H2020 BIOSMART Proiektua: Oinarri biologikoko ontzi adimendunak elikagaien kalitatea hobetzeko kontserbaziorako

Mota Proiektua
Egoera Bete
Exekuzioa 2017 -2021
Esleitutako Aurrekontua 4.950.560,00 €
Eremua Europeo
Autonomia-erkidegoa Comunitat Valenciana; País Vasco
Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
Proiektuaren webgunea https://biosmart-project.eu/

Azalpena

Ontzi jasangarrien gaia inoiz baino kritikoagoa da. Plastikozko eta birziklaezinak diren materialen gehiegizko erabilerak ingurumenaren degradazioa eta hondakinen krisi gero eta handiagoa ekarri ditu. Testuinguru honetan, EBk finantzatutako BIOSMART proiektuak elikagai freskoen eta aurrez tratatutako aplikazioen eskakizun espezifikoak betetzen dituzten ontziak bio-oinarritutako eta konpostagarriak garatzea du helburu. Teknologia aurreratuak integratuz, BIOSMARTek funtzionalitate aktibo eta adimendun hobetuak dituzten ontziratze-sistemak sortuko ditu, hala nola arintzea, elikagai-hondakinen murrizketa, iraupenaren jarraipena eta kontsumitzaileentzako hondakinen kudeaketa erraztea. Zehazki, proiektuak hainbat elementu aurreratuen integrazioan jarriko du arreta, geruza anitzeko plastikozko ontzi malgu bio-oinarrituan.

Elementu horien artean daude gainazal superhidrofoboak, fase-aldaketako material mikrokapsulatuak, hesi-estaldurak, sentsore-gailuak, baita osagai bioaktibo antimikrobiano eta antioxidatzaileak ere. BIOSMART proiektuaren aurrerapena, egungo egoeratik haratago, elikagaien ontziratze-merkatuetan erregai fosiletan oinarritutakoak ez diren ontzien eta monitorizazio-sentsoreen ezarpen arrakastatsua erakustea da. Merkatu-onura zabalagoak

Produktuetarako, ontziratzeko teknologiarako eta funtzionalizatutako ontzietarako sarbide irekia, inplementazio azkarragoa eta merkatuan onarpena sustatzeko.
Produktuen segurtasun handiagoa kontsumitzaileentzat ontzien bidez, elikagaien iraupena kontrolatzeko gaitasunari esker.
Aplikazioen teknologiaren bidez erraztutako ezagutza partekatzeak ontzien diseinu biologikoen hautaketa pertsonalizatua ahalbidetzen du.
BIOSMART paketea beste sektore/kategoria eta merkatu-segmentu batzuetan aplika daiteke, hala nola farmazia, kosmetika, elektronika, etab.
Txikizkako saltzaileek elikagaien hondakinak murriztu ditzakete elikagaien iraupena kontrolatuz. Gizarte-onura zabalagoak: Elikagaien hondakinak murriztea arazo garrantzitsua da gizartearentzat. Plastikozko ontzien segurtasuna kezka handia da kontsumitzaileentzat, eta kontsumo osteko produktuak birziklatzea kostu handia da gizartearentzat.
Murriztu elikagaien kontserbagarrien kopurua osagai aktiboak ontzian jarriz.
Simulazioan oinarritutako ontzien diseinu tresna, ontzien hete-propietateak aurreikusteko.
Herritarrek janari-xahuketa murriztea, kostuen aurrezpenean eta ingurumen-erronketan eragin handia izanik.

Jardueren deskribapena

Lorpen nagusiak: Elikagaien merkatuaren segmentu hautatu baten eskaerei erantzuten dieten ontzi biologiko adimendun, aktibo eta funtzionalen garapena. Hainbat ezaugarri adimendun (sentsoreak, hesi-estaldurak, antimikrobianoak eta antifungikoak) ezarri dira arrain, urdaiazpiko eta gazta ontzietarako atmosfera eraldatuko film-zigilatutako erretilu konpostagarri eta biologikoetan, elikagaien iraupena kontrolatzeko.

