Proyecto H2020 KARMA2020:Valorización de residuos de plumas industriales para materiales sostenibles a base de KeRatin.
- Tipo Proxecto
- Estado Completado
- Execución 2017 -2019
- Orzamento asignado 5.880.471,38 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto MUSTEC
Descrición
La industria avícola genera enormes cantidades de residuos cada año. A nivel mundial, se consumen anualmente 24 mil millones de pollos y se producen alrededor de 8.5 mil millones de toneladas de plumas de aves de corral. Según la Comisión Europea, solo en la Unión Europea (UE-28) se produjeron 13,1 millones de toneladas de carne de ave en 2014, con una generación estimada de 3,1 millones de toneladas de residuos de plumas. A pesar de su alta disponibilidad, en Europa el uso de plumas como materia prima en aplicaciones industriales aún es muy limitado. Como consecuencia, actualmente la mayoría de las plumas de aves de corral se desechan en vertederos, se incineran o una pequeña parte se convierte en alimento para animales de bajo valor nutricional. La eliminación de plumas en vertederos o incineradoras será cada vez más problemática en el futuro. Por lo tanto, el desarrollo de métodos alternativos de conversión industrial y estrategias de explotación de las plumas de aves de corral no solo incrementará su valor como materia prima, sino que también reducirá el impacto ambiental y los riesgos para la salud asociados al vertido, de acuerdo con las directivas sobre vertido de residuos (Directiva 1999/31/CE del Consejo, de 26 de abril de 1999, y Directiva 2000/76/CE).
En este contexto, el objetivo del Proyecto KaRMA2020 es la fabricación y explotación industrial de materias primas sostenibles a partir de residuos de plumas para desarrollar productos ecológicos innovadores para mercados intersectoriales de alto impacto.
Para alcanzar este objetivo principal se han seguido los siguientes pasos:
Mejorar los procesos de pretratamiento y acondicionamiento de los residuos de plumas
Optimizar el aislamiento de la queratina y otras materias primas a base de plumas
Validar las materias primas a base de plumas para productos finales de origen biológico
El uso de tecnologías de conversión eficientes para el procesamiento de plumas, junto con el desarrollo de productos a base de queratina para sectores de alto impacto como: fertilizantes, envases de alimentos biodegradables, recubrimientos técnicos para textiles y compuestos termoestables de origen biológico, permitirá la fabricación a gran escala de materias primas a base de plumas, permitiendo su comercialización a un coste competitivo.
Descrición das actividades
Durante el proyecto KaRMA2020, el flujo de residuos de plumas generados en el matadero avícola se ha valorizado mediante diversas tecnologías adaptadas a sus aplicaciones finales. El consorcio ha resuelto algunos de los problemas clave asociados con el manejo y tratamiento de las plumas para su uso como materia prima valiosa. Entre los principales logros alcanzados se encuentra la creación de una gama de materias primas derivadas de las plumas, como hidrolizado de queratina, bioplásticos, retardantes de llama, resinas termoestables y telas no tejidas. Como parte del proyecto, también se han incorporado a la cadena de valor las huminas, un subproducto del proceso de deshidratación de azúcares.
Los experimentos iniciales a escala de laboratorio se han sustituido por demostraciones piloto e industriales, validación de productos finales y estudios de viabilidad para garantizar la implantación de las tecnologías innovadoras. Se ha evaluado el potencial de las tecnologías de conversión para el tratamiento de plumas en términos de viabilidad, escalabilidad y competitividad en costes. Esta evaluación permitió seleccionar las tecnologías más adecuadas para la fabricación industrial de materias primas a base de plumas. La ampliación de las diferentes tecnologías de conversión se ha logrado combinando herramientas de software de simulación con ensayos piloto para producir materias primas a base de plumas mediante tecnologías como explosión de vapor, extrusión por fusión, spunbonded y conversión química.
Como resultado, se han fabricado y validado cinco productos diferentes a base de plumas según los mismos estándares que sus homólogos derivados del petróleo: bandejas para envasado de alimentos, fertilizantes (incluidos fertilizantes de liberación controlada, CRF), retardantes de llama (FR) para textiles recubiertos de PU, pinturas FR y compuestos termoestables. En cuanto al rendimiento, la mayoría cumplió con más del 90 % de los requisitos de la aplicación y, en algunos casos, el nuevo producto tuvo un rendimiento incluso superior.
