Proxecto H2020 CelluWiz: Desenvolvemento de procesos para un material de celulosa multicapa reciclable e compostable para envases

CelluWiz permitiu o desenvolvemento de dúas tecnoloxías para a produción a escala piloto de materiais de envasado 100 % celulósicos con excelentes propiedades de barreira para o envasado de alimentos. As bobinas de cartón laminado enxertado por cromatografía producidas a escala piloto permitiron a produción de tres modelos de proba de concepto (cunchas, vasos e bandexas). Compostables, reciclables e biodegradables no medio mariño e no compost industrial, estes produtos presentan excelentes propiedades de barreira. Este proxecto senta as bases para unha nova xeración de materiais de envasado 100 % celulósicos como alternativa aos materiais plásticos ou complexos existentes. Ao final do proxecto, pódense destacar os seguintes logros científicos e tecnolóxicos significativos:

Do Paquete de Traballo 2 (WP2): Entregáronse bobinas de MFC laminadas en húmido cunha barreira de aceite específica para paquetes de traballo posteriores para a produción dos PoC. Determinouse e describiuse a xanela de funcionamento da pequena máquina piloto en termos da influencia da concentración de MFC, o grao de MFC, a velocidade da máquina, a velocidade de alimentación, o medio de filtración, as caixas de baleiro, a replicación e o secado.

• A homoxeneidade e o contido de sequidade antes da replicación melloraron lixeiramente coa replicación en cartón húmido e caixas de baleiro con maior área de succión, respectivamente.
• A análise de imaxes 3D obtidas con microtomografía de raios X permitiu determinar o grosor das capas de MFC e a súa superficie de contacto coa placa.
• A análise do comportamento mecánico das películas de MFC baixo carga de tracción biaxial mostrou que as películas de MFC inducen unha tensión de impulsión pronunciada para dobrar a placa laminada húmida ao secar.

Do WP3:

• Implementouse unha metodoloxía para investigar o enxerto na dirección z que permite a localización das fraccións enxertadas.
• Obtivéronse mostras con densidades de enxerto ultraaltas despois de desenvolver unha nova tecnoloxía para abrir películas de MFC.
• O enxerto de películas de MFC a densidades de enxerto ultraaltas levou a rendementos de barreira á auga moi superiores ás especificacións obxectivo para todos os PoC.
• Demostrouse unha relación de lei de potencia entre as densidades de enxerto e o rendemento das barreiras de auga, o que permite predicir valores de modificación obxectivo para un requisito dado.

O proceso cromatoxénico mellorouse engadindo caixas de vapor antes e despois do enxerto, o que aumentou significativamente a eficiencia do enxerto e as propiedades mecánicas das películas laminadas WP4 MFC.

A eliminación de elementos grosos dunha suspensión de MFC mediante peneirado a través dunha abertura de arame fino foi probada nun dispositivo a escala de laboratorio.

Repetiuse a desfloculación nunha suspensión de MFC mediante cribado nunha planta piloto de cribado a presión de tamaño semiindustrial a unha concentración de ata o 2,7 % e demostrouse que é estable Del WP5.

A caixa de vapor despois do enxerto mellora a convertibilidade debido ao maior contido de humidade.

As probas de concepto foron producidas, probadas e entregáronse segundo o planificado.

Non se cumpriron todos os indicadores clave de rendemento para o rendemento das barreiras; porén, as probas reais dos demostradores mostraron un rendemento de excelente a bo do WP6.

As tres probas de concepto son compatibles coa reciclaxe de envases industriais convencionais e, polo tanto, cumpren coa norma EN13430 "Requisitos para envases recuperables mediante reciclaxe de materiais". A taxa de reciclaxe é do 100 % para a cuncha e a bandexa e do 97 % para o vaso.

O rendemento ambiental do vaso CelluWiz, desde unha perspectiva de principio a fin, mellora en comparación co vaso de papel/PE en todas as categorías de impacto, cunha redución que oscila entre o 18 % e o 82 %.

Unha análise de ecoeficiencia en 3D mostra que o vaso CelluWiz é a opción máis sostible en comparación co vaso de papel/PE e o vaso de plástico PS analizados como puntos de referencia.

En canto á idoneidade para o contacto con alimentos, os materiais probados cumpren os requisitos aplicables ao papel e ao cartón segundo a Recomendación BfR XXXVI, aínda que as substancias engadidas intencionadamente deben estar autorizadas para tal uso, mesmo se non se detecta unha migración específica destas substancias nas condicións de uso estudadas.