Gainera, paper/plastikozko laminatuzko ontziak zabaldu dira hesi-estaldurak eta sentsoreak ezarriz. Teknologia funtzional aktibo eta adimendunak eskalatu dira pilotu-eskalako prototipoak egiteko. Antimikrobiano eta antifungiko lipopeptidoen fabrikazio-produktibitatea 40 aldiz handitu da, prezioa 50 aldiz murriztuz. Osagai aktiboak bio-oinarritutako polilaktida (PLA) filmengan lotu dira eta lehorgailu gisa sartu dira ontzietan. Oxigeno eta uraren hesi-estaldura biodegradagarriak zabaldu dira PLA filmak babesteko. Sentsore adimendunak ere garatu dira oxigeno eta amina kontzentrazioak detektatzeko eta goiko filmaren barnealdean aplikatu dira elikagaien iraupena kontrolatzeko. Polilaktida (PLA) filmaren propietate mekanikoen hobekuntza lortu da nanobuztinezko konpositeen bidez pilotu-eskalako estrusio-prozesuen bidez, Young-en modulua % 25 arte handituz eta haustura-luzapena % 36 arte handituz. Hesi-propietateak ere hobetu dira PLArekin alderatuta, oxigenoaren transmisio-tasa (OTR) % 25 arte eta ur-lurrunaren transmisio-tasa (WVTR) % 30 arte murriztuz.

Berrikuntzak paper-ontzietan Film malgu biodegradagarria (nanobuztinekin PLA nanokonposite biodegradagarriz estalitakoa) zelulosaz laminatu zen, sentsoreak leiho gardenetan aplikatuz. Paper/PLA laminatuaren eta paper/PE laminatuaren birziklagarritasuna alderatu zen, zelulosa-paper/PLA laminatua eraginkorragoa izanik. Zelulosa/PLA laminatuak % 40 murrizten du ingurumen-inpaktua zelulosa/polietileno (PE) laminatuarekin alderatuta. Elikagaien iraupenaren jarraipena Teknologia aktibo eta adimendunak aplikatu ziren elikagaien ontziratze-erakusleetan (arraina, urdaiazpikoa eta gazta), plasma, hesi-estaldurak eta oxigeno, karbono dioxido eta/edo amina sentsoreak erabiliz PLA filmei lotutako osagai aktibo antimikrobianoak edo antifungikoak barne. Atmosfera aldatuak erabili ziren iraupena luzatzeko. Sentsoreak aplikatu ziren babes-gasaren konposizioa % 100ean kontrolatzeko eta ontziaren iraupena kontrolatzeko. Balio-katearen ingurumen-inpaktu orokorra aztertu zen, material berrien hautaketa barne.

Karbono isuriak % 19 murriztu dira oinarri biologikoko plastikoak erabiltzeari esker, iturri fosiletako plastikoekin alderatuta. Elikagai-hondakinen ingurumen-aztarna askoz handiagoa da bioplastikoena baino. Protokoloen garapena eta estandarizaziorako ekarpena. Osagai aktiboen propietate antimikrobianoak ebaluatzeko protokolo estandarra hobetu da, propietate antimikrobianoak hobeto ebaluatzeko analisi-etapa desberdinetan.

Protokolo berritzaileak erabili dira kontsumitzaileen lehentasunak, ebaluazio sentsorialak eta ebaluazio mikrobiologikoa ebaluatzeko, elikagaien iraupen-bizitza degradazioan zehar. Aplikazio bat garatu da ontzien diseinu-fasean hesi-propietateak kalkulatzeko. Komunikazio- eta zabalkunde-jarduerak proiektuaren webgunean deskribatzen dira https://biosmart-project.eu . % 100ean segurua eta iraunkorra den oxigeno-sentsorearen elikagaiak ontziratzeko prozesuak Solar Impulse Efficient Solution! etiketa jaso du. Nanobuztinak dituzten PLAk patentatu ziren Biosmart proiektua baino lehen. Proiektuan zehar, propietate mekanikoak eta hesi-propietateak hobetu ziren, eta Food Approval etiketa ere lortu zen.

