Proyecto H2020 YPACK: Envases a base de polihidroxialcananoatos de alto rendimiento para minimizar el desperdicio de alimentos
- Tipo Proyecto
- Status Completado
- Ejecución 2017 -2021
- Presupuesto asignado 5.996.591,02 €
- Alcance Europeo
- Principal fuente de financiación H2020
- Sitio web del proyecto YPACK
Los materiales plásticos derivados del petróleo utilizados en el envasado de alimentos contribuyen al creciente problema de los residuos plásticos. La Estrategia de Economía Circular de la UE propone soluciones de envasado alternativas que utilizan subproductos de la industria alimentaria, como el queso, el suero de leche y las cáscaras de almendra.
Estas soluciones tienen como objetivo garantizar la biodegradabilidad y la reciclabilidad, al tiempo que reducen el desperdicio de alimentos. En este contexto, el proyecto YPACK, financiado con fondos europeos, llevará a cabo el escalado preindustrial y la validación de dos opciones innovadoras de envasado de alimentos basadas en PHA (polihidroxialcanoatos). Estos incluyen una bandeja termoformada y una bolsa flow pack, ambas equipadas con propiedades de barrera activa y pasiva. El proyecto adoptará un enfoque y una metodología integrales que abarcarán el desarrollo de envases, la validación de productos, un enfoque social (difusión, políticas y aspectos regulatorios) y la evaluación del mercado.
El trabajo realizado en el proyecto YPACK ha dado lugar a dos productos:
- Una película multicapa de base biológica y biodegradable a base de polihidroxialcanoatos (PHA) con una barrera de oxígeno mejorada y propiedades antimicrobianas para aplicaciones de envasado de alimentos. Esta innovadora película multicapa activa puede considerarse un candidato potencial para su uso en el diseño de envases alimentarios activos orgánicos y reciclables, ya que las propiedades activas y de barrera de estos materiales son ventajosas para la conservación de los alimentos. Las multicapas desarrolladas pueden aplicarse como tapas para envases, capas de contacto con alimentos y flow packs. De hecho, en el marco de YPACK, se ha probado la viabilidad de estas películas como flow pack para el envasado de frutas.
- Bandejas termoformadas (YPACK23, YPACK25 y YPACK27), en las que YPACK27 contiene residuos de cáscara de almendra y un nuevo grado de PHA derivado de residuos de suero de queso.
Ambos resultados clave explotables han dado lugar a prototipos de productos finales y se han probado con varios alimentos en estudios de vida útil comercial. Para su explotación y posterior comercialización, la idea sería optimizar aún más la escalabilidad del proceso para reducir costos y mejorar la calidad del acabado, así como licenciar la tecnología a empresas interesadas en los productos.
Además, varios resultados que aún no se consideran productos escalables se han mencionado como posibles resultados intermedios explotables, como:
- Optimización de la producción de microcelulosa a partir de subproductos de la industria de la almendra
- Perfeccionamiento de un nuevo proceso de producción de biomasa microbiana rica en PHBV, derivada del suero de queso
- Hot-tacks basados en nanofibras electrohiladas como alternativa a los adhesivos petroquímicos
- Película soplada activa biodegradable
- Mejoras en el desarrollo de métodos de purificación y extracción de PHA del suero del queso
En términos de difusión, la marca YPACK así como los resultados del proyecto antes mencionados se han compartido a lo largo del tiempo del proyecto a través de varias actividades, incluyendo publicación de noticias en el sitio web de YPACK y redes sociales (principalmente Twitter y LinkedIn), asistencia y presentaciones en seminarios web y eventos, boletines informativos y publicación de varias publicaciones científicas.
El uso de materiales plásticos derivados del petróleo en el sector del envasado de alimentos ha aumentado en las últimas décadas debido a diversas ventajas, como su bajo coste, versatilidad, propiedades mecánicas, fácil procesamiento, etc. Sin embargo, su uso abusivo ha generado graves problemas ambientales. Tanto es así que, a día de hoy, producimos alrededor de 300 millones de toneladas de residuos plásticos al año, lo que equivale prácticamente al peso de toda la población humana.
El problema radica en que los residuos plásticos, ya sea en el océano o en la tierra, pueden persistir en el medio ambiente durante siglos y generar microplásticos al descomponerse. Esto está causando graves problemas ambientales y de salud, por lo que ha aumentado el interés mundial por sustituir los plásticos por plásticos biodegradables, con especial atención en el sector del envasado de alimentos.
El uso de biomateriales y recursos compostables y biodegradables (en condiciones ambientales) se considera una de las múltiples estrategias para minimizar el impacto ambiental de los plásticos derivados del petróleo. Estos materiales son compatibles con la estrategia de Bioeconomía Circular, donde los residuos se reutilizan para fabricar envases, que luego devuelven el carbono al suelo mediante el reciclaje orgánico.
