Proyecto H2020 BIOSMART: Envases inteligentes de base biológica para una mejor conservación de la calidad de los alimentos
- Tipo Proyecto
- Estado Completado
- Ejecución 2017 -2021
- Presupuesto asignado 4.950.560,00 €
- Alcance Europeo
- Comunidad Autónoma Comunitat Valenciana; País Vasco
- Principal fuente de financiación Horizonte 2020
- Sitio web del proyecto https://biosmart-project.eu/
El tema de los envases sostenibles es más crítico que nunca. El uso excesivo de plástico y materiales no reciclables ha provocado la degradación del medio ambiente y una creciente crisis de residuos. En este contexto, el proyecto BIOSMART, financiado con fondos europeos, busca desarrollar envases de base biológica y compostables que satisfagan los requisitos específicos de las aplicaciones de alimentos frescos y pretratados. Mediante la integración de tecnologías avanzadas, BIOSMART creará sistemas de envasado con funcionalidades activas e inteligentes mejoradas, como la ligereza, la reducción de los residuos de alimentos, el control de la vida útil y la facilitación de la gestión de los residuos por parte de los consumidores. En concreto, el proyecto se centrará en la integración selectiva de varios elementos de vanguardia en envases de plástico flexible multicapa de base biológica.
Estos elementos incluyen superficies superhidrofóbicas, materiales de cambio de fase microencapsulados, recubrimientos de barrera, dispositivos sensores, así como componentes antimicrobianos y antioxidantes bioactivos. El avance del proyecto BIOSMART más allá del estado del arte es demostrar la implementación exitosa de paquetes basados en combustibles no fósiles y sensores de monitoreo en los mercados de envasado de alimentos. Beneficios de mercado más amplios
- Acceso abierto a productos, tecnología de empaque y empaques funcionalizados para estimular una implementación más rápida y aceptación en el mercado.
- Mayor seguridad del producto para los consumidores con empaques de base biológica, gracias a la posibilidad de monitorear la vida útil de los alimentos.
- El intercambio de conocimientos facilitado a través de la tecnología de aplicaciones permite una selección personalizada del diseño de empaques de base biológica.
- El paquete BIOSMART puede ser aplicable a otros sectores/categorías y segmentos de mercado como el farmacéutico, cosmético, electrónico, etc.
- El minorista puede reducir el desperdicio de alimentos controlando la vida útil de los alimentos. Beneficios sociales más amplios La reducción del desperdicio de alimentos es un problema importante para la sociedad. La seguridad de los envases de plástico es una preocupación importante de los consumidores, y el reciclaje de productos posconsumo es un coste significativo para la sociedad.
- Reducir la cantidad de conservantes alimentarios ubicando los activos en el envase.
- Herramienta de diseño de envases basada en simulación para predecir las propiedades de barrera de los envases de base biológica
- Reducción del desperdicio de alimentos por parte de los ciudadanos con un alto impacto en el ahorro de costes y los retos medioambientales
Los principales logros : El desarrollo de paquetes de base biológica funcionales activos e inteligentes que abordan las demandas de un segmento seleccionado del mercado de alimentos. Se han implementado diferentes funcionalidades inteligentes (sensores, recubrimientos de barrera, soluciones antimicrobianas y antifúngicas) en bandejas selladas con film de atmósfera modificada de base biológica y compostables para envases de pescado, jamón y queso, para controlar la vida útil de los alimentos.
Además, los envases laminados de papel/plástico se han ampliado implementando revestimientos de barrera y sensores. Amplíe las tecnologías funcionales activas e inteligentes para crear prototipos a escala piloto. La productividad de fabricación de lipopéptidos antimicrobianos y antifúngicos aumentó en un factor de 40, reduciendo el precio en un factor de 50. Los activos se han unido a las películas polilácticas de base biológica (PLA) y se han introducido como secantes en el envase. Los recubrimientos biodegradables de barrera al oxígeno y al agua se ampliaron para proteger las películas de PLA. También se han desarrollado sensores inteligentes para detectar la concentración de oxígeno y aminas y se han aplicado en el lado interior de la película superior para controlar la vida útil de los alimentos. La mejora de las propiedades mecánicas de la película de polilactida (PLA) se logró utilizando compuestos de nanoarcilla mediante procesos de extrusión de fundición a escala piloto, aumentando hasta un 25% el módulo de young y el alargamiento a fractura hasta en un 36%. Las propiedades de barrera también se han mejorado en relación con el PLA, reduciendo la tasa de transmisión de oxígeno (OTR) hasta en un 25% y la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) hasta en un 30%.
