Imballaggi alimentari ad alte prestazioni, interamente in cellulosa, che fanno bene all’ambiente
Gli imballaggi alimentari consentono un trasporto sicuro ed efficiente degli alimenti lungo tutta la catena di approvvigionamento, preservando la durata di conservazione delle merci deperibili nei negozi e nelle case. Purtroppo, le proprietà che rendono efficaci i materiali di imballaggio sono le stesse che li rendono difficili da riciclare. Gli imballaggi alimentari convenzionali sono costituiti da più strati di materiali diversi, tra cui alluminio, carta e plastica, difficili da separare. Pertanto, la maggior parte dei contenitori finisce nelle discariche o viene incenerita. Il progetto CelluWiz ha ricevuto un finanziamento dall’impresa comune Bioindustrie, un partenariato pubblico-privato tra l’UE e l’industria, per sviluppare tecnologie che consentano la produzione di imballaggi interamente in cellulosa che siano compostabili/biodegradabili e riciclabili.
Laminazione a umido di cellulosa microfibrillata: sbarramento all’ingresso di grasso e ossigeno
La cellulosa è il componente chiave delle pareti cellulari delle piante oltre ad essere il polimero più abbondante sulla Terra. Sebbene la cellulosa non costituisca una barriera contro il grasso, l’ossigeno, l’acqua e il vapore acqueo, le microfibrille di cellulosa si comportano bene contro il grasso e l’ossigeno. La cellulosa microfibrillata, un tipo di nanocellulosa, si ottiene mediante un pretrattamento delle fibre di cellulosa – enzimatico nel caso di CelluWiz – seguito da una lavorazione meccanica. Gli strati di cellulosa microfibrillata sono stati applicati al cartone di carta utilizzando il processo di laminazione a umido della cellulosa microfibrillata di CelluWiz, una delle due tecnologie chiave sviluppate dal progetto. «La laminazione a umido è il nostro esclusivo processo brevettato che consente di applicare un sottile strato di cellulosa microfibrillata su carta o cartone senza colla, ottenendo eccellenti proprietà barriera contro il grasso e l’ossigeno. Con CelluWiz, abbiamo fatto avanzare il livello di preparazione tecnologica e abbiamo prodotto per la prima volta bobine di cartone con cellulosa microfibrillata laminata a umido ad alte prestazioni», afferma il coordinatore del progetto, Philippe Martinez, del Pulp and Paper Research & Technical Centre.
La cromatogenia aggiunge la resistenza all’umidità
Il secondo risultato chiave di CelluWiz è stato l’avanzamento del livello di preparazione tecnologica della cromatogenia, una tecnologia verde, priva di solventi, utilizzata per conferire idrofobicità ai materiali a base di cellulosa. «CelluWiz ci ha permesso di ottimizzare il processo di innesto della cromatogenia, raggiungendo alte densità di innesto dello strato di cellulosa microfibrillata sia in laboratorio che su scala pilota. Abbiamo aumentato il contenuto di acidi grassi idrofobici innestati del cartone con laminazione a umido di cellulosa microfibrillata dell’80 %», osserva Martinez. I programmi pilota di CelluWiz hanno prodotto 80 kg/giorno di materiali da imballaggio rispetto all’obiettivo originale di 1-10 kg/giorno e con densità di innesto più elevate rispetto a quelle previste. I materiali interamente in cellulosa sono riciclabili (EN 13430:2004), compostabili (EN 13432:2000) e biodegradabili in condizioni marine (ISO 14852:1999 e ASTM D6691:2017) e sono stati utilizzati per produrre 100 pezzi ciascuno di tre prodotti: custodie, bicchieri e vassoi. «CelluWiz ha combinato la laminazione a umido e l’innesto cromatogenico di cellulosa microfibrillata per produrre imballaggi interamente in cellulosa con buone proprietà barriera contro il grasso, l’ossigeno, l’acqua e il vapore acqueo, senza l’uso di colla o plastica», riassume Martinez. Secondo le sue stime, i materiali e i processi possono ridurre l’impronta di carbonio fino al 40 % quando si sostituiscono i materiali riciclabili basati sui combustibili fossili e del 75 % rispetto ai prodotti non riciclabili. I risultati di CelluWiz potrebbero rivoluzionare gli imballaggi con grandi vantaggi per l’ambiente.
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