Los envases biodegradables de alto rendimiento derivados de residuos industriales contaminantes, como el suero del queso, han atraído especial atención, ya que podrían ser la solución definitiva para combatir la contaminación plástica, sin comprometer los aspectos de calidad y seguridad alimentaria inherentes a los envases de plástico. Por esta razón, el equipo de YPACK ha estado trabajando en soluciones innovadoras de envasado de alimentos basadas en polihidroxialcanoatos (PHA) derivados de residuos, que han alcanzado la explotación comercial para algunos de los artículos desarrollados, incluso durante la ejecución del proyecto.
Brevemente, YPACK se ha propuesto escalar la producción y la validación comercial de dos soluciones de envasado de alimentos basadas en polihidroxialcanoatos (PHA) biodegradables derivados de biorresiduos. Las acciones llevadas a cabo dentro del proyecto fueron:
- Perfiles de consumidores y estudios de mercado para identificar las preferencias de los consumidores y las necesidades del mercado.
- Varios procesos relacionados con la producción de sistemas monocapa y multicapa se optimizaron y escalaron a una escala preindustrial.
- Alta barrera y rendimiento activo que permite la conservación de alimentos complejos.
- Análisis del ciclo de vida (ACV) y estudios de vida útil con carne, frutas, verduras y pasta. Estas últimas actividades las llevan a cabo actualmente dos minoristas y una empresa alimentaria, socios del proyecto
El objetivo principal de YPACK es el escalado preindustrial y la validación de dos soluciones innovadoras de envasado de alimentos (bandeja termoformada y bolsa flow pack) basadas en PHA, con propiedades de barrera activas y pasivas. El nuevo envase utilizará subproductos de la industria alimentaria (suero de queso y cáscaras de almendra), garantizará su biodegradabilidad y reciclabilidad, y reducirá el desperdicio de alimentos, en el marco de la estrategia de Economía Circular de la UE.
YPACK aplicará un enfoque y una metodología holísticos que abarcan diferentes áreas de conocimiento: desarrollo de soluciones de envasado (producción de capas de PHBV, compuestos, prototipado, validación industrial), validación de producto (calidad/vida útil), enfoque social (perfiles de clientes, difusión, políticas y normativas) y evaluación de mercado (estudio empresarial y evaluación de riesgos). YPACK está alineado con la estrategia de Economía Circular de la UE, incluyendo el uso de subproductos de la industria alimentaria de origen biológico, estudios de ACV, reciclabilidad y biodegradabilidad de los envases, y la reducción del desperdicio de alimentos. El proyecto se construye de acuerdo con las directrices de Investigación e Innovación Responsables de la Comisión Europea.
El proyecto tiene una duración total de 36 meses. Se optimizarán y escalarán a escala preindustrial diversos procesos relacionados con la producción de sistemas multicapa pasivos y activos basados en PHBV crudo para validar la producción de las soluciones de envasado propuestas para prolongar la vida útil de productos alimenticios seleccionados. Estas consisten en:
- una bandeja multicapa con una capa activa interna, y
- un flow pack multicapa con propiedades de barrera mejoradas.
En la primera etapa del proyecto, se realizará un perfil de consumidor y un estudio de mercado para identificar las preferencias de los consumidores, las necesidades del mercado y adaptarlas a la nueva normativa de la UE y los avances en materiales de envasado.
Los principales avances del proyecto, más allá del estado del arte, son el desarrollo y la ampliación a escala de un nuevo biopolímero de PHA derivado del suero de queso y compuestos termoformables biodegradables basados en PHA, de bajo coste y a partir de biorresiduos. Otro gran avance del proyecto es el desarrollo de un concepto multicapa termoformable con alta barrera a los gases.
Los productos YPACK emplean estrategias nanotecnológicas seguras, como intercapas continuas de nanocelulosa y adhesivos termosellados electrohilados, para exhibir las funcionalidades deseadas. Actualmente, no existe ningún envase compostable de base biológica que pueda alcanzar las propiedades deseadas.
Al finalizar el proyecto, hemos logrado ampliar a escala envases biodegradables totalmente funcionales, es decir, bandejas termoformadas y películas multicapa. Estos conceptos se han evaluado en términos de ACV, biodegradabilidad en el medio ambiente y en compostaje, migración y como elementos de envasado para la prolongación de la vida útil de varios productos alimenticios seleccionados, con resultados satisfactorios.
- CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
- Web del proyecto
- Resultados del Proyecto
- Una solución de envasado de alimentos biodegradable que también promete aumenta…
- Cómo prolongar la vida útil de los alimentos y evitar el desperdicio
- Video Proyecto europeo YPACK H2020
- Video YPACK H2020
- Video YPACK - Sustainable food packaging
- Web de CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
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