Przyjazne dla środowiska celulozowe opakowania żywności o doskonałych parametrach

Opakowania żywności służą do zapewnienia bezpiecznego i efektywnego transportu w całym łańcuchu dostaw, przy jednoczesnym zachowaniu okresu przydatności do spożycia łatwo psujących się artykułów w sklepach i domach. Niestety, właściwości, które sprawiają, że materiały opakowaniowe są skuteczne, sprawiają jednocześnie, że ich recykling jest utrudniony. Konwencjonalne opakowania żywności są wykonane z wielu warstw różnych materiałów, w tym folii, papieru i tworzyw sztucznych, które trudno rozdzielić. W związku z tym większość pojemników trafia na wysypiska lub jest spalana. Projekt CelluWiz otrzymał dofinansowanie w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Bioprzemysłu, które jest formą partnerstwa publiczno-prywatnego między Unią Europejską a przemysłem. Celem projektu jest opracowanie technologii umożliwiających produkcję produktów opakowaniowych wykonanych w całości z celulozy, które nadają się do kompostowania/biodegradacji i recyklingu.

Laminowanie na mokro mikrofibrylowanej celulozy: blokowanie dostępu tłuszczu i tlenu

Celuloza jest kluczowym składnikiem ścian komórek roślinnych i najobficiej występującym polimerem na Ziemi. Chociaż celuloza nie stanowi bariery dla tłuszczu, tlenu, wody i pary wodnej, mikrofibryle celulozowe dobrze sobie radzą z tłuszczem i tlenem. Mikrofibrylowana celuloza (MFC) to rodzaj nanocelulozy otrzymywanej w wyniku wstępnej obróbki włókien celulozowych (w przypadku projektu CelluWiz – z zastosowaniem enzymów), a następnie obróbkę mechaniczną. Warstwy MFC naniesiono na tekturę papierową przy użyciu procesu laminowania na mokro, jednej z dwóch kluczowych technologii opracowanych w ramach projektu. „Laminowanie na mokro to nasz nowatorski, opatentowany proces umożliwiający naniesienie cienkiej warstwy MFC na papier lub tekturę bez użycia kleju, czego efektem jest uzyskanie doskonałej bariery dla tłuszczu i tlenu. Dzięki realizacji projektu CelluWiz podnieśliśmy poziom gotowości technologicznej i po raz pierwszy wyprodukowaliśmy wysokowydajne rolki z tektury laminowanej na mokro MFC”, opowiada koordynator projektu, Philippe Martinez z Ośrodka Badań i Technologii nad Celulozą i Papierem.

Chromatogenia zwiększa odporność na wilgoć

Drugim kluczowym rezultatem projektu CelluWiz było podniesienie poziomu gotowości technologicznej chromatogenii, ekologicznej technologii niewymagającej stosowania rozpuszczalników, służącej do nadawania hydrofobowości materiałom na bazie celulozy. „Realizacja projektu CelluWiz umożliwiła nam optymalizację procesu wszczepienia chromatogenu, pozwalając uzyskać wysokie gęstości wszczepienia warstwy MFC, zarówno w laboratoriach, jak i w projektach pilotażowych. Zwiększyliśmy zawartość wszczepionego hydrofobowego kwasu tłuszczowego w tekturze laminowanej na mokro MFC o 80 %”, zauważa Martinez. W ramach projektu pilotażowego wyprodukowano 80 kg/dzień materiałów opakowaniowych w porównaniu z pierwotnym celem 1–10 kg/dzień; osiągnięto też wyższą gęstość wszczepienia niż planowano. Materiały wykonane w całości z celulozy nadają się do recyklingu (EN 13430:2004), kompostowania (EN 13432:2000) i biodegradacji w warunkach morskich (ISO 14852:1999 i ASTM D6691:2017). Wykorzystano je też do wytworzenia po 100 sztuk trzech produktów: dwuczęściowych zamykanych opakowań, kubków oraz tac. „Zespół projektu CelluWiz połączył laminowanie na mokro i chromatogenne wszczepienie MFC, aby wyprodukować opakowania wykonane w całości z celulozy, cechujące się nieprzepuszczalnością tłuszczu, tlenu, wody i pary wodnej bez konieczności użycia kleju czy plastiku”, podsumowuje Martinez. Szacuje on, że opracowane materiały i procesy mogą zmniejszyć ślad węglowy nawet o 40 % w przypadku zastąpienia nadających się do recyklingu materiałów opartych na paliwach kopalnych oraz o 75 % w porównaniu z produktami nienadającymi się do recyklingu. Wyniki uzyskane w projekcie CelluWiz mogą zrewolucjonizować rynek opakowań, zapewniając przy tym ogromne korzyści dla środowiska.

Źródło: cordis.europa.eu