Proiektuak iturri biologiko desberdinetako erretxinak probatu zituen, hala nola soja proteina, esne proteina, arroz almidoia eta azido polilaktiko emultsioak. Industria-inplementaziorako baldintza teknikoak betetzen zituzten biotinta guztiz konpostagarrien prototipoak sortu zituzten. Tinta prototipoek ontziratze-material konbentzionaletan zein biopolimeroetan oinarritutakoetan inprimatzeko gaitasuna frogatu zuten. BioBarr-ek Bio-Based Industries Joint Undertaking-etik jaso zuen finantzaketa, EBren eta industriaren arteko lankidetza publiko-pribatu batetik.
BioBarr-en azken emaitza elikagaietarako ontzi biologiko berri bat da, guztiz konpostagarria eta biodegradagarria. Proiektu honetan aplikatutako irtenbide berritzaileek elementu teknologiko aurreratuen konbinazio adimentsuari egiten diote erreferentzia:
- Bakterioek transmititzen duten material biodegradagarria.
- Estaldura-tratamendurako teknologia berriak.
- Elikagaiak ontziratzeko biotinta guztiz biodegradagarria.
Proiektuaren lehen 36 hilabeteetan zehar egindako erreferentziazko analisiak, baita jardute-ingurunearen azterketak ere, BioBarr-ek proiektua amaitu ondoren izango dituen egoera posibleei buruzko eztabaida bat azaldu dute. Hori kontuan hartzen badugu:
- Elikagaien industriak interesa du bioplastikoetan.
- Kontsumitzaileek termino honi esanahi positiboak egozten dizkiote, batez ere ingurumen-inpaktuari dagokionez, eta prest daude ontzi ekologikoetan ontziratutako produktuak aukeratzeko eta gehiago ordaintzeko (% 10etik gorakoa ez bada ere).
- Oro har, legediak BioBarr-ek proposatutakoaren antzeko irtenbideen alde egiten du, eta aurreikuspenek PHA ekoizpenaren pixkanaka baina nabarmen handitzea aurreikusten dute, egungo % 1,8tik % 6,4ra.
Esan dezakegu etorkizun hurbilean merkatuan arrakasta izateko aukerak handiak direla. Emaitza esanguratsuak lortu diren arren, BioBarr-en irtenbidea ezin da oraindik merkaturatzeko prest kontsideratu. Izan ere, oraindik badaude hutsune batzuk. Horiek gaindituz, egungo TRL 5etik 7-8ra igaroz, komertzializazioa posible izango da.
- TECNOALIMENTI SCPA (TCA)
Lotutako proiektuak
