Proxecto H2020 KARMA2020: Valorización dos residuos industriais de plumas para materiais sostibles baseados en KeRatin
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2017 -2019
- Orzamento asignado 5.880.471,38 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto KARMA2020
Durante o proxecto KaRMA2020, o fluxo de residuos de plumas xerado no matadoiro de aves valorouse mediante diversas tecnoloxías adaptadas ás súas aplicacións finais. O consorcio resolveu algúns dos principais problemas asociados ao manexo e procesamento das plumas para o seu uso como materia prima valiosa. Entre os principais logros destaca a creación dunha gama de materias primas derivadas das plumas, como hidrolizado de queratina, bioplásticos, retardantes de chama, resinas termoendurecibles e tecidos non tecidos. No marco do proxecto tamén se incorporaron á cadea de valor os humins, un subproduto do proceso de deshidratación do azucre.
Os experimentos iniciais a escala de laboratorio foron substituídos por demostracións piloto e industriais, validación do produto final e estudos de viabilidade para garantir a implantación de tecnoloxías innovadoras. Avaliouse o potencial das tecnoloxías de conversión para o tratamento de plumas en termos de viabilidade, escalabilidade e competitividade de custos. Esta valoración permitiu seleccionar as tecnoloxías máis adecuadas para a produción industrial de materias primas a base de plumas. A ampliación de diferentes tecnoloxías de conversión conseguiuse combinando ferramentas de software de simulación con probas piloto para producir materias primas baseadas en plumas utilizando tecnoloxías como a explosión de vapor, a extrusión por fusión, a unión por hilatura e a conversión química.
Como resultado, fabricáronse e validáronse cinco produtos diferentes a base de plumas cos mesmos estándares que os seus homólogos derivados do petróleo: bandexas de envasado de alimentos, fertilizantes (incluídos fertilizantes de liberación controlada, CRF), retardantes de chama (FR) para téxtiles revestidos de PU, pinturas FR e compostos termoestables. En canto ao rendemento, a maioría cumpriu máis do 90% dos requisitos da aplicación e, nalgúns casos, o novo produto funcionou aínda mellor.
Os produtos finais de KaRMA2020 poderían substituír os materiais a base de fósiles nalgunhas aplicacións. Dependendo do produto final, a redución do uso de combustibles fósiles vai do 30 ao 100%. Estes produtos KaRMA2020 poderían no futuro garantir o seu contido de base biolóxica a través da correspondente certificación "OK BIO-BASED".
Ademais destes novos desenvolvementos, avaliouse o impacto ambiental das tecnoloxías, procesos e materiais do proxecto para garantir unha menor pegada de carbono. Xunto a esta avaliación, KaRMA2020 desenvolveu unha estratexia integral de xestión de residuos que abrangue a xeración de residuos ao longo de toda a cadea de valor do proxecto e as posibles vías de recuperación.
Como parte da estratexia de comunicación, creáronse materiais de identidade visual e comunicación (folleto, folleto, páxina web, etc.) e difundíronse 10 publicacións relacionadas cos resultados de KaRMA2020. Ademais, como parte do plan de negocio, realizouse unha análise de mercado en profundidade e propuxéronse as formas máis adecuadas de explotar as innovacións de KaRMA2020.
Finalmente, en recoñecemento ás innovacións do proxecto, KaRMA2020 recibiu varios premios, como o SPIRE Award “2017-EU Process Industry Conference” como proxecto máis inspirador, ademais da Medalla de Ouro con Mención Especial do Xurado e o premio especial do Joint Stock Company Design & Research Institute for Information Technology, Signaling and Telecommunication, Russia, JSC on Ravention IAS. “Plumas hidrofóbicas a base de tecidos non tecidos obtidos pola técnica de spin-bonded” e a Medalla de Ouro da Feira INNOVA 2019.
A industria avícola xera enormes cantidades de residuos cada ano. En todo o mundo consúmense anualmente 24.000 millóns de galiñas e prodúcense ao redor de 8.500 millóns de toneladas de plumas de aves. Segundo a Comisión Europea, só na Unión Europea (UE-28) producíronse 13,1 millóns de toneladas de carne de aves en 2014, cunha xeración estimada de 3,1 millóns de toneladas de residuos de plumas.
A pesar da súa alta dispoñibilidade, o uso das plumas como materia prima en aplicacións industriais en Europa aínda é moi limitado. Como resultado, a maioría das plumas de aves son actualmente eliminadas en vertedoiros, incineradas ou unha pequena parte convértese en alimento animal de baixo valor nutricional. A eliminación de plumas en vertedoiros ou incineradoras será cada vez máis problemática no futuro.
