Envases alimentarios de celulosa de alto rendimiento respetuosos con el medio ambiente
El envasado de alimentos está pensado para permitir un transporte seguro y eficiente de los alimentos a lo largo de la cadena de suministro, al tiempo que se preserva la vida útil de los productos perecederos en tiendas y hogares. Por desgracia, las propiedades que hacen eficaces a los materiales de envasado son las mismas que dificultan su reciclaje. Los envases alimentarios convencionales están hechos de varias capas de distintos materiales, como láminas de aluminio, papel y plásticos, que son difíciles de separar. En consecuencia, la mayoría de los envases acaban en vertederos o se incineran. El equipo del proyecto CelluWiz recibió financiación de la Empresa Común para las Bioindustrias, una asociación público-privada entre la Unión Europea y la industria, para desarrollar tecnologías que permitan fabricar envases totalmente de celulosa que sean compostables o biodegradables y reciclables.
Laminación en húmedo de celulosa microfibrilada: barrera contra la grasa y el oxígeno
La celulosa es el componente principal de las paredes celulares de las plantas y el polímero más abundante de la Tierra. Aunque no es una barrera contra la grasa, el oxígeno, el agua y el vapor de agua, sus microfibrillas de celulosa tienen un buen comportamiento contra la grasa y el oxígeno. La celulosa microfibrilada (CMF), un tipo de nanocelulosa, se obtiene pretratando las fibras de celulosa —enzimáticamente en el caso de CelluWiz— y sometiéndolas después a un proceso mecánico. Las capas de CMF se aplicaron al cartón mediante el proceso de laminación en húmedo de CMF de CelluWiz, una de las dos tecnologías principales desarrolladas en el proyecto. «La laminación en húmedo es nuestro exclusivo proceso patentado que permite aplicar una fina capa de CMF sobre papel o cartón sin pegamento y obtener excelentes propiedades de barrera frente a la grasa y el oxígeno. Con CelluWiz, avanzamos en su nivel de preparación tecnológica y produjimos por primera vez bobinas de cartón laminado en húmedo de CMF de alto rendimiento», afirma el coordinador del proyecto, Philippe Martinez, del Centro Técnico y de Investigación de la Pasta y el Papel.
La cromatogenia añade resistencia a la humedad
El segundo resultado principal de CelluWiz fue el avance en el nivel de preparación tecnológica de la cromatogenia, una tecnología ecológica y sin disolventes que se utiliza para conferir hidrofobicidad a los materiales a base de celulosa. «CelluWiz nos permitió optimizar el proceso de injerto cromatogénico y alcanzar altas densidades de injerto de la capa de CMF tanto a escala de laboratorio como piloto. Aumentamos en un 80 % el contenido en ácidos grasos hidrófobos injertados del cartón laminado en húmedo de CMF», señala Martinez. En las pruebas piloto de CelluWiz se produjeron 80 kg/día de materiales de envasado en comparación con el objetivo original de 1-10 kg/día y con densidades de injerto superiores a las previstas. Los materiales totalmente de celulosa son reciclables (EN 13430:2004), compostables (EN 13432:2000) y biodegradables en condiciones marinas (ISO 14852:1999 y ASTM D6691:2017) y se utilizaron para producir 100 piezas de cada uno de los 3 productos: recipientes con tapa, vasos y bandejas. «En CelluWiz se combinaron la laminación en húmedo y el injerto cromatogénico de CMF para producir envases totalmente de celulosa con buenas propiedades de barrera contra la grasa, el oxígeno, el agua y el vapor de agua sin utilizar pegamento ni plástico», resume Martinez. Calcula que los materiales y procesos pueden reducir la huella de carbono hasta un 40 % al sustituir a materiales reciclables a base de combustibles fósiles y un 75 % si se comparan con productos no reciclables. Los resultados de CelluWiz podrían revolucionar el envasado y aportar enormes beneficios para el medio ambiente.
Palabras clave
CelluWiz, celulosa, envasado, CMF, laminación en húmedo, cromatogenia, papel, celulosa microfibrilada, envases alimentarios, nanocelulosa