Proyecto H2020 CelluWiz: Desarrollo de procesos para un material multicapa de celulosa reciclable y compostable para envases

CelluWiz ha hecho posible el desarrollo de dos tecnologías para producir a escala piloto materiales de envasado 100% celulósicos con excelentes propiedades de barrera para el envasado de alimentos. Las bobinas de cartón laminado e injertado por cromatogenia producidas a escala piloto permitieron la producción de tres pruebas de concepto (conchas, vasos y bandejas). Compostables, reciclables y biodegradables en el medio marino y en compost industrial, estos productos presentan excelentes propiedades de barrera. Este proyecto sienta las bases para una nueva generación de materiales de envasado 100% celulósicos como alternativa a los materiales plásticos o complejos existentes. Al final del proyecto, se pueden destacar los siguientes logros científicos y tecnológicos importantes: 

Del Paquete de Trabajo 2 (WP2 ): Se entregaron bobinas laminadas húmedas de MFC con una barrera específica contra el aceite para los paquetes de trabajo posteriores para la producción de las PoC. Se determinó y describió la ventana de operación de la pequeña máquina piloto en términos de la influencia de la concentración de MFC, el grado de MFC, la velocidad de la máquina, la tasa de alimentación, el medio de filtración, las cajas de vacío, la replicación y el secado. 

• La homogeneidad y el contenido de sequedad antes de la replicación mejoraron ligeramente con la replicación en tablero húmedo y cajas de vacío con mayor área de succión respectivamente. 
• El análisis de imágenes 3D obtenidas con microtomografía de rayos X permitió la determinación del espesor de las capas de MFC y su superficie de contacto con el tablero. 
• El análisis del comportamiento mecánico de películas de MFC bajo cargas de tracción biaxiales demostró que las películas de MFC inducen una tensión de conducción pronunciada para curvar el tablero laminado húmedo al secarse. 

Del WP3: 

• Se ha implementado una metodología para investigar el injerto en la dirección z que permite la localización de fracciones injertadas.
• Se han obtenido muestras con densidades de injerto ultra altas después de haber desarrollado una nueva tecnología para abrir las películas de MFC. 
• El injerto de películas de MFC a densidades de injerto ultra altas condujo a rendimientos en términos de barrera al agua mucho más allá de las especificaciones objetivo para todos los PoC.
• Se ha evidenciado una relación de ley de potencia entre las densidades de injerto y los rendimientos de barrera al agua, lo que permite predecir los valores objetivo de modificación para un requisito dado.

El proceso de cromatogenia se ha mejorado añadiendo cajas de vapor antes y después del injerto que han aumentado significativamente la eficiencia del injerto y las propiedades mecánicas de las películas laminadas de MFC de WP4.

La eliminación de elementos gruesos en una suspensión de MFC mediante cribado a través de una abertura de alambre fino se ha probado en un dispositivo desarrollado a escala de laboratorio..

La desfloculación en una suspensión de MFC mediante cribado en una planta piloto de cribado a presión de tamaño semiindustrial a una concentración de hasta el 2,7 % se ha repetido y ha demostrado ser estable Del WP5.

La caja de vapor después del injerto mejora la convertibilidad debido a un mayor contenido de humedad.

Las pruebas de concepto se produjeron, probaron y entregaron según el plan.

No se cumplieron todos los KPI para el rendimiento de la barrera, sin embargo, las pruebas de los demostradores en el uso en la vida real mostraron un rendimiento excelente a bueno Del WP6.

Los 3 PoC son compatibles con la línea industrial convencional para el reciclaje de embalajes, por lo tanto, cumplen con la norma EN13430 "Requisitos para embalajes recuperables mediante reciclaje de materiales". La tasa de reciclaje es: 100% para la concha y la bandeja y 97% para el vaso. 

El rendimiento ambiental del vaso CelluWiz, en una perspectiva de la cuna a la tumba, mejora con respecto al vaso de papel/PE en todas las categorías de impacto, con una reducción que oscila entre el 18 y el 82%. 

Un análisis de ecoeficiencia en 3D muestra que el vaso CelluWiz es la opción más sostenible en comparación con el vaso de papel/PE y el vaso de plástico PS analizados como puntos de referencia. 

En términos de idoneidad para el contacto con alimentos, los materiales ensayados cumplen los requisitos aplicables al papel y cartón según la Recomendación BfR XXXVI, si bien las sustancias añadidas intencionadamente deben estar autorizadas para tal uso, aunque no se detecte una migración específica de estas sustancias en las condiciones de uso estudiadas.