Las innovaciones en el embalaje de papel El film flexible biodegradable (PLA con nanoarcillas recubiertas con nanocompuesto biodegradable) ha sido laminado con celulosa, aplicando los sensores en ventanas transparentes. Se ha comparado la reciclabilidad del laminado de papel/PLA y del laminado de papel/PE, siendo más eficiente para la solución de papel de celulosa/laminado PLA. El laminado de celulosa/PLA reduce el impacto ambiental en un 40% en comparación con el laminado de celulosa/polietileno (PE). El seguimiento de la vida útil de los alimentos Las tecnologías activas e inteligentes se aplicaron a los demostradores de envases de alimentos (pescado, jamón y queso), incluidos los activos antimicrobianos o antifúngicos unidos a las películas de PLA mediante plasma, recubrimientos de barrera y sensores de oxígeno, dióxido de carbono y/o aminas. Se ha utilizado atmósfera modificada para alargar la vida útil. Se han aplicado sensores que permiten un control del 100% de la composición del gas protector y monitorizar la vida útil del envase. Se estudió el impacto ambiental general de la cadena de valor, incluida la selección de materiales novedosos.
La emisión de carbono se ha reducido en un 19% debido al uso de plásticos de base biológica en comparación con los plásticos de origen fósil. La huella ambiental de los residuos alimentarios es mucho mayor que la huella de los bioplásticos. Desarrollo de protocolos y contribución a la estandarización El protocolo estándar para evaluar las propiedades antimicrobianas de los activos se ha mejorado para evaluar mejor las propiedades antimicrobianas durante las diferentes etapas del análisis.
También se han utilizado protocolos innovadores para evaluar las preferencias de los consumidores, la evaluación sensorial y microbiológica durante la degradación de la vida útil de los alimentos. La aplicación del diseño de envases. Se ha desarrollado una aplicación para calcular las propiedades de barrera en la fase de diseño del envase. Las actividades de comunicación y difusión se describen en la página web del proyecto https://biosmart-project.eu. El sensor de oxígeno 100% seguro y sostenible proceso de envasado de alimentos ha sido galardonado con la etiqueta Solar Impulse Efficient Solution!. Los PLA con nanoarcillas fueron patentados antes del proyecto Biosmart. Durante el proyecto, se mejoraron las propiedades mecánicas y de barrera, alcanzando también la etiqueta de Aprobación Alimentaria.
Los paquetes de alimentos actuales suelen ser ligeros y satisfacen necesidades de rendimiento muy personalizadas. Sin embargo, están compuestos por múltiples y diferentes capas de plástico, que a menudo incluyen aluminio. Estos son difíciles de reciclar en componentes individuales, no abordan los problemas de alimentos residuales ni garantizan la fecha de vencimiento de los alimentos reales. El reto se aborda mediante el desarrollo de un envase totalmente compostable y muy simplificado con propiedades mecánicas y de barrera mejoradas en comparación con los envases de base biológica de referencia, superficies "no pegajosas" y sensores de fecha de vencimiento reales. El novedoso envase es "lo suficientemente bueno" para varias aplicaciones alimentarias, todo el envase es "bio-orgánico" para facilitar la recolección, el compostaje o el reciclaje.
Los objetivos El proyecto BIOSMART consiste en el desarrollo de envases inteligentes de base biológica, compostables o reciclables que aborden las necesidades de las aplicaciones de alimentos frescos y pretratados. Además, el novedoso sistema de envasado constituirá la base para adaptar el rendimiento y la funcionalidad a envases de alimentos flexibles y rígidos específicos en diversos segmentos del mercado. Se persigue un enfoque holístico del ecosistema ofreciendo soluciones que aporten un rendimiento mejorado y una economía aceptable a la cadena de valor y faciliten la implementación y la comercialización a gran escala. Las cuestiones críticas que diferencian los envases actuales de los futuros (totalmente de base biológica y compostables) son las funcionalidades activas e inteligentes mejoradas que permiten: un peso ligero, una reducción de los residuos de alimentos, un control de la vida útil y una vida útil más larga, un manejo más fácil de los residuos por parte de los consumidores, y todo ello a un coste competitivo para el titular.
