Skip to main content

H2020 CelluWiz Proiektua: Ontziratzeko zelulosa-material birziklagarri eta konpostagarri baten prozesuen garapena

  • Mota Proiektua
  • Egoera Bete
  • Exekuzioa 2019 -2022
  • Esleitutako Aurrekontua 2.841.875,00 €
  • Eremua Europeo
  • Autonomia-erkidegoa Comunitat Valenciana
  • Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
  • Proiektuaren webgunea https://doi.org/10.3030/838056
Azalpena

Ontziak garrantzitsuak dira elikagaiak eta produktuak garraiatzeko eta babesteko. Ontziratze egokiak garraio segurua bermatzen du, elikagaiak babesten ditu eta marketin-informazio garrantzitsua ematen du. Hala ere, plastikozko ontziak kaltegarriak dira ingurumenerako. EBk finantzatutako CelluWiz proiektuak bi prozesu aurreratu garatuko ditu, ingurumena errespetatzen duten ontziratze-materialak ekoizteko aukera emanez. Proiektua lau EBko herrialdetako bost bazkidek babesten dute, denbora errealeko eragiketa-sistemetan (RTO) eta ontziratzeetan espezializatuta daudenak. Material berriak zelulosa mikrofibrilatuetan (MFC) oinarritzen dira eta birziklagarriak eta konpostagarriak izango dira, elikagaien eta produktuen babesa bermatuz. CelluWiz-ek ingurumen-onurak eta balio-katean egokitzapen eraginkorra erakutsiko ditu. Pilotu-gailu txikiek CelluWiz materialen lehiakortasuna erakutsiko dute.

Jardueren deskribapena

CelluWizek bi teknologia garatzea ahalbidetu du % 100eko zelulosazko ontziratze-materialak eskala pilotuan ekoizteko, elikagaiak ontziratzeko hesi-propietate bikainak dituztenak. Eskala pilotuan ekoitzitako kromatografo-txertatutako kartoi laminatuzko bobinek hiru kontzeptu-proba modelo ekoiztea ahalbidetu dute (txarla-oskolak, edalontziak eta erretiluak). Konpostagarriak, birziklagarriak eta biodegradagarriak itsas ingurunean eta konpost industrialean, produktu hauek hesi-propietate bikainak erakusten dituzte. Proiektu honek % 100eko zelulosazko ontziratze-materialen belaunaldi berri baten oinarriak ezartzen ditu, dauden plastikozko edo material konplexuen alternatiba gisa. Proiektuaren amaieran, lorpen zientifiko eta teknologiko esanguratsu hauek nabarmendu daitezke:

2. Lan Paketetik (WP2): PoCak ekoizteko ondorengo lan paketeetarako olio-hesi espezifikodun MFC bobina hezeak entregatu ziren. Makina pilotu txikiaren funtzionamendu-leihoa zehaztu eta deskribatu zen MFC kontzentrazioaren, MFC kalifikazioaren, makinaren abiaduraren, elikatze-tasaren, iragazketa-euskarriaren, huts-kutxen, erreplikazioaren eta lehortzearen eraginari dagokionez.

  • Erreplikazioaren aurretiko homogeneotasuna eta lehortasun-edukia apur bat hobetu ziren ohol hezean eta xurgapen-eremu handiagoarekin huts-kutxetan erreplikatzean, hurrenez hurren.
  • X izpien mikrotomografiarekin lortutako 3D irudien analisiak MFC geruzen lodiera eta taularekin duten kontaktu-azalera zehaztea ahalbidetu zuen.
  • MFC filmen portaera mekanikoaren analisi biaxialaren trakzio-kargapean erakutsi zuen MFC filmek tentsio nabarmena eragiten dutela laminatuzko taula bustia lehortzean tolesteko.

WP3-tik:

  • Metodologia bat ezarri da z norabidean txertaketa ikertzeko, txertatutako frakzioak lokalizatzea ahalbidetzen duena.
  • MFC filmak irekitzeko teknologia berri bat garatu ondoren, txerto-dentsitate ultra-altuak dituzten laginak lortu dira.
  • MFC filmak txertatze-dentsitate ultra-altuetan txertatzeak PoC guztien zehaztapen helburuetatik askoz haratagoko ur-hesi-errendimenduak ekarri zituen.
  • Potentzia-lege erlazio bat frogatu da txerto-dentsitateen eta ur-hesiaren errendimenduaren artean, eta horrek eskakizun jakin baterako helburu-aldaketa-balioak aurreikustea ahalbidetzen du.

Kromatogenia-prozesua hobetu da txertaketaren aurretik eta ondoren lurrun-kutxak gehituz, eta horrek WP4 MFC laminatu-filen txertaketaren eraginkortasuna eta propietate mekanikoak nabarmen handitu ditu.

Alanbre fin baten irekidura baten bidez bahetuz MFC suspentsio batetik elementu lodiak kentzea laborategiko eskalako gailu batean probatu da.

% 2,7rainoko kontzentrazioan tamaina erdi-industrialeko presio-bahetze pilotu planta batean MFC suspentsio batean desflokulazioa errepikatu da eta egonkorra dela frogatu da Del WP5.