Testuinguruko deskribapena

Gaur egungo elikagai-ontziak normalean arinak dira eta errendimendu-behar oso pertsonalizatuak betetzen dituzte. Hala ere, plastikozko geruza anitzez osatuta daude, askotan aluminioa barne. Zaila da hauek banakako osagaietan birziklatzea, ez dituzte elikagai-hondakinen arazoak konpontzen, ezta benetako elikagaien iraungitze-data bermatzen ere. Erronkari aurre egiteko, oso sinplifikatuta dagoen ontzi konpostagarri bat garatu da, erreferentziazko bio-oinarritutako ontziekin alderatuta propietate mekaniko eta hesi hobetuak dituena, "itsaskortasunik gabeko" gainazalak eta benetako iraungitze-data sentsoreak dituena. Ontzi berria "nahikoa" da hainbat elikagai-aplikaziotarako; ontzi osoa "bioorganikoa" da, erraz biltzeko, konpostatzeko edo birziklatzeko.

BIOSMART proiektuaren helburuak elikagai fresko eta aurrez tratatutako beharrei erantzuten dieten ontzi adimendun biologikoak, konpostagarriak edo birziklagarriak garatzea dira. Gainera, ontziratze-sistema berritzaileak oinarri izango du errendimendua eta funtzionaltasuna merkatu-segmentu desberdinetan elikagai-ontzi malgu eta zurrun espezifikoetara egokitzeko. Ekosistema holistiko baten ikuspegia jarraitzen da, balio-kateari errendimendu hobea eta ekonomia onargarria ekartzen dizkioten irtenbideak eskainiz eta eskala handiko inplementazioa eta merkaturatzea errazten dutenak. Gaur egungo eta biharko ontziak (guztiz biologikoak eta konpostagarriak) bereizten dituzten alderdi kritikoak honako hauek ahalbidetzen dituzten funtzionalitate aktibo eta adimendun hobetuak dira: pisu arina, elikagai-hondakinen murrizketa, iraupen-iraupenaren kontrola eta iraupen-iraupen luzea, kontsumitzaileek hondakinen kudeaketa errazagoa izatea, guztia kostu lehiakor batean operadorearentzat.

Beraz, BIOSMART proiektuak gainazal superhidrofoboak, fase-aldaketako material mikrokapsulatuak, hesi-estaldurak, sentsore-gailuak eta konposatu antimikrobiano eta antioxidatzaile bioaktibo berriak ontzi biologikoetan selektiboki integratzeko ikuspegi bat hartzen du barne. Biosmart proiektuak nanobuztinarekin indartutako ontzi biologikoak garatu zituen, plasma bidez aplikatutako substantzia antimikrobianoak edo antifungikoak eta hesi-estaldura berritzaileak barneratuz. Ontzi biologiko adimendunak sentsoreekin kontrolatzen dira elikagaien iraupena kontrolatzeko eta ontzien ekoizpenean (kalitate-kontrolaren bidez) eta supermerkatuetan biltegiratzean hondakinak murrizteko.

Helburuak

BIOSMART proiektuaren proposamenak elikagai freskoen eta aurrez tratatutako elikagaien beharrak asetzen dituen ontzi aktibo, adimentsu eta biokonpostagarri bat garatzea du helburu. Gainera, ontziratze-sistema berritzaile honek oinarriak ezarriko ditu merkatu-segmentu desberdinetan elikagaien ontzi malgu eta zurrun espezifikoetara errendimendua eta funtzionaltasuna egokitzeko. Ekosistema holistiko baten ikuspegia jarraitzen da, balio-kateari errendimendu hobea eta errentagarritasun onargarria ekartzen dizkioten irtenbideak eskainiz, eskala handiko inplementazioa eta merkaturatzea erraztuz.