Los productos finales KaRMA2020 podrían sustituir, en algunas aplicaciones, materiales de origen fósil. Dependiendo del producto final, la reducción en el uso de fuentes fósiles oscila entre el 30 y el 100 %. Estos productos KaRMA2020 podrían garantizar en el futuro su contenido de origen biológico mediante la correspondiente certificación «OK BIO-BASED».
Además de estos nuevos desarrollos, se ha evaluado el impacto ambiental de las tecnologías, procesos y materiales del proyecto para garantizar una menor huella de carbono. Junto con esta evaluación, KaRMA2020 ha desarrollado una estrategia integral de gestión de residuos que abarca la generación de residuos a lo largo de toda la cadena de valor del proyecto y las posibles vías de valorización.
Como parte de la estrategia de comunicación, se crearon materiales de identidad visual y comunicación (folleto, prospecto, sitio web, etc.) y se difundieron 10 publicaciones relacionadas con los resultados de KaRMA2020. Por otro lado, como parte del plan de negocios, se realizó un profundo análisis de mercado y se propusieron las vías de explotación más adecuadas para las innovaciones de KaRMA2020.
Finalmente, en reconocimiento a las innovaciones del proyecto, KaRMA2020 recibió varios premios, como el premio SPIRE “2017-EU Process Industry Conference” como el proyecto más inspirador, además de la Medalla de Oro con Mención Especial del Jurado y el premio especial del Joint Stock Company Design & Research Institute for Information Technology, Signaling and Telecommunication on Railway Transport JSC NIIAS, Rusia, por la invención “Plumas hidrofóbicas a base de telas no tejidas obtenidas mediante la técnica spun-bonded” y la Medalla de Oro de la Feria INNOVA 2019.
Obxectivos
Según la Comisión Europea, en 2014 se produjeron 13,1 millones de toneladas de carne de ave sólo en la Unión Europea (UE-28), con una generación estimada de 3,1 millones de toneladas de desechos de plumas. En la actualidad, la mayoría de las plumas de aves de corral se convierten en alimentos para animales de bajo valor nutricional o se eliminan en vertederos, lo que genera riesgos para el medio ambiente y la salud. En este contexto, el objetivo general de KaRMA2020 es la explotación industrial de estos residuos infrautilizados para obtener materias primas de valor añadido para el sector químico: queratina, bioplásticos, recubrimientos ignífugos, resinas biológicas no tejidas y termoestables. Esto se logrará mediante: i) enfoques innovadores y sostenibles (ya patentados por algunos de los socios de KaRMA2020), o ii) técnicas convencionales y económicas. Las materias primas obtenidas se fabricarán a escala industrial y se utilizarán posteriormente para la producción de nuevos productos de base biológica, como: fertilizantes de liberación lenta, plásticos biodegradables para envases de alimentos, textiles recubiertos retardantes de llama y compuestos biológicos termoestables retardantes de llama. La sostenibilidad de las nuevas materias primas y productos finales se evaluará mediante una evaluación ACV. Además, se elaborará un plan integrado de gestión de residuos para minimizar los impactos ambientales generados por los mismos. La comunicación y la transferencia de conocimientos, así como un plan de negocios detallado, permitirán maximizar la rentabilidad general de los resultados de KaRMA2020. La composición bien equilibrada del consorcio, que incluye a la industria, los actores de IDT y el mundo académico, le da a KaRMA2020 la máxima posibilidad de éxito.
Resultados
En el marco del proyecto KaRMA2020, el consorcio ha desarrollado tecnologías específicas para la conversión de plumas en nuevas materias primas. Esta conversión se ha logrado mediante: i) enfoques innovadores y sostenibles (ya patentados por algunos de los socios de KaRMA2020) y ii) tecnologías convencionales y competitivas en costes.
La mayoría de estas tecnologías han demostrado su eficiencia a escala de laboratorio. Se ha evaluado su potencial de ampliación y se han seleccionado las tecnologías más adecuadas para los procesos a escala piloto.