Txertoaren ondorengo lurrun-kutxak bihurgarritasuna hobetzen du hezetasun-eduki handiagoa duelako.

Kontzeptuaren frogak planaren arabera ekoiztu, probatu eta entregatu ziren.

Ez ziren hesi-errendimenduaren KPI guztiak bete, baina erakusleen benetako probek WP6-ren errendimendu bikaina edo ona erakutsi zuten.

Hiru PoC-ak bateragarriak dira ohiko industria-ontzien birziklapenarekin, eta, beraz, EN13430 araua betetzen dute "Materialen birziklapenaren bidez berreskura daitezkeen ontzien eskakizunak". Birziklatze-tasa % 100ekoa da txarla-oskolarentzat eta erretiluarentzat, eta % 97koa edalontziarentzat.

CelluWiz edalontziaren ingurumen-errendimendua, sehaskatik hilobira ikuspegitik, hobetu egiten da paper/PE edalontziarekin alderatuta inpaktu-kategoria guztietan, % 18tik % 82ra bitarteko murrizketarekin.

3D ekoeraginkortasun-analisi batek erakusten du CelluWiz edalontzia dela aukerarik jasangarriena, erreferentzia gisa aztertutako paper/PE edalontziarekin eta PS plastikozko edalontziarekin alderatuta.

Elikagaiekin kontaktuan jartzeko egokitasunari dagokionez, probatutako materialek BfR XXXVI Gomendioaren arabera paperari eta kartoiari aplikatzen zaizkien baldintzak betetzen dituzte, nahiz eta nahita gehitutako substantziak baimendu behar diren erabilera horretarako, aztertutako erabilera-baldintzetan substantzia horien migrazio espezifikorik detektatzen ez bada ere.

Testuinguruko deskribapena

Celluwizen helburu orokorra lortzeko, lau helburu espezifiko definitu dira:

  1. Laminazio hezearen prozesua garatzea: Kolarik gabeko prozesu honek papera eta kartoia zelulosa mikrofibrilatu (MFC) geruza batekin lotzen ditu, zelulosa laminatuzko material bat sortuz. MFC geruza honek zurruntasuna, arintasuna eta airearen, koipearen eta oxigenoaren aurkako hesi bat eskaintzen ditu. Proiektua amaitutakoan, MFC laminazio hezeko makina pilotuak egunean 80 kg kartoi laminatu heze ekoizteko gai izango da 20 g/m² MFCrekin.
  2. MFC geruzetarako estaldura eta txertaketa kromatogenikoen prozesua garatzea: Prozesu hau disolbatzailerik gabeko txertaketa kimiko ultra-azkarra eta eraginkorra da, material zeluloso hidrofilikoak hidrofobo bihurtzeko gai dena. Prozesu pilotu kromatogenikoak egunean 500 kg laminatu hezeko taula prozesatu ditzake orain. Laminatu hezeko taula estandar batean, txertaketa-dentsitatea 35 mg/m² da, proiektuaren hasieran 19 mg/m² zen bitartean. MFC egitura irekitzeko garatutako lanean oinarrituta, 500 mg/m²-ko dentsitatea lortu zen eskala pilotu batean.
  3. Zelulosazko materialen 3 kontzeptu-froga ekoiztu: Txirla-oskolak, edalontziak eta erretiluak: PoC bakoitzeko 100 pieza ekoiztu ziren.
  4. Erakutsi prozesu eta material berritzaileen ingurumen-onurak eta balio-katean duten integrazio erraza, Bizi-Zikloaren Analisia (BZA) eta Bizi-Zikloaren Kostuen Kalkulua (BZK) eginez, datu zehatz eta garrantzitsuekin: CelluWiz Kopa paper birziklatu/PE edalontziarekin alderatzean, CelluWiz Kopak % 40 murriztu dezake karbono-aztarna, eta CelluWiz Kopa birziklatua PS plastikozko edalontzi erraustuarekin alderatzen badugu, murrizketa % 75ekoa da, beraz, KPIa betetzen da.
Helburuak

CelluWiz-en helburu nagusia zelulosazko ontziratze-material oso bat ekoizteko gai diren bi prozesu garatzea da, ontziratze-sektorean erabiltzen diren geruza anitzeko plastikozko material edo material anitzen alternatiba lehiakorra eskainiz, aldi berean berriztagarria, birziklagarria/birziklatua hondakin-paperaren balio-katean eta biodegradagarria izanik. Bi prozesu berritzaile hauek, MFC laminazio hezearen prozesua eta kromatogenesiaren prozesua, konbinatu ziren hiru kontzeptu-froga ekoizteko: maskor itxurako ontziak, edalontziak eta erretiluak. Prozesu eta material berritzaileen ingurumen-onurak, eta balio-katean duten integrazio erraza, Bizitza Zikloaren Ebaluazioak (BZI) eta Bizitza Zikloaren Kostuen Kalkulua (BZI) eginez ebaluatu ziren, datu zehatz eta garrantzitsuekin.

Koordinatzaileak
  • CENTRE TECHNIQUE DE L INDUSTRIE DESPAPIERS CARTONS ET CELLULOSES
Kolaboratzaileak
  • 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