Gaur egungo ontziak etorkizuneko ontzi biokonpostagarrietatik bereizten dituzten alderdi nagusiak funtzionalitate aktibo eta adimendun hobetuak dira, eta hauek ahalbidetzen dituzte: ontzi arintzea, elikagai-hondakinen murrizketa, iraupenaren jarraipena eta luzapena, eta kontsumitzaileen hondakinen kudeaketa errazagoa, guztia kostu lehiakor batean operadorearentzat. Beraz, BIOSMART proiektuaren proposamenak gainazal superhidrofoboak, fase-aldaketako material mikrokapsulatuak, hesi-estaldurak, sentsoreak eta antimikrobiano eta antioxidatzaile bioaktibo berriak ontzi plastiko malgu biokonpostagarrietan selektiboki integratzeko ikuspegi bat hartzen du barne. Hiru ontziratze-sistema generiko hautatzen dira, egungo materialek (adibidez, poltsak, terrinak eta kartoi/film meheko erretiluak) definitutako errendimendu-eskakizun espezifikoekin.

Egoera posible desberdinetarako dagokien bizi-zikloaren ebaluazioek bideragarritasun ekonomikoa barne hartzen dute. Azkenik, ezagutza bateratu hau materialen hautaketa eta ontzien errendimendurako simulazio aplikazio batean sartzen da, aldagai posible guztiak optimizatuz hautatutako errendimendu adierazle nagusiak (KPI) betetzeko.

Results

Europan, urtero 88 milioi tona janari (leiho berri batean irekiko da) alferrik galtzen dira, ekoizten den janari guztiaren % 20ren baliokidea. Ingurumen-erronka hori areagotu egiten da egungo elikagaien ontziak birziklatzea zaila izan daitekeelako. "Elikagaien ontziak normalean arinak dira eta hainbat plastikoz eta aluminioz osatuta daude", azaldu du BIOINTELLIGENTE (leiho berri batean irekiko da) proiektuaren koordinatzaile Amaya Igartuak, Tekniker (leiho berri batean irekiko da) Espainiako erakundekoak. "Geruza hauek zailak izan daitezke bereizteko eta birziklatzeko osagai indibidual gisa".

Ondorioz, elikagaien ontziak mundu osoko hondakin-iturri handienetako bat bezala identifikatu dira. Ikerketek kalkulatu dute baztertutako plastiko guztien herena, adibidez, lurzoruan edo ur gezatan amaitzen dela. Beste ontziratze-material batzuek, hala nola tintak eta tindagaiek, ingurumenera iragaz daitezke azkenean. Ontzi guztiz konpostagarriak. BIOSMART proiektuak erronka horri aurre egin nahi izan zion etorkizuneko elikagaien aplikazioetarako bio-oinarritutako ontziratze-materialak garatuz. Helburua erraz konposta daitezkeen eta ohiko plastikoek baino errendimendu bera, hobea ez bada, eskaintzen duten materialak garatzea zen. Proiektuak Bio-Based Industries Joint Undertaking erakundearen finantzaketa jaso zuen, EBren eta industriaren arteko lankidetza publiko-pribatu bat. "Gure helburua nanokonpositeekin (leiho berri batean irekiko da), hesi-estaldurak, gainazal ez-itsaskorrak eta produktuaren 'kontsumitzeko azken eguna' zehatz-mehatz jakinarazi dezaketen sentsoreekin guztiz konpostagarriak diren ontziratzea zen", azaldu du Igartuak.