Gracias al potencial de innovación de KaRMA2020, el proyecto ha mostrado los siguientes impactos relevantes:
Impacto técnico, mediante la optimización de los métodos de procesamiento de plumas, desde el laboratorio hasta la escala industrial. Se han solicitado dos patentes durante el proyecto: una relacionada con la conversión de plumas para bioplásticos y otra con el uso de queratina en materiales refractarios.
Impacto industrial, mediante la fabricación de materias primas de origen biológico y la producción y validación de productos finales.
Impacto ambiental, mediante la evaluación del impacto ambiental de los nuevos desarrollos y la elaboración de una estrategia adecuada de gestión de residuos.
Impacto económico, mediante la promoción de aplicaciones y productos innovadores con mayor valor a partir de los residuos actuales y la creación de nuevas oportunidades de negocio para los socios industriales.
Impacto social, al aumentar el impacto en el mercado, tanto para los usuarios finales como para los fabricantes, facilitando la introducción de materias primas respetuosas con el medio ambiente y no dependientes del petróleo. Además, se han creado nuevas oportunidades de negocio para los socios industriales involucrados.
Coordinadores
- FUNDACION CIDETEC (CIDETEC)
Colaboradores
- KULTURSAAT E.V. FUR ZUCHTUNGSFORSCHUNG UND KULTURPFLANZENERHALTUNG AUFBIOLOGISCH-DYNAMISCHER GRUNDLAGE
- ASOCIATIA ROMANA PENTRU AGRICULTURA DURABILA
- DEMETER EV
- ARCOIRIS SRL
- ASOCIACION ECOVALIA (ECOVALIA)
- BIODYNAMISCHE FODERATION - DEMETERINTERNATIONAL EV
- ORGANIC ARABLE MARKETING COMPANY LIMITED
- LANDBAUSCHULE DOTTENFELDERHOF GEMEINNUTZIGER VEREIN
- EUROPAISCHES KONSORTIUM FUR OKOLOGISCHE PFLANZENZUCHT EV (EUROPEAN CONSORTIUM FOR ORGANIC PLAANT BREEDING (ECO-PB))
- INSTITUT ZA TRAJNOSTNI RAZVOJ (ZAVOD ITR)
- GESELLSCHAFT FUR GOETHEANISTISCHE FORSCHUNG EV (GFGF)
- GETREIDEZUCHTUNG PETER KUNZ, VEREINFUR KULTURPFLANZENENTWICKLUNG (GZPK)
- STE COOPERATIVE AGRICOLE DE CEREALES BIOBOURGOGNE
- VEREIN POMA CULTA GEMEINNUTZIGER VEREIN ZUR FORDERUNG DER FORSCHUNG AUF DEM GEBIET DES BIOLOGISCH-DYNAMISCHEN OBSTBAUS (THE ASSOCIATION POMA)
- SOCIETE COOPERATIVE AGRICOLE DE CEREALES BIOLOGIQUES NORMANDIE ILE DEFRANCE (BIOCER)
- FORSCHUNGSINSTITUT FUR BIOLOGISCHEN LANDBAU DEUTSCHLAND EV (FORSCHUNGSINSTITUT FUR BIOLOGISCHEN LAND)
- AGRARTUDOMANYI KUTATOKOZPONT (ATK)
- EIDGENOESSISCHES DEPARTEMENT FUER WIRTSCHAFT, BILDUNG UND FORSCHUNG (WBF)
- SOCIEDAD ESPANOLA DE AGRICULTURA ECOLOGICA (SEAE)
- DIKTYO GIA TIN VIOPOIKILOTITA KAI TIN OIKOLOGIA STI GEORGIA (NETWORK FOR BIODIVERSITY AND ECOLOGY IN AGRICULTURE)
- INSTITUTO POLITECNICO DE COIMBRA (INSTITUTO POLITECNICO DE COIMBRA)
- INSTYTUT UPRAWY NAWOZENIA I GLEBOZNAWSTWA, PANSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY (IUNG-PIB)
- UNION BIO SEMENCES (UBIOS)
- RETE SEMI RURALI (RSR)
- LIVING SEEDS SEMENTES VIVAS, SA