Polo tanto, o desenvolvemento de métodos alternativos de conversión industrial e estratexias de explotación das plumas de aves non só aumentará o seu valor como materia prima, senón que reducirá o impacto ambiental e os riscos para a saúde asociados á súa eliminación, de acordo coas directivas sobre residuos en vertedoiro (Directiva 1999/31/CE do Consello, do 26 de abril de 1999, e Directiva 2000/76/CE).
Neste contexto, o obxectivo do Proxecto KaRMA2020 é a produción industrial e a explotación de materias primas sostibles a partir de residuos de plumas para desenvolver produtos innovadores e ecolóxicos para mercados intersectoriales de alto impacto.
Para acadar este obxectivo principal, seguiuse os seguintes pasos:
- Mellorar os procesos de pretratamento e acondicionamento dos residuos de plumas
- Optimización do illamento da queratina e outras materias primas a base de plumas
- Validar materias primas a base de plumas para produtos finais de base biolóxica
O uso de tecnoloxías de conversión eficientes para o procesamento de plumas, combinado co desenvolvemento de produtos a base de queratina para sectores de alto impacto como fertilizantes, envases de alimentos biodegradables, revestimentos técnicos para téxtiles e compostos termoestables de base biolóxica, permitirán a fabricación a gran escala de materias primas a base de plumas, posibilitando a súa comercialización a un custo competitivo.
Segundo a Comisión Europea, só na Unión Europea (UE-28) producíronse 13,1 millóns de toneladas de carne de aves en 2014, cun estimado de 3,1 millóns de toneladas de residuos de plumas xerados. Na actualidade, a maioría das plumas de aves convértense en alimentos de baixo valor nutricional ou son eliminadas en vertedoiros, o que xera riscos ambientais e para a saúde.
Neste contexto, o obxectivo xeral de KaRMA2020 é a explotación industrial destes residuos infrautilizados para obter materias primas de valor engadido para o sector químico: queratina, bioplásticos, revestimentos ignífugos, non tecidos de base biolóxica e resinas termoestables. Isto conseguirase mediante: i) enfoques innovadores e sostibles (xa patentados por algúns dos socios de KaRMA2020), ou ii) técnicas convencionais e rendibles.
As materias primas resultantes fabricaranse a escala industrial e, posteriormente, utilizaranse para producir novos produtos de base biolóxica, como fertilizantes de liberación lenta, plásticos biodegradables para envases de alimentos, téxtiles revestidos ignífugos e compostos termoestables de base biolóxica resistentes á chama. A sustentabilidade das novas materias primas e produtos finais avaliarase mediante unha avaliación do ciclo de vida (ACV). Ademais, desenvolverase un plan integral de xestión de residuos para minimizar o impacto ambiental que xeran os residuos.
A comunicación e a transferencia de coñecemento, así como un plan de negocio detallado, maximizarán a rendibilidade global de KaRMA2020.
A composición equilibrada do consorcio, que inclúe a industria, entidades de I+D e a academia, garante a KaRMA2020 as mellores posibilidades de éxito.
No marco do proxecto KaRMA2020, o consorcio desenvolveu tecnoloxías específicas para converter as plumas en novas materias primas. Esta conversión conseguiuse mediante: i) enfoques innovadores e sostibles (xa patentados por algúns dos socios de KaRMA2020) e ii) tecnoloxías convencionais e competitivas en custos.
A maioría destas tecnoloxías demostraron a súa eficacia a escala de laboratorio. Valorouse o seu potencial de ampliación e seleccionáronse as tecnoloxías máis adecuadas para os procesos a escala piloto.
Grazas ao potencial innovador de KaRMA2020, o proxecto demostrou os seguintes impactos significativos:
- Impacto técnico, a través da optimización dos métodos de procesamento de plumas, desde o laboratorio ata a escala industrial. Durante o proxecto solicitáronse dúas patentes: unha relacionada coa conversión de plumas en bioplásticos e outra co uso de queratina en materiais refractarios.
- Impacto industrial, mediante a fabricación de materias primas de orixe biolóxica e a elaboración e validación de produtos finais.
- Impacto ambiental, mediante a avaliación do impacto ambiental das novas urbanizacións e o desenvolvemento dunha estratexia adecuada de xestión de residuos.
- Impacto económico, a través da promoción de aplicacións e produtos innovadores con maior valor dos residuos actuais e a creación de novas oportunidades de negocio para os socios industriais.
- Impacto social, ao aumentar o impacto no mercado tanto para os usuarios finais como para os fabricantes, facilitando a introdución de materias primas respectuosas co medio ambiente e non dependentes do petróleo. Ademais, creáronse novas oportunidades de negocio para os socios industriais implicados.
- FUNDACION CIDETEC (CIDETEC)
Proxectos relacionados