"Ontziratze hau merkatu-segmentu desberdinetako beharretara egokitu daiteke". Proiektu-taldeak supermerkatuetako apaletan aurkitzea espero litzatekeen material anitzeko ontziak ekoizteko bio-oinarritutako polimero egokiak identifikatzen hasi zen. Horien artean egon litezke, adibidez, gaztarentzat poltsak edo urdaiazpikoarentzat kartoizko/film meheko erretiluak. Ondoren, bizi-zikloaren ebaluazioak eta bideragarritasun ekonomikoaren analisiak egin ziren prototipo-ontzi guztiak komertzialki bideragarriak zirela ziurtatzeko. Helburu horiek hiru unibertsitateren, hiru ikerketa-instituturen, hiru ETEren eta bi korporazio handiren arteko lankidetza estuaren bidez lortu ziren. "Elikagaien ontzien balio-kate osoa ere ordezkatuta egon zen aholku-batzorde baten parte-hartzearen bidez", dio Igartuak. "Horren artean, erretxina fabrikatzaile bat, marka-jabe bat eta txikizkako saltzaile bat zeuden". Elikagaien Soluzio Adimendunak Elikagaien ontzietan hainbat berrikuntza garatu ziren arrakastaz, besteak beste, paper-oinarritutako laminatu bat, Atmosfera Eraldatuko Ontziratzerako (MAP) goiko film batekin zigilatutako bio-oinarritutako termoformatutako erretilu bat, elikagaien freskotasuna mantentzeko estaldura bioaktiboak eta hesi-estaldurak, eta sentsore adimendunak.

Proiektuak garatutako bio-oinarritutako material guztiak erabili ondoren, edozein janari-hondakinekin batera konposta daitezke, eta horrek hondakinen murrizketa nabarmena ekar dezake. Bestela, janaria eta ontziak biogas bihur daitezke energia eta beroa sortzeko. Berrikuntza interesgarri bat oxigeno, amina eta karbono dioxido mailen aldaketak detektatzeko gai diren sentsoreen monitorizazioa da. MAPen aplikatuta, kontsumitzaileei eta txikizkariei ziurtasunez jakiten lagun diezaiekete daukaten janaria hondatu den ala ez, kontsumitzeko azken egun arbitrario baten menpe egon beharrean. "Etorkizunean, txikizkariei eta baita kontsumitzaileek ere elikagaien degradazioa zehatzago kontrolatu ahal izango dute", gaineratu du Igartuak. "Horrek beharrezkoak ez diren elikagaien xahuketak murrizten lagunduko du". Europako Elikagaien Segurtasun Agintaritza (Leiho berri batean irekiko da)

Berrikuntza honen onarpena lortu da. Proiektu-taldeak industriarako web bidezko aplikazio-tresna bat ere garatu du. Horrek fabrikatzaileei lagunduko die bio-oinarritutako material egokia aukeratzen, beren errendimenduaren eta ontziratze-behar funtzionalen arabera. Hurrengo urratsen artean, bio-oinarritutako ontziratze-irtenbide hauek merkatura ateratzeko fabrikazio-ahalmena handitzea dago. "Etorkizunerako beste erronka garrantzitsu bat hezetasun-baldintzei aurre egiten dieten bio-oinarritutako hesi-estaldurak garatzea da", dio Igartuak.

Koordinatzaileak

FUNDACION TEKNIKER

Kolaboratzaileak

GEA WESTFALIA SEPARATOR GROUP GMBH
INSTITUTO TECNOLOGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGISTICA
WIPAK WALSRODE GMBH & CO KG
THE UNIVERSITY OF READING
RISE RESEARCH INSTITUTES OF SWEDEN AB
LIPOFABRIK
TECSENSE GMBH
UNIVERSITE DE LILLE
HAUTE ECOLE SPECIALISEE DE SUISSE OCCIDENTALE
PROPAGROUP SPA
RISE INNVENTIA AB

Beste estekak

H2020 BIOSMART Proiektua: Oinarri biologikoko ontzi adimendunak elikagaien kalitatea hobetzeko kontserbaziorako

Lotutako proiektuak