- UNIVERSIDADE DE EVORA (UNIVERSIDADE DE EVORA)
- BUNDESVERBAND NATURKOST NATURWAREN EV (BNN)
- AGES - OSTERREICHISCHE AGENTUR FUR GESUNDHEIT UND ERNAHRUNGSSICHERHEIT GMBH (AGES)
- STICHTING BIONEXT (BIONEXT)
- PROGRESSIVE FARMING TRUST LTD LBG (THE ORGANIC RESEARCH CENTRE PFT)
- BORGEN ANDERS (AGRICOLA)
- AGRORESURSU UN EKONOMIKAS INSTITUTS (INSTITUTE OF AGRICULTURAL RESOURCES AND ECONOMICS)
- FORSCHUNGSINSTITUT FUR BIOLOGISCHEN LANDBAU STIFTUNG (FIBL RESEARCH INSTITUTE OF ORGANIC AGRICULTURE)
- CULTIVARI GETREIDEZUCHTUNGSFORSCHUNG DARZAU GGMBH (CLTI)
- STICHTING LOUIS BOLK INSTITUUT
- UNIVERSITAET KASSEL (UNI KASSEL)
- BINGENHEIMER SAATGUT AG (Bingenheimer Saatgut AG)
- INSTITUT TECHNIQUE DE L AGRICULTURE BIOLOGIQUE (ITAB)
- SATIVA RHEINAU AG (Sativa)
- UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA (UPV)
- LANDBRUG & FODEVARER F.M.B.A. (L&F)
- UNIVERSITA POLITECNICA DELLE MARCHE (UNIVPM)
- INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT (INRAE)
- VITALIS BIOLOGISCHE ZADEN B.V. (Vitalis)
- FELDSAATEN FREUDENBERGER GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT (FSF)
- FONDATSIYA ZA BIOLOGICHNO ZEMEDELIE BIOSELENA (FOUNDATION FOR ORGANIC AGRICULTURE BIOSELENA)
- INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE AGRICOLA FUNDULEA (INCDA NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT INSTITU)
- CONSIGLIO PER LA RICERCA IN AGRICOLTURA E L'ANALISI DELL'ECONOMIA AGRARIA (CREA)
- DE BEERSCHE HOEVE BV
- OKOLOGIAI MEZOGAZDASAGI KUTATOINTEZET KOZHASZNU NONPROFIT KFT (OMKI)
- STICHTING WAGENINGEN RESEARCH (WR)
- Web del proyecto
- Noticias
- Noticia
- Noticia
- Folleto
- Documentación (informes, guías y artículos) del Proyecto
- Web de FUNDACION CIDETEC
- Web de ARCOIRIS SRL
- Web de INSTITUT ZA TRAJNOSTNI RAZVOJ
- Web de GETREIDEZUCHTUNG PETER KUNZ, VEREINFUR KULTURPFLANZENENTWICKLUNG
- Web de AGRARTUDOMANYI KUTATOKOZPONT
- Web de INSTYTUT UPRAWY NAWOZENIA I GLEBOZNAWSTWA, PANSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY
- Web de UNIVERSIDADE DE EVORA
- Web de BUNDESVERBAND NATURKOST NATURWAREN EV
- Web de AGES - OSTERREICHISCHE AGENTUR FUR GESUNDHEIT UND ERNAHRUNGSSICHERHEIT G…
- Web de PROGRESSIVE FARMING TRUST LTD LBG
- Web de AGRORESURSU UN EKONOMIKAS INSTITUTS
- Web de FORSCHUNGSINSTITUT FUR BIOLOGISCHEN LANDBAU STIFTUNG
- Web de STICHTING LOUIS BOLK INSTITUUT
- Web de UNIVERSITAET KASSEL
- Web de INSTITUT TECHNIQUE DE L AGRICULTURE BIOLOGIQUE
- Web de UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA
- Web de LANDBRUG & FODEVARER F.M.B.A.
- Web de UNIVERSITA POLITECNICA DELLE MARCHE
- Web de INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'E…
- Web de INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE AGRICOLA FUNDULEA
- Web de CONSIGLIO PER LA RICERCA IN AGRICOLTURA E L'ANALISI DELL'ECONOMIA AGRARIA
- Web de OKOLOGIAI MEZOGAZDASAGI KUTATOINTEZET KOZHASZNU NONPROFIT KFT
- Web de STICHTING WAGENINGEN RESEARCH