Por lo tanto, el proyecto BIOSMART abarca un enfoque para integrar selectivamente superficies superhidrófobas, materiales de cambio de fase microencapsulados, recubrimientos de barrera, dispositivos de detección y nuevos compuestos antimicrobianos y antioxidantes bioactivos en envases de base biológica. Las conclusiones El proyecto Biosmart desarrolló envases biobasados reforzados con nanoarcillas, incorporando activos antimicrobianos o antifúngicos aplicados por plasma, e innovando en recubrimientos barrera. Los envases inteligentes de base biológica se supervisan con sensores para controlar la vida útil de los alimentos y reducir el desperdicio durante la producción de envases (mediante el control de calidad) y durante el almacenamiento en el supermercado.
La propuesta del proyecto BIOSMART aspira a desarrollar envases biocompostables, activos e inteligentes, que satisfagan las necesidades de las aplicaciones de alimentos frescos y pretratados. Además, este novedoso sistema de envasado sentará las bases para adaptar el rendimiento y la funcionalidad a envases alimentarios flexibles y rígidos específicos en diversos segmentos del mercado. Se persigue un enfoque holístico del ecosistema, ofreciendo soluciones que aporten un rendimiento mejorado y una rentabilidad aceptable a la cadena de valor, facilitando la implementación y la comercialización a gran escala.
Los aspectos clave que diferencian los envases actuales de los futuros, biocompostables, son las funcionalidades activas e inteligentes mejoradas que posibilitan: ligereza, reducción de residuos alimentarios, monitorización y prolongación de la vida útil, gestión más sencilla de los residuos de consumo, todo ello a un coste competitivo para el operador. La propuesta del proyecto BIOSMART, por lo tanto, abarca un enfoque para la integración selectiva de superficies superhidrofóbicas, materiales de cambio de fase microencapsulados, recubrimientos de barrera, sensores y nuevos antimicrobianos y antioxidantes bioactivos en envases plásticos flexibles multicapa biocompostables. Se seleccionan tres sistemas de envasado genéricos con necesidades de rendimiento específicas, definidas por los materiales actuales (p. ej., bolsas, terrinas y bandejas de cartón/film fino).
Las evaluaciones del ciclo de vida correspondientes para los diferentes escenarios posibles incluyen la viabilidad económica. Finalmente, este conocimiento consolidado se incorpora a una aplicación de simulación de selección de materiales y rendimiento del envasado mediante la optimización de todas las variables posibles para cumplir con los indicadores clave de rendimiento (KPI) seleccionados.
En Europa, algunos 88 millones de toneladas(Se abre en una ventana nueva) de alimentos se desperdicia cada año, el equivalente al 20 % de todos los alimentos producidos. Este desafío ambiental se ve agravado por el hecho de que los envases de alimentos actuales a menudo pueden ser difíciles de reciclar. "Los envases de alimentos suelen ser ligeros y están compuestos por múltiples y diferentes plásticos y aluminio", explica BIOINTELIGENTE(Se abre en una ventana nueva) la coordinadora del proyecto, Amaya Igartua, de Tekniker(Se abre en una ventana nueva)España. "Estas capas pueden ser difíciles de separar y reciclar como componentes individuales".
Como resultado, los envases de alimentos se han identificado como una de las mayores fuentes de residuos a nivel mundial. Los estudios han estimado que un tercio de todo el plástico desechado, por ejemplo, termina en el suelo o en el agua dulce. Otros materiales de embalaje, como las tintas y los tintes, también pueden acabar filtrándose en el medio ambiente. Envases totalmente compostables El proyecto BIOSMART trató de abordar este reto mediante el desarrollo de materiales de envasado de base biológica para futuras aplicaciones alimentarias. El objetivo era desarrollar materiales que se puedan compostar fácilmente y que ofrezcan el mismo rendimiento, si no mejor, que los plásticos convencionales. El proyecto recibió financiación de la Empresa Común para las Bioindustrias, una asociación público-privada entre la UE y la industria. "Nuestro objetivo era desarrollar envases totalmente compostables con Nanocompuestos(Se abre en una ventana nueva), recubrimientos de barrera, superficies no pegajosas y sensores que pueden comunicar con precisión la 'fecha de vencimiento' del producto", explica Igartua.
