Proxecto H2020 KARMA2020: Valorización de residuos de plumas industriais 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 Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto KARMA2020
Durante o proxecto KaRMA2020, valorizouse o fluxo de residuos de plumas xerado no matadoiro de aves de curral empregando diversas tecnoloxías adaptadas ás súas aplicacións finais. O consorcio resolveu algúns dos problemas clave asociados coa manipulación e o procesamento de plumas para o seu uso como valiosa materia prima. Entre os principais logros está a creación dunha gama de materias primas derivadas das plumas, como o hidrolizado de queratina, os bioplásticos, os retardantes de chama, as resinas termoestables e os tecidos non tecidos. Como parte do proxecto, as huminas, un subproduto do proceso de deshidratación do azucre, tamén se incorporaron á cadea de valor.
Os experimentos iniciais a escala de laboratorio foron substituídos por demostracións piloto e industriais, validación de produtos finais e estudos de viabilidade para garantir a implementación 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 avaliación permitiu seleccionar as tecnoloxías máis axeitadas 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 empregando tecnoloxías como a explosión de vapor, a extrusión de masa fundida, 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 para envasado de alimentos, fertilizantes (incluídos fertilizantes de liberación controlada, CRF), retardantes de chama (FR) para téxtiles revestidos de PU, pinturas FR e materiais compostos termoestables. En termos de rendemento, a maioría cumpría máis do 90 % dos requisitos da aplicación e, nalgúns casos, o novo produto tivo un rendemento aínda mellor.
Os produtos finais de KaRMA2020 poderían substituír os materiais baseados en fósiles nalgunhas aplicacións. Dependendo do produto final, a redución no uso de combustibles fósiles oscila entre o 30 e o 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 con esta avaliación, KaRMA2020 desenvolveu unha estratexia integral de xestión de residuos que abrangue a xeración de residuos en 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, prospecto, sitio web, etc.) e difundíronse 10 publicacións relacionadas cos resultados de KaRMA2020. Ademais, como parte do plan de negocios, realizouse unha análise de mercado en profundidade e propuxéronse as formas máis axeitadas de aproveitar as innovacións de KaRMA2020.
Finalmente, en recoñecemento ás innovacións do proxecto, KaRMA2020 recibiu varios premios, como o Premio SPIRE “2017-EU Process Industry Conference” como o proxecto máis inspirador, ademais da Medalla de Ouro con Mención Especial do Xurado e o premio especial do Instituto de Deseño e Investigación de Tecnoloxías da Información, Sinalización e Telecomunicacións no Transporte Ferroviario JSC NIIAS, Rusia, pola invención “Plumas hidrofóbicas baseadas en tecidos non tecidos obtidos pola técnica de fiación-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 polos e prodúcense arredor de 8.500 millóns de toneladas de plumas de aves de curral. Segundo a Comisión Europea, só na Unión Europea (UE-28) producíronse 13,1 millóns de toneladas de carne de aves de curral en 2014, cunha xeración estimada de 3,1 millóns de toneladas de residuos de plumas.
Malia a súa alta dispoñibilidade, o uso de plumas como materia prima en aplicacións industriais en Europa aínda é moi limitado. Como resultado, a maioría das plumas de aves de curral descártanse actualmente en vertedoiros, incinéranse ou unha pequena parte convértese en pensos para animais 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 para as plumas de aves de curral non só aumentará o seu valor como materia prima, senón que tamén reducirá o impacto ambiental e os riscos para a saúde asociados á súa eliminación, de acordo coas directivas sobre vertedoiros de residuos (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 respectuosos co medio ambiente para mercados intersectoriais de alto impacto.
Para acadar este obxectivo principal, seguíronse os seguintes pasos:
- Mellorar os procesos de pretratamento e acondicionamento dos residuos de plumas
- Optimización do illamento da queratina e outras materias primas derivadas de plumas
- Validar materias primas baseadas en 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 biodegradables para alimentos, revestimentos técnicos para téxtiles e compostos termoestables de base biolóxica, permitirá a fabricación a grande escala de materias primas a base de plumas, o que permitirá 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 de curral en 2014, e estímase que se xeraron 3,1 millóns de toneladas de residuos de plumas. Actualmente, a maioría das plumas das aves convértense en alimentos de baixo valor nutricional ou elimínanse en vertedoiros, o que crea 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, tecidos 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 resistentes ás lapas e materiais compostos termoestables de base biolóxica resistentes ás lapas. A sustentabilidade das novas materias primas e dos produtos finais avaliarase mediante unha análise do ciclo de vida (ACV). Ademais, elaborarase un plan integral de xestión de residuos para minimizar o impacto ambiental xerado polos residuos.
A comunicación e a transferencia de coñecementos, así como un plan de negocios detallado, maximizarán a rendibilidade global de KaRMA2020.
A composición equilibrada do consorcio, que inclúe a industria, entidades de I+D e o mundo académico, garante a KaRMA2020 as mellores posibilidades de éxito.
No marco do proxecto KaRMA2020, o consorcio desenvolveu tecnoloxías específicas para converter 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 eficiencia a escala de laboratorio. Avaliouse o seu potencial de ampliación e seleccionáronse as tecnoloxías máis axeitadas para procesos a escala piloto.
Grazas ao potencial innovador de KaRMA2020, o proxecto demostrou os seguintes impactos significativos:
- Impacto técnico, mediante a optimización dos métodos de procesamento de plumas, desde a escala de laboratorio ata a industrial. Solicitáronse dúas patentes durante o proxecto: 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 produción e validación de produtos finais.
- Impacto ambiental, mediante a avaliación do impacto ambiental dos novos desenvolvementos e o desenvolvemento dunha estratexia axeitada de xestión de residuos.
- Impacto económico, mediante a promoción de aplicacións e produtos innovadores con maior valorización 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 que non dependen do petróleo. Ademais, creáronse novas oportunidades de negocio para os socios industriais implicados.
- FUNDACION CIDETEC (CIDETEC)
Proxectos relacionados
