Projet H2020 YPACK : Emballages haute performance à base de polyhydroxyalkananoate pour minimiser le gaspillage alimentaire
- Taper Projet
- État Rempli
- Exécution 2017 -2021
- Budget alloué 5.996.591,02 €
- Portée Europeo
- Principale source de financement H2020
- Site Web du projet YPACK
Les matières plastiques dérivées du pétrole utilisées dans les emballages alimentaires contribuent au problème croissant des déchets plastiques. La stratégie de l’UE en matière d’économie circulaire propose des solutions d’emballage alternatives qui utilisent des sous-produits de l’industrie alimentaire, tels que le fromage, le lactosérum et les coques d’amandes.
Ces solutions visent à assurer la biodégradabilité et la recyclabilité, tout en réduisant le gaspillage alimentaire. Dans ce contexte, le projet YPACK, financé par l'UE, réalisera la mise à l'échelle préindustrielle et la validation de deux options d'emballage alimentaire innovantes à base de PHA (polyhydroxyalcanoates). Il s'agit notamment d'un plateau thermoformé et d'un sac flow pack, tous deux dotés de propriétés de barrière active et passive. Le projet adoptera une approche et une méthodologie globales englobant le développement de l’emballage, la validation du produit, une approche sociale (diffusion, politique et aspects réglementaires) et l’évaluation du marché.
Les travaux menés dans le cadre du projet YPACK ont abouti à deux produits :
- Un film multicouche biodégradable et biosourcé à base de polyhydroxyalcanoates (PHA) avec une barrière à l'oxygène améliorée et des propriétés antimicrobiennes pour les applications d'emballage alimentaire. Ce film multicouche actif innovant peut être considéré comme un candidat potentiel pour une utilisation dans la conception d'emballages alimentaires actifs biologiques et recyclables, car les propriétés actives et barrières de ces matériaux sont avantageuses pour la conservation des aliments. Les multicouches développées peuvent être utilisées comme couvercles pour conteneurs, couches de contact alimentaire et flow packs. En effet, dans le cadre d'YPACK, la viabilité de ces films comme flow packs pour l'emballage des fruits a été testée.
- Barquettes thermoformées (YPACK23, YPACK25 et YPACK27), où YPACK27 contient des déchets de coques d'amandes et une nouvelle qualité de PHA dérivée de déchets de lactosérum de fromage.
Ces deux résultats clés exploitables ont conduit à des prototypes de produits finaux et ont été testés avec divers aliments dans le cadre d’études de durée de conservation commerciale. Pour son exploitation et sa commercialisation ultérieure, l'idée serait d'optimiser davantage l'évolutivité du processus pour réduire les coûts et améliorer la qualité de la finition, ainsi que de concéder la technologie sous licence aux entreprises intéressées par les produits.
De plus, plusieurs résultats qui ne sont pas encore considérés comme des produits évolutifs ont été mentionnés comme des résultats intermédiaires exploitables possibles, tels que :
- Optimisation de la production de microcellulose à partir de sous-produits de l'industrie de l'amande
- Amélioration d'un nouveau procédé de production de biomasse microbienne riche en PHBV dérivée du lactosérum de fromage
- Hot-tacks à base de nanofibres électrofilées comme alternative aux adhésifs pétrochimiques
- Film soufflé actif biodégradable
- Améliorations dans le développement de méthodes de purification et d'extraction de PHA à partir du lactosérum de fromage
En termes de diffusion, la marque YPACK ainsi que les résultats du projet susmentionnés ont été partagés tout au long du cycle de vie du projet à travers diverses activités, notamment la publication de nouvelles sur le site Web YPACK et les médias sociaux (principalement Twitter et LinkedIn), la participation et la présentation à des webinaires et événements, la publication de newsletters et la publication de plusieurs publications scientifiques.
L’utilisation de plastiques dérivés du pétrole dans le secteur de l’emballage alimentaire a augmenté au cours des dernières décennies en raison de plusieurs avantages, tels que leur faible coût, leur polyvalence, leurs propriétés mécaniques, leur facilité de traitement, etc. Cependant, son utilisation excessive a généré de graves problèmes environnementaux. À tel point qu’aujourd’hui, nous produisons environ 300 millions de tonnes de déchets plastiques par an, ce qui équivaut pratiquement au poids de la population humaine entière.
Le problème est que les déchets plastiques, qu’ils soient présents dans l’océan ou sur terre, peuvent persister dans l’environnement pendant des siècles et générer des microplastiques en se décomposant. Cela entraîne de graves problèmes environnementaux et sanitaires, ce qui conduit à un intérêt mondial accru pour le remplacement des plastiques par des plastiques biodégradables, avec une attention particulière portée au secteur de l’emballage alimentaire.