"Este empaque se puede adaptar a necesidades específicas en diversos segmentos del mercado". El equipo del proyecto comenzó identificando polímeros de base biológica adecuados para producir envases multimaterial que cabría esperar encontrar en las estanterías de un supermercado. Estos podrían incluir, por ejemplo, bolsas para queso o bandejas de cartón / película delgada para jamón. A continuación, se llevaron a cabo evaluaciones del ciclo de vida y análisis de viabilidad económica para garantizar que todos los envases de protipos fueran comercialmente viables. Estos objetivos se lograron gracias a la estrecha colaboración de tres universidades, tres institutos de investigación, tres pymes y dos grandes empresas. "Toda la cadena de valor del envasado de alimentos también estuvo representada a través de la participación de un consejo asesor", señala Igartua. "Esto incluía a un fabricante de resina, el propietario de una marca y un minorista". Soluciones alimentarias inteligentes Se desarrollaron con éxito varias innovaciones en el envasado de alimentos, incluido un laminado a base de papel, una bandeja termoformada de base biológica sellada con una película superior para Envasado en atmósfera modificada(Se abre en una ventana nueva) (MAP), bioactivos y recubrimientos de barrera para preservar la frescura de los alimentos, y sensores inteligentes.
Todos los materiales de base biológica desarrollados por el proyecto se pueden compostar conjuntamente con cualquier residuo de alimento después de su uso, lo que podría conducir a una reducción significativa de los residuos. Alternativamente, los alimentos y los envases podrían transformarse en biogás para generar energía y calor. Una innovación interesante son los sensores de monitorización capaces de detectar cambios en los niveles de oxígeno, aminas y dióxido de carbono. Aplicados a los MAP, podrían ayudar a los consumidores y minoristas a saber con certeza si los alimentos que contienen se han echado a perder, en lugar de tener que depender de una fecha de consumo preferente arbitraria. "En el futuro, los minoristas e incluso los consumidores podrán controlar con mayor precisión la degradación de los alimentos", añade Igartua. "Esto ayudará a reducir el desperdicio innecesario de alimentos". Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria(Se abre en una ventana nueva)
Se ha obtenido la aprobación para esta innovación. El equipo del proyecto también ha desarrollado una herramienta de aplicación web para la industria. Esto ayudará a los fabricantes a seleccionar el material de base biológica adecuado, de acuerdo con sus necesidades de rendimiento y embalaje funcional. Los próximos pasos incluyen la ampliación de la capacidad de fabricación para llevar estas soluciones de envasado de base biológica al mercado. "Otro desafío importante para el futuro es desarrollar recubrimientos barrera de base biológica resistentes a condiciones húmedas", dice Igartua.
- FUNDACION TEKNIKER
- GEA WESTFALIA SEPARATOR GROUP GMBH
- INSTITUTO TECNOLOGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGISTICA
- WIPAK WALSRODE GMBH & CO KG
- THE UNIVERSITY OF READING
- RISE RESEARCH INSTITUTES OF SWEDEN AB
- LIPOFABRIK
- TECSENSE GMBH
- UNIVERSITE DE LILLE
- HAUTE ECOLE SPECIALISEE DE SUISSE OCCIDENTALE
- PROPAGROUP SPA
- RISE INNVENTIA AB
- Web del proyecto (CORDIS)
- Ficha del proyecto CORDIS (pdf)
- Evaluación de las actividades antirradicales y antioxidantes de los lipopéptido…
- Impacto del proceso de purificación en el rendimiento de secado por pulverizaci…
- Nuevo proceso continuo para la producción de biosurfactantes lipopéptidos en bi…
- Electroseparación de subproductos de matadero: enriquecimiento de péptidos anti…
- Actividad antimicrobiana de los biosurfactantes lipopéptidos frente a patógenos…
- Nanocompuestos de nanocristales de poliéster-amida/celulosa de base biológica p…
- Aprovechamiento de los subproductos de los mataderos: de los residuos al conser…
- Valorización de subproductos de matadero: modificación del grado de hidrólisis …
- Web de FUNDACION TEKNIKER
- Web de INSTITUTO TECNOLOGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGISTICA
- Web de THE UNIVERSITY OF READING
- Web de RISE RESEARCH INSTITUTES OF SWEDEN AB
- Web de TECSENSE GMBH
- Web de HAUTE ECOLE SPECIALISEE DE SUISSE OCCIDENTALE
- Web de RISE INNVENTIA AB
 
 
 
 
        
   
                         
             
            