L’utilisation de biomatériaux et de ressources compostables et biodégradables (dans des conditions environnementales) est considérée comme l’une des nombreuses stratégies visant à minimiser l’impact environnemental des plastiques dérivés du pétrole. Ces matériaux sont compatibles avec la stratégie de bioéconomie circulaire, où les déchets sont réutilisés pour fabriquer des emballages, qui restituent ensuite du carbone au sol grâce au recyclage organique.
Les emballages biodégradables haute performance dérivés de déchets industriels polluants, tels que le lactosérum de fromage, ont suscité une attention particulière car ils pourraient être la solution ultime pour lutter contre la pollution plastique, sans compromettre les aspects de qualité et de sécurité alimentaire inhérents aux emballages en plastique. C'est pour cette raison que l'équipe YPACK a travaillé sur des solutions d'emballage alimentaire innovantes à base de polyhydroxyalcanoates (PHA) dérivés de déchets, qui ont atteint une exploitation commerciale pour certains des articles développés, même pendant la mise en œuvre du projet.
En bref, YPACK vise à intensifier la production et la validation commerciale de deux solutions d'emballage alimentaire à base de polyhydroxyalcanoates biodégradables (PHA) dérivés de biodéchets. Les actions menées dans le cadre du projet ont été :
- Profils de consommateurs et études de marché pour identifier les préférences des consommateurs et les besoins du marché.
- Plusieurs procédés liés à la production de systèmes monocouches et multicouches ont été optimisés et mis à l’échelle préindustrielle.
- Haute performance barrière et active qui permet la conservation d'aliments complexes.
- Analyse du cycle de vie (ACV) et études de durée de conservation pour la viande, les fruits, les légumes et les pâtes. Ces dernières activités sont actuellement menées par deux distributeurs et une entreprise agroalimentaire, partenaires du projet.
L'objectif principal d'YPACK est la mise à l'échelle pré-industrielle et la validation de deux solutions d'emballage alimentaire innovantes (barquette thermoformée et sachet flow pack) à base de PHA, avec des propriétés de barrière active et passive. Le nouvel emballage utilisera des sous-produits de l'industrie alimentaire (lactosérum de fromage et coques d'amandes), garantira la biodégradabilité et la recyclabilité et réduira le gaspillage alimentaire, dans le cadre de la stratégie d'économie circulaire de l'UE.
YPACK appliquera une approche et une méthodologie holistiques englobant différents domaines d'expertise : développement de solutions d'emballage (production de couches PHBV, composites, prototypage, validation industrielle), validation de produits (qualité/durée de conservation), orientation sociale (profilage des clients, diffusion, politiques et réglementations) et évaluation du marché (recherche commerciale et évaluation des risques). YPACK s'inscrit dans la stratégie d'économie circulaire de l'UE, notamment l'utilisation de sous-produits de l'industrie alimentaire biosourcés, les études ACV, la recyclabilité et la biodégradabilité des emballages et la réduction du gaspillage alimentaire. Le projet est construit conformément aux lignes directrices de la Commission européenne en matière de recherche et d'innovation responsables.
Le projet a une durée totale de 36 mois. Différents procédés liés à la production de systèmes multicouches passifs et actifs à base de PHBV brut seront optimisés et mis à l'échelle préindustrielle pour valider la production des solutions d'emballage proposées pour prolonger la durée de conservation de produits alimentaires sélectionnés. Il s'agit de :
- un plateau multicouche avec une couche active interne, et
- un flow pack multicouche avec des propriétés barrières améliorées.
Dans la première étape du projet, un profil de consommateur et une étude de marché seront réalisés pour identifier les préférences des consommateurs et les besoins du marché, et les adapter aux nouvelles réglementations de l’UE et aux avancées en matière de matériaux d’emballage.
Les principales avancées du projet, au-delà de l'état de l'art, sont le développement et la mise à l'échelle d'un nouveau biopolymère PHA dérivé du lactosérum de fromage et de composites thermoformables à base de PHA biodégradables à faible coût à partir de biodéchets. Une autre avancée majeure du projet est le développement d’un concept multicouche thermoformable à haute barrière aux gaz.
Les produits YPACK utilisent des stratégies de nanotechnologie sûres, telles que des couches intermédiaires continues de nanocellulose et des adhésifs thermoscellés électrofilés, pour présenter les fonctionnalités souhaitées. Actuellement, il n’existe aucun emballage compostable d’origine biologique capable d’atteindre les propriétés souhaitées.
À la fin du projet, nous avons pu mettre à l’échelle des emballages biodégradables entièrement fonctionnels, notamment des barquettes thermoformées et des films multicouches. Ces concepts ont été évalués en termes d’ACV, de biodégradabilité dans l’environnement et de compostage, de migration et comme éléments d’emballage pour prolonger la durée de conservation de plusieurs produits alimentaires sélectionnés, avec des résultats satisfaisants.
- CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
Projets connexes
